一种合成复合液滴对填充的水凝胶微纤维的集成微流控芯片与应用的制作方法

本发明涉及微流控技术领域，具体涉及一种合成复合液滴对填充的水凝胶微纤维的集成微流控芯片与应用。

背景技术：

用于多种功能性物质的共封装和可控释放的微载体在药物输送、组织再生以及酶催化反应等方面具有独特的优势以及广泛的应用前景。多腔室微载体的各个腔室被壳体材料分隔而相互独立，不仅有利于多种物质的共封装同时也有效避免封装物之间的交叉污染，这对于在联合癌症化疗、组织再生、疾病诊断等生物医学方面增强多种药物间的协同作用具有重要意义。利用微流控技术，目前虽然很多具有多腔室结构的微胶囊被生成出来用于多种物质的同步以及顺序释放，但这些微胶囊内外嵌套的结构使得实现多种封装物的按需选择性释放仍然是一项技术难题。因此，制备一种能够实现多种物质的并行独立封装以及选择性可控释放的新型微载体是很有必要的。

液滴填充的微纤维作为一种可供选择的微载体近年来引起国内外学者的广泛关注，其中液滴作为离散的微腔室规则地分布于纤维内，可有效用于功能性物质的独立封装。至今，利用微流控技术制备包裹有油滴的微纤维得到广泛研究，且成功应用于各种细胞以及功能性微粒的封装。但单乳液油滴的实心结构使得这类纤维无法实现内部封装物的可控释放。

技术实现要素：

本发明的目的是要解决现有的单乳液油滴的实心结构使得液滴填充的微纤维无法实现内部封装物的可控释放的问题，而提供一种合成复合液滴对填充的水凝胶微纤维的集成微流控芯片与应用。

一种集成微流控芯片，包括两个液滴生成模块和一个微纤维纺丝模块，两个液滴生成模块水平对称设置，微纤维纺丝模块设置在两个液滴生成模块的右侧；

所述液滴生成模块由圆形毛细管a、圆形毛细管b和方形毛细管a组成，圆形毛细管a和圆形毛细管b的一端均为锥形结构，且圆形毛细管a的锥形结构端口的内径小于圆形毛细管b的锥形结构端口的内径，圆形毛细管a的锥形结构端从方形毛细管a的左端伸入方形毛细管a中，圆形毛细管b的锥形结构端从方形毛细管a的右端伸入方形毛细管a中，且圆形毛细管a和圆形毛细管b的外壁均与方形毛细管a底面的内壁非密封粘接，圆形毛细管a和圆形毛细管b同轴设置，圆形毛细管a的锥形结构端口和圆形毛细管b锥形结构端口的轴向距离l1为130μm～160μm；

所述微纤维纺丝模块由圆形毛细管c和方形毛细管b组成，圆形毛细管c的右端从方形毛细管b的左端伸入方形毛细管b中，且圆形毛细管c的外壁与方形毛细管b底面的内壁非密封粘接，两个液滴生成模块的圆形毛细管b的右端伸入圆形毛细管c中，且圆形毛细管b的外壁与圆形毛细管c的内壁非密封粘接，圆形毛细管b右端的端口与圆形毛细管c右端的端口的距离l2为70μm～120μm。

一种集成微流控芯片的制备方法，以下步骤完成：

一、先将两个方形毛细管a水平对称放置在玻璃片的左侧，并将两个方形毛细管a的外壁与玻璃片的表面粘接；粘接完成后，将两个圆形毛细管a的锥形结构端分别从两个方形毛细管a的左端伸入方形毛细管a中，并将两个圆形毛细管a的外壁与方形毛细管a的内壁非密封粘接，然后将两个圆形毛细管b的锥形结构端分别从方形毛细管a的右端伸入方形毛细管a中，并设置两个圆形毛细管a和两个圆形毛细管b分别同轴，且保证圆形毛细管a的锥形结构端口和圆形毛细管b锥形结构端口的轴向距离l1为130μm～160μm，再将两个圆形毛细管b的外壁与方形毛细管a的内壁非密封粘接；

二、将两个液滴生成模块的圆形毛细管b的右端伸入圆形毛细管c中，保证圆形毛细管b右端的端口与圆形毛细管c右端的端口的距离l2为70μm～120μm，并将两个圆形毛细管b的外壁与圆形毛细管c的内壁非密封粘接；粘接完成后，将方形毛细管b套装在圆形毛细管c上，并将圆形毛细管c的外壁与方形毛细管b底面的内壁非密封粘接；粘接完成后，将方形毛细管b的外壁与玻璃片的表面粘接，完成一种集成微流控芯片的制备。

利用一种集成微流控芯片合成复合液滴对填充的水凝胶微纤维的方法，按以下步骤完成：

(1)将八种流体分别装载于八个进样器中，并分别固定在八个注射泵上，然后将装载八种流体的进样器分别与所述一种集成微流控芯片上设置的入口a、入口b、入口c、入口d、入口e、入口f、入口h和入口i对应密封连接；

(2)利用注射泵将wm1、wm2、wc和wo四种流体分别从对应的入口a、入口b、入口c和入口d持续注入，wm1、wm2、wc和wo四种流体在圆形毛细管c右端的出口形成实心微纤维，wm1和wm2的流速均为2.3ml/h～3ml/h，wc的流速为6ml/h～8ml/h，wo的流速为30ml/h～40ml/h；

(3)待步骤(2)中的wm1、wm2、wc和wo四种流体在圆形毛细管c右端的出口形成实心微纤维5min～10min后，利用注射泵将wi1、wi2、om1和om2分别从对应的入口e、入口f、入口h和入口i持续注入，在圆形毛细管c右端的出口处，得到复合液滴对填充的水凝胶微纤维；wi1和wi2的流速均为700μl/h～900μl/h，om1和om2的流速均为400μl/h～600μl/h。

本发明的原理：

本发明一种合成复合液滴对填充的水凝胶微纤维的集成微流控芯片与应用，是对基于微流控技术的复合液滴生成和纤维纺丝两种技术的顺序集成。主要涉及到两个过程：基于流动聚焦法的两种复合液滴的生成和基于共轴流法的微纤维的合成。首先芯片中两个完全相同的玻璃毛细管液滴生成模块以及由注射泵控制的流体流速调节确保了两种液滴在两个模块内的同步生成，此过程中wi1和wi2，wm1和wm2以及om1和om2这三组流体流速分别保持相同；其次圆形毛细管b与圆形毛细管c的距离l2以及从入口c引入的流体wc保证了两种同步生成的液滴在圆形毛细管c内相遇后进行有序配对和排列；最后在圆形毛细管c的出口处由于wo和wc两流体之间发生的化学交联反应，使得在微纤维生成的同时将并排的复合液滴对包裹在纤维里面，得到由复合液滴对填充的水凝胶微纤维。

本发明的优点：

1、本发明一种合成复合液滴对填充的水凝胶微纤维的集成微流控芯片与应用，微纤维内两种并排排列的复合液滴对可作为独立的腔室用于两种功能性材料的共封装，同时两种液滴的相互独立性有效避免了封装的两种功能性材料之间以及封装材料与外界环境之间的交叉污染；

2、外部水凝胶纤维基质良好的机械性能以及可视化特点，使得内部包裹的并排液滴对具有易于操纵的特点；

3、通过对流体om1和om2的进行不同的选材，比如使用温度或酸碱度敏感的材料(蜡质材料和烷烃类材料等)作为om1和om2，可赋予纤维内包裹的两种液滴具有相应的温度或酸碱度响应性，通过改变外界环境的温度或者酸碱度即可导致液滴壳膜的破裂，从而实现内部封装材料的可控释放。

本发明可获得一种合成复合液滴对填充的水凝胶微纤维的集成微流控芯片与应用。

附图说明

图1为实施例一一种集成微流控芯片设置在玻璃片上的结构图；

图2为图1中ⅰ的放大两倍后的示意图；

图3为图1中ⅱ的放大两倍后的示意图；

图4为实施例一中液滴生成模块的示意图；

图5为实施例一中微纤维纺丝模块的示意图；

图6、图7为实施例三中复合液滴对填充的水凝胶微纤维的合成过程；

图8为实施例三中复合液滴对填充的水凝胶微纤维。

其中，1.玻璃片；2.圆形毛细管a；3.入口h；4.方形毛细管a；5.圆形毛细管b；6.入口a；7.圆形毛细管c；8.方形毛细管b；9.入口d；10.入口c；11.入口b；12.入口i；13.入口e；14.入口f。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式一种集成微流控芯片，包括两个液滴生成模块和一个微纤维纺丝模块，两个液滴生成模块水平对称设置，微纤维纺丝模块设置在两个液滴生成模块的右侧；

所述液滴生成模块由圆形毛细管a2、圆形毛细管b5和方形毛细管a4组成，圆形毛细管a2和圆形毛细管b5的一端均为锥形结构，且圆形毛细管a2的锥形结构端口的内径小于圆形毛细管b5的锥形结构端口的内径，圆形毛细管a2的锥形结构端从方形毛细管a4的左端伸入方形毛细管a4中，圆形毛细管b5的锥形结构端从方形毛细管a4的右端伸入方形毛细管a4中，且圆形毛细管a2和圆形毛细管b5的外壁均与方形毛细管a4底面的内壁非密封粘接，圆形毛细管a2和圆形毛细管b5同轴设置，圆形毛细管a2的锥形结构端口和圆形毛细管b5锥形结构端口的轴向距离l1为130μm～160μm；

所述微纤维纺丝模块由圆形毛细管c7和方形毛细管b8组成，圆形毛细管c7的右端从方形毛细管b8的左端伸入方形毛细管b8中，且圆形毛细管c7的外壁与方形毛细管b8底面的内壁非密封粘接，两个液滴生成模块的圆形毛细管b5的右端伸入圆形毛细管c7中，且圆形毛细管b5的外壁与圆形毛细管c7的内壁非密封粘接，圆形毛细管b5右端的端口与圆形毛细管c7右端的端口的距离l2为70μm～120μm。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同点是：所述集成微流控芯片水平设置在玻璃片1上，且集成微流控芯片的方形毛细管a4和方形毛细管b8与玻璃片1的表面粘接；所述圆形毛细管a2的锥形结构端口的内径为40μm～60μm，所述圆形毛细管b5的锥形结构端口的内径为160μm～180μm。

其他步骤与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同点是：一种集成微流控芯片的制备方法，按以下步骤完成：

一、先将两个方形毛细管a4水平对称放置在玻璃片1的左侧，并将两个方形毛细管a4的外壁与玻璃片1的表面粘接；粘接完成后，将两个圆形毛细管a2的锥形结构端分别从两个方形毛细管a4的左端伸入方形毛细管a4中，并将两个圆形毛细管a2的外壁与方形毛细管a4的内壁非密封粘接，然后将两个圆形毛细管b5的锥形结构端分别从方形毛细管a4的右端伸入方形毛细管a4中，并设置两个圆形毛细管a2和两个圆形毛细管b5分别同轴，且保证圆形毛细管a2的锥形结构端口和圆形毛细管b5锥形结构端口的轴向距离l1为130μm～160μm，再将两个圆形毛细管b5的外壁与方形毛细管a4的内壁非密封粘接；

二、将两个液滴生成模块的圆形毛细管b5的右端伸入圆形毛细管c7中，保证圆形毛细管b5右端的端口与圆形毛细管c7右端的端口的距离l2为70μm～120μm，并将两个圆形毛细管b5的外壁与圆形毛细管c7的内壁非密封粘接；粘接完成后，将方形毛细管b8套装在圆形毛细管c7上，并将圆形毛细管c7的外壁与方形毛细管b8底面的内壁非密封粘接；粘接完成后，将方形毛细管b8的外壁与玻璃片1的表面粘接，完成一种集成微流控芯片的制备。

其他步骤与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同点是：步骤一中所述的圆形毛细管a2在使用前经疏水化处理，所述疏水化处理步骤如下：在向圆形毛细管a2中持续通入氮气的情况下，将圆形毛细管a2置于浸泡液中浸泡1min～2min，再将浸泡过的圆形毛细管a2在160℃～180℃的温度条件下干燥30min～40min；所述的浸泡液由三氯十八烷基硅烷和甲苯溶液制成，三氯十八烷基硅烷与甲苯溶液的体积比为1：49～99。

其他步骤与具体实施方式一至三之一相同。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同点是：所述两个圆形毛细管a2的外壁与方形毛细管a4的内壁的非密封粘接、两个圆形毛细管b5的外壁与方形毛细管a4的内壁的非密封粘接、两个圆形毛细管b5的外壁与圆形毛细管c7的内壁的非密封粘接以及圆形毛细管c7的外壁与方形毛细管b8底面的内壁的非密封粘接均采用ab胶进行粘接，两个方形毛细管a4的外壁与玻璃片1的表面的粘接和方形毛细管b8的外壁与玻璃片1的表面的粘接均采用无影胶进行粘接。

其他步骤与具体实施方式一至四之一相同。

具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同点是：利用一种集成微流控芯片合成复合液滴对填充的水凝胶微纤维的方法，按以下步骤完成：

(1)将八种流体分别装载于八个进样器中，并分别固定在八个注射泵上，然后将装载八种流体的进样器分别与所述一种集成微流控芯片上设置的入口a6、入口b11、入口c10、入口d9、入口e13、入口f14、入口h3和入口i12对应密封连接；

(2)利用注射泵将wm1、wm2、wc和wo四种流体分别从对应的入口a6、入口b11、入口c10和入口d9持续注入，wm1、wm2、wc和wo四种流体在圆形毛细管c7右端的出口形成实心微纤维，wm1和wm2的流速均为2.3ml/h～3ml/h，wc的流速为6ml/h～8ml/h，wo的流速为30ml/h～40ml/h；

(3)待步骤(2)中的wm1、wm2、wc和wo四种流体在圆形毛细管c7右端的出口形成实心微纤维5min～10min后，利用注射泵将wi1、wi2、om1和om2分别从对应的入口e13、入口f14、入口h3和入口i12持续注入，在圆形毛细管c7右端的出口处，得到复合液滴对填充的水凝胶微纤维；wi1和wi2的流速均为700μl/h～900μl/h，om1和om2的流速均为400μl/h～600μl/h。

其他步骤与具体实施方式一至五之一相同。

本实施方式的原理：

本实施方式利用一种集成微流控芯片合成复合液滴对填充的水凝胶微纤维的方法，是对基于微流控技术的复合液滴生成和纤维纺丝两种技术的顺序集成。主要涉及到两个过程：基于流动聚焦法的两种复合液滴的生成和基于共轴流法的微纤维的合成。首先芯片中两个完全相同的玻璃毛细管液滴生成模块以及由注射泵控制的流体流速调节确保了两种液滴在两个模块内的同步生成，此过程中wi1和wi2，wm1和wm2以及om1和om2这三组流体流速分别保持相同；其次圆形毛细管b5与圆形毛细管c7的距离l2以及从入口c10引入的流体wc保证了两种同步生成的液滴在圆形毛细管c7内相遇后进行有序配对和排列；最后在圆形毛细管c7的出口处由于wo和wc两流体之间发生的化学交联反应，使得在微纤维生成的同时将并排的复合液滴对包裹在纤维里面，得到由复合液滴对填充的水凝胶微纤维。

本实施方式的优点：

1、本实施方式利用一种集成微流控芯片合成复合液滴对填充的水凝胶微纤维的方法，微纤维内两种并排排列的复合液滴对可作为独立的腔室用于两种功能性材料的共封装，同时两种液滴的相互独立性有效避免了封装的两种功能性材料之间以及封装材料与外界环境之间的交叉污染；

2、外部水凝胶纤维基质良好的机械性能以及可视化特点，使得内部包裹的并排液滴对具有易于操纵的特点；

3、通过对流体om1和om2的进行不同的选材，比如使用温度或酸碱度敏感的材料(蜡质材料和烷烃类材料等)作为om1和om2，可赋予纤维内包裹的两种液滴具有相应的温度或酸碱度响应性，通过改变外界环境的温度或者酸碱度即可导致液滴壳膜的破裂，从而实现内部封装材料的可控释放。

具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同点是：所述的wi1和wi2的制备步骤如下：

1)wi1的制备：将聚乙烯醇溶解在去离子水中，在70℃～85℃的温度条件下搅拌10h～12h，然后经0.80μm的过滤器过滤，得到wi1，聚乙烯醇和去离子水的体积比为1：49～99；

2)wi2的制备：在步骤1)中得到的wi1中加入亚甲基蓝，经0.45μm的过滤器过滤，得到wi2，亚甲基蓝与wi1的体积比为1：499～999。

其他步骤与具体实施方式一至六之一相同。

具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同点是：所述的om1和om2是同一种流体，为粘度150cst～300cst的二甲基硅油。

其他步骤与具体实施方式一至七之一相同。

具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同点是：所述的wm1、wm2和wc是同一种流体，为混合溶液a，其制备步骤如下：将海藻酸钠和聚乙烯醇依次溶解在去离子水中，在室温下放置于磁力搅拌器上以500r/min～600r/min的搅拌速度搅拌12h～14h，然后经0.80μm的过滤器过滤，得到混合溶液a，海藻酸钠与去离子水的体积比为1：99～166，聚乙烯醇与去离子水的体积比为1：49～99。

其他步骤与具体实施方式一至八之一相同。

具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同点是：所述的wo的制备步骤如下：将氯化钙溶解在去离子水中，在室温下手动搅拌3min～7min，得到氯化钙溶液，然后将氯化钙溶液经0.45μm的过滤器过滤，再将过滤后的氯化钙溶液与纯甘油混合，得到wo，氯化钙的质量与去离子水的体积的比为1g：32ml～49ml，氯化钙溶液与纯甘油的体积比为1：4。

其他步骤与具体实施方式一至九之一相同。

采用以下实施例验证本发明的有益效果：

实施例一：如图1～5所示，一种集成微流控芯片，包括两个液滴生成模块和一个微纤维纺丝模块，所述集成微流控芯片水平设置在玻璃片1上，微纤维纺丝模块设置在在玻璃片1上的两个液滴生成模块的右侧；

所述液滴生成模块由圆形毛细管a2、圆形毛细管b5和方形毛细管a4组成，方形毛细管a4与玻璃片1的表面采用无影胶进行粘接，圆形毛细管a2和圆形毛细管b5的一端均为锥形结构，圆形毛细管a2的锥形结构端口的内径为40μm～60μm，圆形毛细管b5的锥形结构端口的内径为160μm～180μm，圆形毛细管a2的锥形结构端从方形毛细管a4的左端伸入方形毛细管a4中，圆形毛细管b5的锥形结构端从方形毛细管a4的右端伸入方形毛细管a4中，且圆形毛细管a2和圆形毛细管b5的外壁均与方形毛细管a4底面的内壁采用ab胶进行非密封粘接，圆形毛细管a2和圆形毛细管b5同轴设置，圆形毛细管a2的锥形结构端口和圆形毛细管b5锥形结构端口的轴向距离l1为130μm～160μm；

所述微纤维纺丝模块由圆形毛细管c7和方形毛细管b8组成，方形毛细管b8的外壁与玻璃片1的表面采用无影胶进行粘接，圆形毛细管c7的右端从方形毛细管b8的左端伸入方形毛细管b8中，且圆形毛细管c7的外壁与方形毛细管b8底面的内壁采用ab胶进行非密封粘接，两个液滴生成模块的圆形毛细管b5的右端伸入圆形毛细管c7中，且圆形毛细管b5的外壁与圆形毛细管c7的内壁采用ab胶进行非密封粘接，圆形毛细管b5右端的端口与圆形毛细管c7右端的端口的距离l2为70μm～120μm。

实施例二：一种集成微流控芯片的制备方法，按以下步骤完成：

一、圆形毛细管a2在使用前经疏水化处理，所述疏水化处理步骤如下：防止溶液与毛细管内壁接触，因此需在向圆形毛细管a2中持续通入氮气的情况下，将圆形毛细管a2置于浸泡液中浸泡1min～2min，再将浸泡过的圆形毛细管a2在160℃～180℃的温度条件下干燥30min～40min，即完成圆形毛细管a2的疏水化处理，其余的圆形毛细管则无需处理，所述的浸泡液由三氯十八烷基硅烷和甲苯溶液制成，三氯十八烷基硅烷与甲苯溶液的体积比为1：49～99；

二、先将两个方形毛细管a4水平对称放置在玻璃片1的左侧，并将两个方形毛细管a4的外壁与玻璃片1的表面采用无影胶进行粘接；粘接完成后，将两个圆形毛细管a2的锥形结构端分别从两个方形毛细管a4的左端伸入方形毛细管a4中，并将两个圆形毛细管a2的外壁与方形毛细管a4的内壁采用ab胶进行非密封粘接，然后将两个圆形毛细管b5的锥形结构端分别从方形毛细管a4的右端伸入方形毛细管a4中，并设置两个圆形毛细管a2和两个圆形毛细管b5分别同轴，且保证圆形毛细管a2的锥形结构端口和圆形毛细管b5锥形结构端口的轴向距离l1为130μm～160μm，再将两个圆形毛细管b5的外壁与方形毛细管a4的内壁采用ab胶进行非密封粘接；

三、将两个液滴生成模块的圆形毛细管b5的右端伸入圆形毛细管c7中，保证圆形毛细管b5右端的端口与圆形毛细管c7右端的端口的距离l2为70μm～120μm，并将两个圆形毛细管b5的外壁与圆形毛细管c7的内壁采用ab胶进行非密封粘接；粘接完成后，将方形毛细管b8套装在圆形毛细管c7上，并将圆形毛细管c7的外壁与方形毛细管b8底面的内壁采用ab胶进行非密封粘接；粘接完成后，将方形毛细管b8的外壁与玻璃片1的表面采用无影胶进行粘接，完成一种集成微流控芯片的制备。

实施例三：如图6～8所示，利用一种集成微流控芯片合成复合液滴对填充的水凝胶微纤维的方法，按以下步骤完成：

(1)八种流体的制备：

wi1的制备：将聚乙烯醇溶解在去离子水中，在70℃～85℃的温度条件下搅拌10h～12h，然后经0.80μm的过滤器过滤，得到wi1，聚乙烯醇和去离子水的体积比为1：49～99；wi2的制备：在步骤1)中得到的wi1中加入亚甲基蓝，经0.45μm的过滤器过滤，得到wi2，亚甲基蓝与wi1的体积比为1：499～999；om1和om2是同一种流体，为粘度150cst～300cst的二甲基硅油；wm1、wm2和wc是同一种流体，为混合溶液a，其制备步骤如下：将海藻酸钠和聚乙烯醇依次溶解在去离子水中，在室温下放置于磁力搅拌器上以500r/min～600r/min的搅拌速度搅拌12h～14h，然后经0.80μm的过滤器过滤，得到混合溶液a，海藻酸钠与去离子水的体积比为1：99～166，聚乙烯醇与去离子水的体积比为1：49～99；wo的制备步骤如下：将氯化钙溶解在去离子水中，在室温下手动搅拌3min～7min，得到氯化钙溶液，然后将氯化钙溶液经0.45μm的过滤器过滤，再将过滤后的氯化钙溶液与纯甘油混合，得到wo，氯化钙的质量与去离子水的体积的比为1g：32ml～49ml，氯化钙溶液与纯甘油的体积比为1：4；

(2)打开与显微镜相连接的计算机、显微镜、ccd照相机，观察设备运转是否正常，然后打开cellsensentry图像采集软件；将微流控芯片固定在载物台上，调好芯片位置和焦距，实时观察显微镜载物台上的情景；

(3)将八种流体分别装载于八个进样器中，并分别固定在八个注射泵上，然后将装载八种流体的进样器分别与所述一种集成微流控芯片上设置的入口a6、入口b11、入口c10、入口d9、入口e13、入口f14、入口h3和入口i12对应密封连接；

(4)利用注射泵将wm1、wm2、wc和wo四种流体分别从对应的入口a6、入口b11、入口c10和入口d9持续注入，wm1、wm2、wc和wo四种流体在圆形毛细管c7右端的出口形成实心微纤维，wm1和wm2的流速均为2.3ml/h～3ml/h，wc的流速为6ml/h～8ml/h，wo的流速为30ml/h～40ml/h；

(5)待步骤(4)中的wm1、wm2、wc和wo四种流体在圆形毛细管c7右端的出口形成实心微纤维5min～10min后，利用注射泵将wi1、wi2、om1和om2分别从对应的入口e13、入口f14、入口h3和入口i12持续注入，wi1和wi2的流速均为700μl/h～900μl/h，om1和om2的流速均为400μl/h～600μl/h。

如图5所示，由于在各个液滴生成模块内三股不相溶流体的相互作用，两种复合液滴在两个液滴生成模块内同步生成，并随着wm1、wm2分别沿着两个圆形毛细管b5向下游流动，之后流进圆形毛细管c7内的两种液滴相遇并在wc的作用下以液滴对的形式并排排列。最终在圆形毛细管c7的出口处被成对封装于水凝胶微纤维中，得到由复合液滴对填充的水凝胶微纤维。图6即为在光学显微镜下所制备得到的复合液滴对填充的海藻酸钙微纤维。