رقائق ميكروفلويديك مع الشواهد صالحة Microvalve المرنة

Summary

نظهر بروتوكولات لتصنيع وأتمتة polydimethylsiloxane المرنة (PDMS) المستندة صفائف microvalve التي لا تحتاج الى طاقة اضافية لإغلاق وحدات التخزين ميزة تعريف دقيق photolithographically. ويرد موازية subnanoliter الحجم خلاط ووضع نظام متكامل للنضح ميكروفلويديك.

Abstract

نظم ميكروفلويديك المنمنمة توفير حلول بسيطة وفعالة للتشخيص نقطة من الرعاية منخفضة التكلفة وعالية الإنتاجية فحوصات الطبية. قوة التحكم في التدفق ، وأحجام fluidic دقيقة شرطان الحاسمة لهذه التطبيقات. قمنا بتطوير رقائق ميكروفلويديك يضم المرنة polydimethylsiloxane (PDMS) صفائف microvalve ما يلي : 1) لا يحتاج إلى مصدر طاقة اضافية لإغلاق المسار fluidic ، وبالتالي تحميل الجهاز هو محمول للغاية ، و 2) تسمح للmicrofabricating العميقة (تصل إلى 1 مم) قنوات مع الجدران الجانبية والعمودية مما أدى إلى ملامح دقيقة جدا.

وmicrovalves الأجهزة المستندة إلى PDMS تتألف من ثلاث طبقات : طبقة تحتوي على مسارات fluidic fluidic وmicrochambers من مختلف الأحجام ، وسيطرة طبقة تحتوي على microchannels اللازمة لتحريك المسار fluidic مع microvalves ، ووسط غشاء رقيق PDMS المنضم إلى عنصر التحكم طبقة. مصنوعة طبقة Fluidic وطبقات رقابة صب متماثلة PDMS من SU – 8 الماجستير مقاومة للضوء ، ويتم غشاء رقيق من خلال الدوران PDMS PDMS في الارتفاعات المحددة. والمستعبدين طبقة التحكم إلى غشاء رقيق PDMS بعد تفعيل الأوكسجين على حد سواء ، وتجميعها ثم مع طبقة fluidic. غلقت microvalves في بقية ويمكن فتحها من خلال تطبيق الضغط السلبي (على سبيل المثال ، البيت فراغ). هي الآلية Microvalve إغلاق وفتح طريق الملف اللولبي الصمامات التي تسيطر عليها برامج الكمبيوتر.

هنا ، علينا أن نظهر two microvalve القائم على رقائق ميكروفلويديك لاثنين من التطبيقات المختلفة. رقاقة أول يسمح لتخزين ومزج دقيق الفرعي نانولتر أحجام المحاليل المائية في خلط نسب مختلفة. الشريحة الثانية يسمح لجهاز الكمبيوتر التي تسيطر عليها نضح من الثقافات الخلية ميكروفلويديك.

الأجهزة هي سهلة وبسيطة لصنع السيطرة عليها. نظرا لتوافق مع الحياة من PDMS ، يمكن لهذه الرقائق لها تطبيقات واسعة في المقايسات التشخيصية المنمنمة فضلا عن دراسات أساسية بيولوجيا الخلية.

Protocol

ميكروفلويديك تصميم الجهاز باستخدام برنامج CorelDRAW أو برنامج أوتوكاد مبدأ microvalves الأجهزة المستندة إلى PDMS : الأجهزة تتألف من ثلاث طبقات : طبقة تحتوي على fluidic microchambers من مختلف الأحجام ، وهي "طبقة السيطرة" التي تحتوي على microc…

Discussion

أهم مميزات التصميم لدينا microvalve :

1. مطلوب أي مصدر للطاقة اضافية لإغلاق المسار fluidic ، وبالتالي تحميل الجهاز هو محمول للغاية ، و
2. ويمكن بناء الجهاز عن طريق النسخ المتماثلة PDMS من photolithographically نقوش قوالب SU – 8 ، ?…

Materials

Material Name	Type	Company	Catalogue Number	Comment
Clean silicon wafers	Supplies	Silicon Sense Inc.	3P0110TEST	3-inch diameter, P/Boron
“Master” wafers containing SU-8 patterns	Supplies			Fabricated in house using standard photolithography procedures
Desiccators (2)	Equipment	VWR	24987-048	One for silanization, one for PDMS de-bubbling.
Balance	Equipment	OHAUS Corp.	SC6010
Oven	Equipment	Sheldon Mfg. Inc.	1330GM
MiniVortexer	Equipment	VWR	58816-121
Spinner	Equipment	Headway Research Inc.	PWM32
Plasma etcher	Equipment	Plasmatic Systems Inc.	Plasma Preen II-973
Hot Plate	Equipment	Torre Pines Scientific	HP30A
Stereoscope	Microscope	Nikon	TMZ1500
CCD camera	Equipment	Diagnostic Instruments	SPOT RT
Solenoid valves	Equipment	Lee Company	LHDA0511111H
Data acquisition board	Hardware	National Instruments	PCI 6025E, CB-50LP
LabView	Software	National Instruments	Version 8.0
Tridecafluoro-1,1,2,2,-tetrahydrooctyl)-1-trichlorosilane	Reagent	United Chemical Technologies	T2492	Silanization must be done in a chemical fume hood.
PDMS prepolymer and crosslinker	Reagent	Dow-Corning	Sylgard 184
Hexane	Reagent	EMD	HX0295-6
Color Dyes	Reagent	Spectrum Chemical Mfg. Corp.	FD&C 110, 135, 150	Blue #1, Yellow #5, Red #3.
3 ml disposable transfer pipets	Supplies	Fisher Scientific	13-711-20
Kimwipes	Supplies	Kimberly-Clark	34155
Weighing boats	Supplies	VWR	12577-027
Tongue depressor	Supplies	Fisher Scientific	11-700-555
P100 dishes	Supplies	Fisher Scientific	08-772E
Silicone tubing (1.14 mm inner diameter (I.D.))	Supplies	Cole-Palmer Instrument Co.	07625-30
Tygon tubing (O.D. 1/16 in; I.D. 1/32 in)	Supplies	Cole-Palmer Instrument Co.	06418-02
Duco Cement	Supplies	Devcon	6245
Razor blade	Tools	VWR	55411-050
Needles	Tools	Fisher Scientific	0053482 (25 Gauge)
#5 Forceps	Tools	Fine Science Tools	11251-20
50 ml centrifuge tube	Supplies	Fisher Scientific	05-526B
Seal wrap film	Supplies	AEP Industries Inc.	0153877
1.5 ml microcentrifuge tubes	Supplies	Fisher Scientific	05-406-16
15 ml centrifuge tubes	Supplies	BD Falcon	352097
Purple nitrile power-free gloves	Supplies	VWR	40101-348
1.2 mm Harris biopsy punch	Tools	Ted Pella, Inc.	15074