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방법 논문

1 단계 접근입니다 미세 채널 순차적 습식된 에칭 프로세스에 의해 다른 형상 섹션의 조작

9.5K 조회수

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DOI:

10.3791/57868

⸱

2018년 9월 13일

 ,  ,  , 

이 논문에서

요약

여러 가지 방법입니다 미세 장치에 포함 된 비 직사각형 섹션의 채널의 제조에 사용할 수 있습니다. 그들의 대부분을 다단계 제조 하 고 광범위 한 맞춤 포함. 이 문서에서 한 단계 접근입니다 순차적 습식된 에칭에 의해 다른 기하학적 횡단면의 미세 채널 제조에 대 한 보고 됩니다.

초록

입니다 (PDMS) 자료는 실질적으로 소프트 리소 그래피 복제 성형 기술을 사용 하 여 미세 장치 조작에 악용 됩니다. 사용자 지정된 채널 레이아웃 디자인은 특정 기능과 수많은 생물 및 화학 응용 프로그램 (예를 들어, 세포 배양, 바이오 센 싱, 화학 종합, 및 액체 처리)에서 미세 장치 통합된 성능 필요 합니다. 감광 레이어 마스터 금형으로 사진 평판에 의해 꽃무늬 실리콘 웨이퍼를 사용 하 여 접근을 성형의 자연 때문 미세 채널 일반적으로 사각형 모양 동일한 높이 일반 크로스 단면도 있다. 일반적으로 채널 여러 높이 또는 다른 기하학적 섹션을 특정 기능을 보유 하 고 다양 한 미세 응용 프로그램에서 수행할 수 설계 되었습니다 (예를 들어, hydrophoresis은 입자를 정렬 및 사용에 대 한 지속적인 흐름에 분리 혈6,7,,89). 따라서, 많은 노력 사진 평판 여러 감광 레이어 및 다른 PDMS 사용 하 여 얇은 시트 처럼 채널 다중 단계 접근법을 통해 다양 한 섹션을 생성 했다. 그럼에도 불구 하 고, 이러한 여러 단계 접근 일반적으로 지루한 절차 및 광범위 한 계측을 포함 한다. 또한, 조작된 장치를 지속적으로 수행 하지 않을 수 있습니다 및 결과 실험 데이터를 예측할 수 있습니다. 여기, 한 단계 접근 계획된 단일 레이어 레이아웃의 채널로 현상 소개 PDMS 순차적 습식된 에칭 프로세스를 통해 다른 기하학적 횡단면 미세 채널의 간단 제작 개발 PDMS 자료에 포함 된. 다른 형상의 PDMS 미세 채널 제조를 위한 기존의 방법에 비해, 개발된 단계 접근 채널 비 직사각형 섹션 또는 다양 한 높이 조작 하는 프로세스를 크게 단순화할 수 있습니다. 따라서, 기술 혁신적인 미세 시스템의 발전을 위한 제작 솔루션을 제공 하는 복잡 한 미세 채널 구축의 방법입니다.

서론

미세 기술 다양 한 생물 의학 및 화학 연구 및 응용 프로그램에 대 한 그들의 고유한 이점 때문에 지난 수 십년 동안 관심을 모으고 있다. 미세 칩을 생성 하기 위한 여러 가지 소재 사용 옵션 요즘, 고분자, 세라믹, 및 실리콘 재료 등 사용할 수 있습니다. 우리의 지식, 미세 재료 중의 최고를 PDMS 다양 한 마이크로 연구와 입자, 그것의 광학 및 생물학 호환성을 포함 한 응용 프로그램에 대 한 적절 한 소재 속성 때문에 가장 일반적인 것은 체액, 그리고 매우 작은 생물1,2,3,,45. 또한, PDMS 재료의 표면 화학 및 구조 기계적 특성 같은 고분자 기반 미세 장치10, 를 적용 하 여 microelectromechanical 및 mechanobiological 연구를 촉진 하기 위하여 조정 될 수 있다 11,12. 설계 된 채널....

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프로토콜

1. 단일 레이어 채널 레이아웃 미세 소자의 제작

참고:이 문서에 소프트 리소 그래피 방법3 채널 다양 한 섹션을 제조 하는 방법을 보여 주는, PDMS 재료의 만든 미세 장치 조작에 대 한 채택 된다.

  1. PDMS 레이어 설계 토폴로지 기능에 대 한 마스터 금형의 창조
    1. 시퀀스에서 단일 프로세스를 에칭 또는 에칭에 대 한 PDMS 레이어에 채널 레이아웃을 디자인 합니다.
    2. 컴퓨터 드로잉 프로그램을 사용 하 여 설계 된 PDMS 층의 거꾸로 토폴로지 기능을 스케치 합니다.
    3. 투명도24에 인쇄 된 채널 레이아웃의 고 정밀도 거꾸로 토폴로지 기능 패턴화 포토 마스크를 포토 리소 그래피 시설 스케치 파일을 제공 합니다.
    4. 사용 이소프로필 알콜 (2-프로 판 올 (IPA), ≥ 99.9%), 아세톤 (Propan-2-1, ≥ 99.5%), 그리고 버퍼링 된 산화물 에칭 (BOE, NH4F:HF (v/v) = 6:1) 오차 또는 어떤 먼지 든 지 제거 하 고 오염 방지 4 인치 실리콘 웨이퍼의 표면에.
    5. 이온된 수의....

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결과

최근, 연구의 많은 만들어진 다른 섹션의 채널 미세 소자의 제조에 리소 그래피 복제 성형13,,1415 및 PDMS 에칭 기술17 , 18 , 19 , 20 , 21 , 그러나 22., 여전히 존재 하는 모양 패턴의 상당한 한계 및 어려움 제조 작업16,23

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토론

지난 수 십년 동안 마이크로 유망한 의미는 화학 및 생물 의학 연구를 위한 실험 플랫폼 수 건설1,2,,34, 체계적으로 제공 하고있다 5. 플랫폼도 체 외에서 세포 연구6,7, 를 통해 생리 적 microenvironment 조건에서 여러 가지 세포 기능 비보 를 조사 하 고 자신의 능력을 제시 8 , 9. 실험 연구 및 관련된 응용 프로그램, 채널의 대부분 횡단면 미세의 디바이.......

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공개 사항

저자는 선언할 수 없다.

감사의 글

저자 기꺼이 인정으로 국민 건강 연구 학회 (NHRI) 혁신적인 연구 그랜트 (IRG) (EX106-10523EI), 대만 사역의 과학 및 기술에서 대만에서 제공 하는 지원 (가장 104-2218-E-032-004, 104-2221- E-001-015-MY3, 105-2221-E-001-002-MY2, 105-2221-E-032-006, 106-2221-E-032-018-MY2), 그리고 학계 Sinica 경력 개발 상. 저자는 Heng 화 수의 원고를 교정 하는 것을 감사 하 고 싶습니다.

....

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
1-Methyl-2-PyrrolidinoneTedia, Fairfield, OHME-1962NMP
10 ml 주사기Becton-Dickinson, Franklin Lakes, NJ302151
150 mm 페트리 접시Dogger ScienceDP-43151
1H,1H,2H,2H- PerfluorooctyltrichlorosilaneAlfa Aesar, Ward Hill, MAL1660697 % 실란 
4 "실리콘 더미 웨이퍼Wollemi Technical, Taoyuan,Taiwan-Acetone
ECHO Chemical, Miaoli, TaiwanAH3102-000000-72EC
AG 이중 노출 마스크 얼라이너M & R Nano Technology, Taoyuan, TaiwanAG500-4D-D-V-S-H
Biopsy PunchMiltex, Plainsboro, NJ33-31
Blunt NeedleJensen Global, Santa Barbara, CAGauge 16
Buffered Oxide EtchECHO Chemical, Miaoli, TaiwanPH3101-000000-72EC
DesicattorA-VAC Industries, Anaheim, CA35.10001.01
플루오레세인 나트륨 염수Sigma-Aldrich Co., St Louis, MOF6300
ImageJNational Institutes of Health, Bethesda, MDVer. 1.51이미징 처리 프로그램 
도립 형광 현미경 Leica Microsystems, Wetzlar, GermanyDMI 6000 B
이소프로필 알코올(IPA)ECHO Chemical, Miaoli, TaiwanCMOS112-00000-72EC
Leica Application Suite Leica Microsystems GmbHLAS X
MATLABMathWorks, Natick, MAR2015bMR 평가를 위한 프로그래밍
기계 컨벤션 오븐ThermoFisher Scientific, Waltham, MALindberg Blue M MO1450C
플라즈마 트레트먼트 시스템Nordson MARCH, Concord CAPX-250산소 플라즈마 표면 처리
폴리디메틸실록산 (PDMS) Dow Corning, Midland, MISYLGARD 184
폴리에틸렌 튜빙Becton-Dickinson and Company, Sparks, MD427446PE 205, 10'Spin
CoaterELS Technology, Hsinchu, TaiwanELS 306MA
네거티브 톤 포토레지스트 MicroChem, Westborough, MASU-8 2050
네거티브 톤 포토레지스트 개발자MicroChem, Westborough, MAY020100SU-8 개발자
외과 블레이드페더, 오사카, 일본5005093PDMS 절단
주사기 펌프Chemyx, Houston, TXFusion 400
Tetra-n-butylammonium Fluoride (TBAF)Alfa Aesar, Ward Hill, MAA10588

참고문헌

  1. Tung, Y. -C., et al. Optofluidic Detection for Cellular Phenotyping. Lab on a Chip. 12, 3552-3565 (2012).
  2. Lu, Y., Yang, L., Wei, W., Shi, Q. Microchip-based Single-cell Functional Proteomics for Biomedical Applications. Lab on a Chip. 17, 1250-1263 (201....

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재인쇄 및 허가

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