影響微流控裝置制備微球的因素很多，適用于各種微通道裝置的因素主要有微通道材料性質(zhì)、微通道的幾何尺寸和形狀、流體的性質(zhì)和流速比等。

一、微通道材料的性質(zhì)

微通道是微流控技術(shù)制備微球裝置的核心部分，微通道材質(zhì)不同對成球情況有很大影響. Seo等用流體聚焦型微流控裝置進(jìn)行乳化實(shí)驗(yàn)時觀察到了“相的倒置”現(xiàn)象，即預(yù)計是分散相的液體變成了連續(xù)相，而預(yù)計是連續(xù)相的液體反而成為了分散相，還發(fā)現(xiàn)流體聚焦微通道下游的小孔尺寸越大，相的倒置越易發(fā)生. 在乳液制備過程中，相的倒置現(xiàn)象主要通過調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)流體與微通道內(nèi)壁間的親和性來避免，(1) 對一定材料制造的微通道內(nèi)壁進(jìn)行修飾以改善其與實(shí)驗(yàn)流體間的親和性，如硅烷化、硅化處理都可使親水性微通道表現(xiàn)出疏水性質(zhì)，而氧等離子切割處理、添加聚乙烯醇(PVA)和聚乙二醇(PEG)能使疏水的聚二甲基硅氧烷(PDMS)管道表現(xiàn)出親水性質(zhì)；(2) 通過控制連續(xù)相改善其與微通道內(nèi)壁間的親和性，如添加表面活性劑. Xu等研究發(fā)現(xiàn)，向水相中添加Span 80可將由帶有部分親水性質(zhì)的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)制作的微通道表面轉(zhuǎn)換成完全疏水的表面，向水相中添加Tween 20也能將PMMA表面轉(zhuǎn)換成親油表面. 由于第2種方法比第1種方法操作簡便，且添加的表面活性劑能降低連續(xù)相和分散相間的表面張力，防止乳滴發(fā)生聚并，保證乳滴和乳液的穩(wěn)定性，所以一般通過控制連續(xù)相來抑制相的倒置現(xiàn)象。

二、微通道的幾何形狀

微流控裝置中微通道的大小、幾何形狀對乳滴的形成影響很大. 微球或乳滴的大小、形狀可通過微通道的結(jié)構(gòu)、大小，并結(jié)合適當(dāng)?shù)牧魉俦冗M(jìn)行有效控制，除球形聚合物外，生成的聚合物還有非球形的，如圓盤狀、橢球狀、棒狀等. 這些非球形粒子通常先利用T型垂直交錯微通道或流體聚焦微通道形成乳滴，然后在特定的區(qū)域引發(fā)乳滴聚合即可保持乳滴的形狀. 但值得注意的是，無論微流控裝置采用何種結(jié)構(gòu)，2種互不相溶的流體都是分散相進(jìn)入較細(xì)的通道，連續(xù)相進(jìn)入較粗的通道. 圖4為Nie利用微流控裝置制備的各種形狀的乳滴及其相應(yīng)的聚合物，到達(dá)定形區(qū)域前的乳滴直徑ds=(6VD/π)1/3，其中VD為乳滴的體積，通過調(diào)節(jié)連續(xù)相與分散相流速控制. 當(dāng)ds大于微通道寬(w)或高(h)時，球形乳滴就會發(fā)生變形，形成各種非球形粒子。

三、實(shí)驗(yàn)流體性質(zhì) 

除了微流控裝置的微通道材料及其幾何形狀影響微球制備外，用于實(shí)驗(yàn)的流體的性質(zhì)如流速、粘度等對微球的粒徑分布、液滴形成機(jī)理也會產(chǎn)生不容忽視的影響，這種影響可以用連續(xù)相的毛細(xì)管值Cac (Cac=ηv/γ，其中η為連續(xù)相粘度，v為連續(xù)相平均流速，γ為連續(xù)相與分散相流體間的界面張力)來表征. 對于固定的分散相流速，Cac增加會導(dǎo)致形成的乳滴粒徑減小. 以T型垂直交錯微通道為例，Cac值不同，兩相流體間占主導(dǎo)地位的作用力(主要是剪切力和表面張力)會有所差異，其流動模式也可分為幾種。