stanford-oval/wikipedia huggingface dataset:
ریزسیال‌شناسی بر پایه قطره
دستکاری قطره > انکوباسیون قطره > انکوباسیون روی تراشه

خطوط تأخیر برای انکوباسیون قطره‌ها روی تراشه استفاده می‌شوند. پس از تشکیل، قطره‌ها می‌توانند به یک کانال مارپیچی شکل با قطر یک متر یا بیشتر عرضه شوند. افزایش عمق و عرض کانال خط تأخیری (مانند کانال‌هایی که برای شکل‌دادن و انتقال قطره‌ها استقده می‌شد) زمان‌های انکوباسیون بیشتری را هنگام کاهش فشار پشتی کانال تأمین می‌کند. به دلیل سایز بزرگتر کانال، قطره‌ها کانال خط تأخیر را پر می‌کنند و در زمانی که طوی می‌کشد که قطره‌ها از این کانال عبور کنند انکوبه می‌شود.
خطوط تأخیر اساساً برای انکوبه کردن قطره‌های محتوی ترکیب واکنش‌های شیمیایی طراحی شدند و توانایی ایجاد تأخیر تا مدت یک ساعت را داشتند. این دستگاه‌ها بسته به طول بر حسب سانتی‌متر، استفاده از خط تأخیر را ممکن می‌کنند. افزایش طول کلی کانال خط تاخیربه اندازه یک متر یا بیشتر، زمات انکوباسیون را ۱۲ ساعت یا بیشتر ممکن می‌کند. خطوط تأخیر برای نگه داشتن ثبات قطره برای بیشتر از ۳ روز معرفی شدند و زنده ماندن سلول با استفاده از خطوط تأخیر روی تراشه، بیش از ۱۲ ساعت را نشان داد. قبل از پیشرفت خطوط تأخیر، انکوباسیون روی تراشه با منتقل کردن قطره‌ها به مخزن‌های بزرگ (چندین میلی‌متر در هم طول و هم عرض) انجام شد که اگر زمان دقیق کنترل قطره‌ها مورد نیاز نباشد، ظرفیت ذخیره‌سازی بالا و کاهش پیچیدگی ساختاری دستگاه وعملکرد را عرضه می‌کردند.
اگر داشتن یک توزیع یکسان از زمان‌های انکوباسیون برای قطره‌ها مهم است، کانال خط تأخیر می‌تواند دارای تنگناهای گسترده منظم باشد. جریان قطره‌ها در طی یک کانال با قطر یکسان بر مبنای جایگاه شعاعی آنها یا سرعت‌های مختلفی جابجا می‌شود؛ قطره‌های نزدیکتر به مرکز کانال از قطره‌های نزدیک به کناره سریعتر حرکت می‌کنند. با تنگ کردن عرض کانال به بخش کوچکی از اندازهٔ معمولش، قطره‌های با شتاب بیشتر مجبور به تعادل با قطره‌های با حرکت آهسته تر می‌شوند به دلیل اینکه تنگنا به قطره‌های کمتری در یک زمان اجازهٔ عبور می‌دهد. یک دستکاری دیگر در هندسهٔ کانال خط تأخیر شامل اضافه کردن پیچ‌هایی در مسیر عبور قطره هاست. اینکار باعث افزایش اندازه می‌شود که هر معرفی که قطره محتوی آن است با فرا رفت نامنظم مخلوط باشد. برای سیستم‌هایی که انکوباسیون ۱۰۰ تا ۱۰۰۰ قطره را نیاز دارند، تله‌ها می‌توانند در کانال خط تأخیر تعبیه شوند که قطره‌ها را جدا از هم ذخیره می‌کند. این کار کنترل بهتر و تولید قطره‌های خاص را ممکن می‌کند.
دستکاری قطره > قطره‌های مغناطیسی

روش ریزسیال مغناطیسی کنترل سیالات مغناطیسی با بکار بردن میدان مغناطیسی روی یک پلتفورم ریزسیال با ارائهٔ کنترل بی‌سیم و قابل برنامه‌ریزی قطرهٔ مغناطیسی است؛ بنابراین، نیروی مغناطیسی همچنین می‌تواند برای انجام عملکردهای استدلالی مختلف به اضافه نیروی هیدرودینامیک و نیروی کشش سطحی، مورد استفاده قرار بگیرد. دوام میدان مغناطیسی، نوع میدان مغناطیسی (متحرک، یکسان یا چرخنده)، حساسیت مغناطیسی، کشش بین سطحی، سرعت جریان و نسبت سرعت جریان، کنترل قطره‌ها بر یک پلتفورم ریزسیال مغناطیسی را تعیین می‌کند.
دستکاری قطره > قطره‌های مغناطیسی > مرتب‌سازی قطره‌ای

مرتب‌سازی قطره در میکروفیلیدها یک روش مهم است، که اجازه می‌دهد تا جداسازی بر اساس عوامل متغیر از اندازه قطره تا مواد شیمیایی برچسب خورده شده با فلورسنت در داخل قطره، کار انجام شده برای مرتب‌سازی سلول‌ها در جریان سیاتومتری را می‌کاهد. در حوزه مرتب‌سازی قطره، دو نوع اصلی وجود دارند، دسته‌بندی فله ای که از روش‌های فعال یا غیرفعال استفاده می‌کند و مرتب‌سازی دقیق که عمدتاً مبتنی بر روش‌های فعال است. مرتب‌سازی فله به نمونه‌هایی با تعداد زیادی قطره (> 2000 s-۱) اعمال می‌شود که می‌تواند بر اساس خصوصیات ذاتی قطرات (مانند ویسکوزیته، چگالی و غیره) بدون بررسی هر قطره، طبقه‌بندی شود. از سوی دیگر مرتب‌سازی دقیق با هدف جدا کردن قطرات که مطابق معیارهای خاصی است که برای هر قطره بررسی می‌شود.
مرتب‌سازی غیرفعال توسط کنترل طراحی کانال میکروفلوئیدیک انجام می‌شود و اجازه می‌دهد که جداسازی بر اساس اندازه قطرات انجام شود. مرتب‌سازی اندازه بر روی اتصالات دوشاخه در کانال متکی است تا جریان را منحرف کند، که باعث می‌شود قطره‌ها براساس نحوه تعامل با محل تقاطع آن جریان یا میزان برش که به‌طور مستقیم به اندازه آنها بستگی دارد، دسته‌بندی شوند. دیگر روش‌های غیرفعال عبارتند از اینرسی و میکروفیلتراسیون که هر کدام با خواص فیزیکی مانند اینرسی و چگالی قطره سر و کار دارند. مرتب‌سازی فعال با استفاده از دستگاه‌های اضافی متصل به دستگاه میکروفلوئیدیک و با کنترل برخی جنبه‌ها از جمله حرارتی، مغناطیسی، پنوماتیک، آکوستیک، هیدرودینامیک و کنترل الکتریکی، تغییر مسیر قطره در جریان را انجام می‌دهد. این کنترل‌ها به کار برده می‌شوند تا مرتب‌سازی قطرات در پاسخ به برخی آشکارسازهای سیگنال‌های قطرات از جمله شدت فلورسانس انجام گیرد.
روش‌های مرتب‌سازی دقیق با استفاده از این روش‌های مرتب‌سازی فعال، ابتدا تصمیم‌گیری (به عنوان مثال، سیگنال فلورسانس) در مورد قطرات را انجام می‌دهد و سپس جریان آنها را با یکی از روش‌های فوق تغییر می‌دهد. یک تکنیک به نام «مرتب‌سازی قطره‌ای فعال فلورسنت» (FADS) توسعه یافته است که از مرتب‌سازی فعال میدان الکتریکی القا شده با تشخیص فلورسنت برای مرتب کردن تا ۲۰۰۰ قطره در ثانیه استفاده می‌کند. این روش متکی بر فعالیت آنزیمی سلولهای هدف اختصاصی برای فعال کردن سوبسترای فلوروژنیک داخل قطره است اما محدود به آن نیست. هنگامی که یک قطره فلورسنت تشخیص داده می‌شود، دو الکترود روشن می‌شوند که میدانی را به قطره اعمال می‌کنند که مسیر آن را به کانال انتخابی تغییر می‌دهد، در حالی که قطرات غیر فلورسنت از طریق کانال اصلی جریان پیدا می‌کنند و به ضایعات مبدل می‌شوند. روش‌های دیگر از معیارهای گوناگون انتخاب، مانند جذب قطره، تعداد ذرات بسته‌بندی شده یا تشخیص تصویری از اشکال سلول استفاده می‌کنند. مرتب‌سازی می‌تواند برای بهبود خلوص بسته‌بندی شده که یک عامل مهم برای جمع‌آوری نمونه برای آزمایش‌های بیشتر است، انجام شود.
برنامه‌های کلیدی > کشت سلولی

یکی از مزیت‌های کلیدی ریزسیال‌شناسی مبتنی بر قطره قابلیت استفاده از قطرات به عنوان انکوباتور برای تک‌سلول‌هاست.
دستگاه‌هایی که قادر به تولید هزاران قطره در ثانیه هستند، راه‌های جدیدی برای دسته‌بندی کردن جمعیت سلولی، نه تنها براساس نشانگر خاصی که در زمان خاصی اندازه‌گیری می‌شود، بلکه بر اساس رفتارهای سینتیکی سلول همچون ترشح پروتئین، فعالیت آنزیمی یا تکثیر باز می‌کنند. اخیراً روشی ابداع شده است که یک آرایه ثابت از قطرات میکروسکوپی برای انکوبه کردن تک سلول‌ها، بدون نیاز به سورفاکتانت تولید شود.
برنامه‌های کلیدی > توصیف صفات اختصاصی ماکرومولکول‌های زیستی > کریستالی شدن پروتئین

دستگاه‌های بر پایه قطرات همچنین برای تحقیق در مورد شرایط ضروری برای کریستاله شدن پروتئین‌ها استفاده می‌شوند.
برنامه‌های کلیدی > توصیف صفات اختصاصی ماکرومولکول‌های زیستی > PCR مبتنی بر قطرات

واکنش زنجیره ای پلیمراز (پی سی آر) یک ابزار حیاتی برای شروع فعالیت‌های ژنومی و زیستی بوده است، زیرا به مقدار زیادی به تولید و آنالیز نمونه‌های دی ان آ را برای دامنه وسیعی از فعالیت‌های کاربردی، سرعت می‌بخشد. پیشرفت تکنولوژی در پی سی آر در ابعاد میکروقطره‌ای، ساخت یک مولکول تکی پی سی آر بر روی یک چیپ را ممکن ساخته است. در ابتدا تکثیر تک مولکول دی ان آ، از جمله آنچه در پی سی آر میکرو قطره‌ای یا امولسیون اتفاق می‌افتد، از پی سی آر در ابعاد بزرگ مشکل‌تر بود به همین دلیل معمولاً غلظت‌های بیشتری از مواد مصرف می‌شد. هر چند، شرایط کاملاً بهینه شده این اضافه بار را به وسیله تضمین اینکه مولکول‌های تکی غلظت مناسبی از مواد تکثیری را که در سراسر سلول واکنش توزیع شده‌اند، به حداقل رسانده است. پی ی آرهای ریزسیال غیرمبتنی بر قطره نیز با چالش جذب مواد واکنش در کانال‌های دستگاه روبرو بودند، اما سیستم‌های مبتنی بر قطرات این مشکل را با کاهش تماس با کانال، کم کردند.
با استفاده از سیستم‌های آب در روغنی، پی سی آر قطره‌ای با جمع‌آوری اجزا، شکل‌دادن قطرات، یکی کردن قطرات، ترموسایکل کردن و سپس پردازش اطلاعات بسیار شبیه پی سی آر نرمال است. این تکنیک قادر است بیش از دو میلیون واکنش پی سی آر انجام دهد، به علاوه افزایش صد هزار برابری تشخیص آلل‌های وحشی در مقابل آلل‌های جهش یافته. پی سی آر مبتنی بر قطرات به مقدار زیادی توانایی تسهیم پی سی آر معمولی را افزایش می‌دهد که ساخت سریع کتابخانه‌های جهش یافته را ممکن می‌سازد. بدون خواندن درست، تکثیر دی ان آ به صورت طبیعی قدری احتمال خطا دارد، اما با ساخت پلیمرازهای متمایل به خطا، پی سی آر مبتی بر قطرات از خروجی بالاتری از حالت نرمال بهره می‌برد تا یک کتابخانه جهش یافته را سریعتر و بهینه تر از حالت نرمال تولید کند. این پی سی آر مبتنی بر قطرات را جذاب تر از پس سی آر سنتی و کند می‌کند. در یک برنامه مشابه، پی سی آر میکروقطره‌ای که به شدت تسهیم شده است، توسعه داده شده است که اجازه غربالگری تعداد زیادی توالی‌های هدف را می‌دهد. این برنامه‌هایی همچون شناسایی باکتریایی را ممکن می‌سازد. سی پی آرهای بر روی تراشه اجازه بیش از ۱۵*۱۵ بار تسهیم شدن را می‌دهند. که به این معناست که هدف قرار دادن چندین توالی دی ان آ بر روی یک دستگاه و در یک زمان ممکن است. این تسهیم به وسیله قرار دادن قطعات متوقف شده آغازگر دی ان آ در پایه چاهک‌های تراشه ممکن شده است.
ترکیب پی سی آر مبتنی بر قطرات با دستگاه‌های پلی دی متیل سیلوکسان (PDMS) امکان پیشرفت‌های جدیدی در پی سی آر قطره‌ای و همچنین بهبود تعدادی از مشکلات قبلی از جمله از دست دادن مایعات زیاد به علت تبخیر را، فراهم کرده است. پی سی آرهای مبتنی بر قطره به شدت به حباب‌های هوا حساس اند زیرا آنها تفاوت‌های دمایی ایجاد می‌کنند که جلوی تکثیر دی ان آ را می‌گیرد، همچنین مواد واکنش را از محفظه واکنش دور می‌سازند. در حال حاضر پی سی آرهای مبتنی بر قطره در دستگاه‌های PDMS انجام می‌گیرند تا واکنش دهنده‌ها را به شیوه ای کنترل شده تر و از طریق یک لایه PDMS به قطرات منتقل کنند که فرایند تکثیر را بهتر حفظ کنند و از سوپاپ‌های مرسوم پایدار تر است. یک دستگاه جدید پی سی آر مبتنی بر قطره PDMS در مقایسه آزمایش‌های پی سی آر کوانتیده مرسوم، دقت و افزایش تعداد کپی‌های کوچک را ممکن ساخته است. این دقت بالا به علت طراحی دستگاه با PDMSهای آغشته به سورفاکتانت و همچنین طراحی ساندویچ مانند شیشه-PDMS-شیشه بوده است. این مشخصات دستگاه امکان آستر سازی ساده و بهینه دی ان آ و تبخیر کمتر آب هنگام چرخه پی سی آر را ممکن ساخته است.
برنامه‌های کلیدی > توصیف صفات اختصاصی ماکرومولکول‌های زیستی > توالی‌گذاری DNA

چندین سیستم ریزسیال، از جمله سیستم‌های مبتنی بر قطرات، برای توالی گذاری دی ان آ کاربرد دارند.
برنامه‌های کلیدی > سنتز شیمیایی

ریزسیال‌شناسی مبتنی بر قطرات به علت چندین مشخصه جذاب یک ابزار مهم در سنتز شیمیایی شده است. واکنش‌های در ابعاد میکروسکوپی به علت استفاده از حجم‌های اندک واکنش دهنده، واکنش‌های سریع در حد میلی ثانیه و انتقال بهینه گرما که منجر به مزایای زیست‌محیطی می‌شود زیرا انرژی مصرفی به ازای بالا بردن دمای هر واحد می‌تواند بسیار کوچک باشد، امکان کاهش هزینه را دارا هستند. مقدار کنترل روی شرایط محیطی درون دستگاه اغلب این را ممکن می‌سازد که با دقت زیادی یک محصوا را از بین گند محصول انتخاب کنیم. با به گزینی بالای محصول و اندازه کوچک واکنش دهنده و محیط واکنش، با تعداد کمتری واکنش دقیق و اثرات تمیزتر و کوچک‌تر روبرو هستیم. میکرو قطرات پراکنده‌ساخته شده توسط شیمی مبتنی بر قطره می‌توانند به عنوان محیطی که واکنش‌های شیمیایی رخ می‌دهند یا به عنوان حاملین واکنش دهنده‌ها در فرایند ساخت نانوساختار‌های پیچیده عمل کنند. قطرات همچنین امکان تبدیل به ساختارهای سلول مانند را دارند که اجازه می‌دهد برای تقلید اجزای زیستی یا اعمال انسانی مورد استفاده قرار گیرند.
به عنوان یک روش سنتز شیمیایی قطرات در ماشین‌های ریزسیال به عنوان محفظه‌های واکنش جداگانه که از آلودگی توسط رسوبات دستگاه ناشی از فازهای پشت سر هم محافظت می‌شوند، عمل می‌کنند. مزایای استفاده از این روش (در مقایسه با روش دسته ای) شامل توان عملیاتی بالا، آزمایش کردن‌های پشت سر هم، ضایعات کمتر، قابل حمل بودن و درجه بالایی از کنترل ترکیبی می‌باشد. برخی از مثال‌های سنتزهای ممکن واکنش میکروکرات نیمه رسانا و نانو ذرات می‌باشد. تشخیص شیمیایی با دستگاه یک پارچه شده است تا نظارت با دقت واکنش را تضمین کند. طیف‌سنجی NMR، نظارت میکروسکوپی، تشخیص الکتروشیمیایی و تشخیص شیمیایی لومینسانسی مورد استفاده هستند. معمولاً اندازه‌گیری‌ها از قسمت‌های مختلف دستگاه صورت می‌گیرند، تا پیشرفت واکنش را دیده‌بانی کنند.
افزایش سرعت واکنش به وسیله میکرو ذرات در واکنش سیلیل انول اتر با آلدهید دیده می‌شود. با استفاده از یک دستگاه ریزسیال مبتنی بر قطره، زمان واکنش در مقایسه با بیست و چهار ساعت لازم برای انجام واکنش دسته ای به بیست دقیقه کوتاه شد. آزمایش کنندگان دیگری در مقایسه با روش دسته ای قادر به انتخاب پذیری بالا برای سیس-استیلبن در مقابل ترانس-استیلبن که به صورت ترمودینامیک اولویت دارد شدند. که نمایانگر درجه بالای کنترلی می‌باشد که توسط میکرو واکنش گرهای قطرات ارائه می‌شود. این کنترل استرئو برای صنعت داروسازی مفید می‌باشد. برای مثال، L-Methotrexate یک داروی مورد استفاده در شیمی درمانی است که که در مقایسه با ایزومر D آن راحت تر جذب می‌شود.
برنامه‌های کلیدی > سنتز شیمیایی > سنتز ریزذرات و نانوذرات

ذرات پیشرفته و مواد مبتنی بر ذره، مانند ذرات پلیمر، میکروکپسول‌ها، نانوکریستال‌ها و دسته جات یا مهره‌های کریستال‌های فوتونی می‌توانند با کمک ریزسیالات مبتنی بر قطره سنتز شوند. نانوذراتی همچون Cds کلوئیدی ونانو ذراتی که CdS/CdSe به صورت هسته و پوسته قرار دارند هم می‌توانند از طریق چندین گام در ابعاد میلی ثانیه ای در یک سیستم میکرو سیالی مبتنی بر قطره سنتز شوند.
نانوذرات، میکرو ذرات و خوشه‌های کلوئیدی در دستگاه‌های ریزسیال برای عمل‌هایی از قبیل دارو رسانی مفید هستند. اولین ذرات تولید شده در سیستم‌های مبتنی بر قطره ژل‌های سیلیکا بودند که در ابعاد میکرومتر ساخته شدند تا کاربرد آن‌ها در ساخت نمایشگرها و پوشش‌های نوری را تست کنند. ترکیب ذرات جامد با میکرو قطرات آبی نیازمند تغییر در کانال‌های ریزسیال مانند مخلوط کردن واکنش دهنده بیشتر و انتخاب مواد خاص همچون سیلیکا یا پلیمرهایی که با کانال‌ها و هر گونه مواد زیستی فعال که قطرات دارند، مداخله ای ندارند.
سنتز کوپلیمرها نایزمند سایش مولکول‌های ماکروسکوپیک به میکروذرات با سطوح متخلخل و نامنظم با استفاده از حلال‌های ارگانیک و تنکیک‌های امولسیونی است. این قطرات پیش بارگیری شده همچنین می‌توانند توسط اشعه ماورای بنفش به سرعت تهیه بشنود. توصیف مشخصات این میکروذرات و نانو ذرات شامل تصویربرداری مقیاس میکرو برای آنالیز ساختار و شناسایی مواد ماکروسکوپی که ساییده شده‌اند می‌باشد. تکنیک‌هایی از قبیل انسداد کنترل شده یک حباب گاز برای ساخت نانو ذرات تو خالی برای سنتز میکرو حباب‌های با محتویات خاص برای سیستم‌های دارو رسانی حیاتی است. هر دو نوع میکرو ذرات سیلیکایی و تیتانیومی به عنوان پوشش مقاوم بعد از استفاده گاز به کار می‌روند تا سرعت فاز آبی را افزایش دهند. سرعت بالاتر جریان اجازه کنترل بیشتری بر میزان ضخامت دیواره آبی می‌دهد. پدیدار شدن تظبیق پذیری نانو ذرات را می‌توان در تزریق انباره ای میکرو قطراتی پر شده با ذرات برای تحویل دارو به جای روش معمول تزریق وریدی داروها مشاهده کرد. این به علت صخامت اندک پوسته که معمولاً بین ۱ تا ۵۰ میکرومتر می‌باشد ممکن است.
پیشرفت‌های اخیر در ذرات ریزسیال امکان سنتز ذراتی با ابعاد نانومتر از پلیمرهای مشتق شده زیستی را فراهم می‌آورد. با استفاده از طراحی‌های چند فازی کنترل‌کننده جریان ویژه که دما و میزان جریان را کنترل می‌کنند، سایز نانوذرات تشکیل شده می‌تواند به همراه غلظت و شکل قطرات کنترل گردد. یکی دیگر از تکنیک‌های ساخت میکرو قطرات پر شده از ذرات استفاده از نانوذرات لیپید-هیدرژل است که می‌توانند به قطرات شکل تیز تری تبدیل شوند که زمانی که مواد نرم یا شکننده بایستی استفاده شود، مفید است. این مواد نرم مخصوصاً در تولید پودرها مهم هستند. پیشرفت‌های اخیر بر روی ابعاد نانو همچون دستگاه‌هایی که قطارتی با هر دو شکل کروی و غیر کروی را می‌سازند که فوق سریع و همگن هستند، برای تولید انبوه ذرات پودری در کاربردهای صنعتی ساخته می‌شوند.
برنامه‌های کلیدی > سنتز شیمیایی > سنتز ذرات ژل

سنتز ذرات ژل که همچنین به عنوان هیدروژل، میکروژل و نانو ژل شناخته می‌شوند برای چند دهه گذشته یک حیطه جذاب برای پزوهشگران و توجه صنعت بوده است. یک روش مبتنی بر ریزسیالات برای ساخت این ذرات هیدروژل یک روش مفید است، به علت توان بالا، یکنواختی ذرات و کاهش هزینه‌ها به علت کم کردن حجم مواد واکنش دهنده. یکی از چالش‌های ابتدایی در زمینه ژل‌ها تشکیل یک نواخت ذرات بود. در ابتدا تکنیک‌های مبتنی بر پلیمرها استفاده می‌شد تا توده میکرو ذرات را در سایز یکسان شکل دهند. این تکنیک‌ها عموماً بر مبنای استفاده از یک محلول آبی بود که برای ساخت امولسیون به شدت مخلوط شده بودند. در نهایت تکنیکی ابداع شد که با آن میکروژل‌های زیست تخریب پذیر و یکسان به وسیله ساخت امولسیون O/W در یک خط قطره‌ای که کانال هندسی تولید می‌کردند، ساخته می‌شد. این اتصال هندسی که با یک فاز مملو از سورفاکتانت همراه بود، مسئول ساخت میکروژل‌های ستولید شده از poly-dex-HEMA بود. مشخصات هندسی دیگر دستگاه از جمله حالت اتصال T هم قابل قبول هستند و برای ساخت ژل‌های با پایه سیلیکون کاربرد دارند.
هنگامی که این روش‌ها مورد قبول واقع شد، تلاش‌ها بر روی اعمال عملکرد به ذرات متمرکز شد. از جمله ذرات کپسوله شده باکتریایی، ذرات کپسوله شده دارو یا پروتئینی و ذرات ژل مغناطیسی می‌توان مثال زد. قرار دادن این جزو عملکردی می‌تواند به سادگی یکپارچه سازی آن جزو در فاز مخلوط باشد. در برخی موارد، هندسه ساختاری خاصی ترجیح داده می‌شود، برای مثال در میکروذرات آگاروزی یک اتصال با تمرکز بر جریان برای کپسوله کردن باکتری‌ها به کار می‌رود. ترکیب چند امولسیون برای استفاده‌های دارویی و زیبایی ترجیح داده می‌شوند، و با استفاده از دو اتصال متمرکز بر جریان متوالی ساخته می‌شوند. ذرات پیچیده‌تر مانند ذرات Janus که سطوحی با دو یا چند خصوصیت فیزیکی متمایز دارند، نیز قابل سنتز می‌باشند.
بعضی از نمونه‌های کاربرد روزافزون ذرات ژل شامل تحویل دارو، برنامه‌های کاربردی پزشکی و مهندسی بافت است و بسیاری از این کاربردها نیاز به ذرات یکنواختی دارند که در آن یک رویکرد مبتنی بر میکروفیلیس‌ها ترجیح داده می‌شود. روش‌های امولسیون سازی انبوه هنوز هم مطرح می‌باشند، زیرا همه کاربردها نیازی به میکروذرات یک فرم ندارند. آینده سنتز ریزسیالی ژل‌ها در توسعه تکنیک‌های توده‌های انبوه ذرات یک شکل به منظور دسترسی بیشتر اقتصادی و تجاری آنها قرار دارد.
برنامه‌های کلیدی > استخراج و انتقال فاز با استفاده از ریزسیالات قطره‌ای

استخراج مایع-مایع روشی است که برای جداسازی یک آنالیت از یک مخلوط پیچیده به کار می‌رود. با این روش اجزا برحسب حلالیت نسبی شان در فازهای مایع مخلوط نشدنی جدا می‌شوند. برای غلبه بر برخی از نقاط ضعف همراه با روش‌های معمول، روش‌های سطح بالا از قبیل روش لرزش فلاسک و استخراج مایع-مایع ریزسیالی به کارگرفته شد. سیستم‌های ریزسیالات مبتنی بر قطره توانایی دستکاری حجم‌های گسسته مایعات را در فازهای غیرقابل تقسیم با اعداد رینولدز کم و رژیم‌های جریان غیر توربولانتی نشان دادند. روش‌های در ابعاد میکرو زمان مورد نیاز را کاهش می‌دهند، حجم نمونه و واکنش دهنده را کاهش می‌دهند و امکان اتوماسیون و یک پارچه سازی را مهیا می‌کنند. در برخی مطالعات، بازدهی استخراج ریزسیالی مبتنی بر قطره نزدیک به لرزش فلاسک اندازه‌گیری می‌شود. مطالعه ای که روش لرزش فلاسک و روش استخراج مایع-مایع ریزسیال را برای ۲۶ ماده بررسی کرده بود. دریافت که بین مقادیر به دست آمده همبستگی زیادی وجود دارد (R2= ۰٫۹۹۴).
همچنین نشان داده شده است که دستگاه‌های استخراج ریزسیال مایع-مایع می‌توانند با ابزارهای دیگر برای شناسایی آنالایت‌های استخراج شده، یکپارچه شوند. به عنوان مثال، استخراج ریزسیالی می‌تواند ابتدائاً برای استخراج یک آنالیت در فاز آبی مانند کوکائین در بزاق استفاده شود و سپس با استفاده از طیف‌سنجی از طریق چیپ IR برای تشخیص اقدام شود. استخراج ریزسیال مایع-مایع نشان داده است که در چندین کاربرد برتری دارد، از جمله مطالعات فارماکوسینتیک دارو که تنها تعداد اندکی سلول مورد نیاز است و به علاوه مطالعاتی که حجم واکنش دهنده کمی مورد نیاز است.
تشخیص قطره > روش‌های جداسازی

سیستم‌های ریزسیال مبتنی بر قطره را می‌توان برای وظایف خاص به روش‌های جداسازی مجهز کرد. تکنیک‌های جداسازی معمول که به سیستم‌های ریزسیال مبتنی بر قطره جفت می‌شوند، شامل کراماتوگرافی مایع با کارایی بالا و الکتروفورز می‌باشند.
تشخیص قطره > روش‌های جداسازی > کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا

جداسازی شیمیایی در سطح میکروسکوپیک می‌تواند در آنالیز بیولوژیکی و شیمیایی استفاده شود. به عنوان یک ابزار تحلیلی، یک روش جداسازی شیمیایی، مانند HPLC، می‌تواند به یک دستگاه میکرو فلوئید متصل شود. دستگاه‌های میکرو فلوئید مبتنی بر قطره همراه با HPLC دارای حساسیت بالا تشخیص، استفاده از حجم کم واکنش دهنده‌ها، زمان تجزیه و تحلیل کوتاه و حداقل آلودگی متقابل آنالیت هاست که آنها را در بسیاری از موارد بهینه می‌کند. یک استفاده اساسی از HPLC در میکروفلوئیدیک مبتنی بر قطره، جداسازی شیمیایی توسط HPLC است، که سپس به یک دستگاه متصل می‌شود که قطراتی با اندازه میکرولیتر ازهر ترکیب شسته شده را ایجاد می‌کند. با استفاده از این سیستم، می‌توان کتابخانه‌های قطری زیادی از ترکیبات مختلف را در یک مکان متمرکز ایجاد کرد. با این وجود، همچون HPLC مشکلاتی مربوط به کروماتوگرافی ابعاد میکروسکوپیک وجود دارد. این مشکلات عبارتند از پراکندگی باندهای جدا شده، انتشار و «حجم مرده» در کانال‌ها پس از جداسازی. یکی از راه‌های دور زدن این مشکل استفاده از قطره‌ها برای جداسازی نوارهای جداسازی است که با انتشار و از دست دادن آنالیت‌های جدا شده مبارزه می‌کند. مزیت استفاده از HPLC همراه با یک دستگاه میکرو فلوئیدیک این است که بیش از یک جداسازی را می‌توان با هم ترکیب کرد. به عنوان مثال، جداسازی 2D (کروماتوگرافی دو بعدی) با این دستگاه‌ها (یعنی HPLC x LC, LC x LC و HPLC × HPLC) امکان‌پذیر است.
تشخیص قطره > روش‌های جداسازی > الکتروفورز

الکتروفورز مویرگ (CE) و الکتروفورز ژل میکروکاپیلاری (μCGE) از روش‌های به خوبی شناخته شده microchip electrophoresis (MCE) است که می‌تواند مزایای تحلیلی زیادی از جمله وضوح بالا، حساسیت بالا و اتصال مؤثر به طیف‌سنجی جرم (MS) ارائه دهد. الکتروفورز Microchip را می‌توان به‌طور کلی به عنوان یک روش برای پروسه‌های غربالگری با توان بالا استفاده کرد که به کشف و ارزیابی داروها کمک می‌کند. با استفاده از MCE، به‌طور خاص CE، دستگاه الکتروفورز ژل میکروکاپیلاری (μCGE) برای انجام پردازش نمونه DNA با تعداد زیاد ایجاد می‌شود، که آن را یک کاندید خوب برای تجزیه و تحلیل DNA می‌کند. دستگاه‌های μCGE همچنین برای اهداف جداسازی عملی هستند زیرا ازآنها برای جداسازی، مشخص کردن، کپسوله کردن و انتخاب آنالیت‌های متفاوتی که از یک نمونه مرکب نشات می‌گیرند، به صورت برخط استفاده می‌شود. تمام این مزایای روش‌های MCE به دستگاه‌های میکروفلوئدیک برگردانده می‌شود. دلیل اینکه روش‌های MCE به دستگاه‌های میکروفلوئیدی مبتنی بر قطره جفت می‌شوند به دلیل توانایی تجزیه و تحلیل نمونه‌ها در مقیاس نانولیتور است. استفاده از روش MCE در مقیاس کوچک هزینه و استفاده از واکنش دهنده را کاهش می‌دهد. مانند HPLC، تکنیک‌های تشخیص مبتنی بر فلورسانس برای الکتروفورز مویرگی استفاده می‌شود که این روش‌ها را عملی می‌کند و می‌تواند به زمینه‌هایی مانند بیوتکنولوژی، شیمی تحلیلی و توسعه دارو اعمال شود. این روش‌های MCE و دیگر روش‌های الکتروفورز از زمانی که الکتروفورز مویرگی در دهه ۱۹۸۰ محبوبیت کسب کرد و حتی در اوایل دهه ۱۹۹۰ توجه بیشتری به خود گرفت (مثلاً تا سال ۱۹۹۲ تقریباً ۸۰ بار مورد بررسی قرار گرفت) شروع به توسعه کرد.
طیف‌سنجی جرمی (MS) یک تکنیک تشخیصی تقریباً جهانی است که در سراسر جهان به عنوان استاندارد طلایی برای شناسایی بسیاری از ترکیبات شناخته شده است. MS یک روش تحلیلی است که در آن گونه‌های شیمیایی، قبل از تشخیص، یونیزه شده و مرتب می‌شوند و طیف جرم حاصل شده برای شناسایی مولکول‌های مادر یون‌ها استفاده می‌شود. این باعث می‌شود که MS بر خلاف سایر تکنیک‌های تشخیص (مانند فلورسانس)، بدون برچسب باشد؛ به عنوان مثال، نیازی نیست که لیگاندهای اضافی یا گروه‌ها را به مولکول مورد نظر متصل کنید تا سیگنال دریافت کنید و ترکیب را شناسایی کنید.
موارد متعددی وجود دارد که در آن روشهای دیگر اسپکتروسکوپی، مانند رزونانس مغناطیسی هسته (NMR)، فلورسنس، مادون قرمز یا رامان، به علت ترکیبات شیمیایی خاص قطرات، به عنوان روش‌های مستقل قابل اجرا نیستند. اغلب این قطرات به برچسب‌های فلورسنت حساس هستند یا حاوی گونه‌هایی هستند که به طریقی مشابه هستند، اینجاست که MS می‌تواند همراه با روش‌های دیگر برای مشخص کردن خاصیت آنالیت خاص مورد استفاده قرار گیرد. با این حال، MS به تازگی (در دهه گذشته) محبوبیت خود را به عنوان یک روش تشخیصی برای میکروفلوئیدیک مبتنی بر قطره (و به‌طور کلی میکرو فلوئیدیک) به دلیل چالش‌های مرتبط با طیف‌سنج جرمی همراه با این دستگاه‌های مینیاتوری به دست آورده است. دشواری جداسازی / تصفیه، سیستمهای مقیاس میکرو فلوئید را که به دستگاه طیف‌سنج جرمی متصل اند را در زمینه پروتئوم‌ها، سینتیک آنزیم‌ها، کشف دارو و غربالگری بیماریهای نوزاد، ایده‌آل ساخته است. دو روش که امروزه در سیستم‌های میکروفلوئیدیک مبتنی برقطره برای آنالیز جرم یانجام می‌گیرد، عبارتند از لیزر جذبی/یونیزاسیون همراه با ماتریکس (MALDI) و یونیزاسیون الکترو اسپری (ESI). روش‌های دیگر برای اتصال، مانند (اما نه محدود به) اشباع موج صوتی سطح (SAWN)، و یونیزاسیون کاغذ-اسپری در MS ابعاد مینیاتوری، نیز در حال توسعه است.