Elastomerik Mikrovalf Diziler Kontrollü mikroakışkan Chips
Summary
Biz elastomerik polidimetilsiloksan (PDMS)-tabanlı photolithographically tanımlanan hassas birimleri kapatın ve özellik için ekstra enerji ihtiyacını Mikrovalf dizileri imalat ve otomatikleştirmek için protokolleri göstermektedir. Bir paralel subnanoliter ses mikseri ve entegre bir mikroakışkan perfüzyon sistemi sunulmaktadır.
Abstract
Minyatür mikroakışkan sistemleri düşük maliyetli bakım noktası teşhis ve yüksek verimli biyomedikal deneyleri için basit ve etkili çözümler sunmak. Sağlam akış kontrolü ve hassas akışkan hacimleri, bu uygulamalar için iki kritik gereksinimleri vardır. Biz elastomerik polidimetilsiloksan (PDMS) Mikrovalf dizileri mikroakışkan cips geliştirdiler: 1) akışkan yolunu kapatmak için herhangi bir ekstra enerji kaynağına ihtiyaç, dolayısıyla yüklenen cihaz son derece portatif ve 2) Derin (1 mm kadar) kanalları microfabricating için izin dikey yanaklı ve çok hassas özellikleri.
Çeşitli boyutlarda, mikro-akışkan yolu ile harekete geçirmek için gerekli olan mikro içeren bir kontrol katmanı ve denetime bağlı bir orta ince PDMS zarı akışkan ve microchambers yollarını içeren bir akışkan tabakası PDMS mikro-tabanlı aygıtlar üç tabakadan oluşur: katmanı. Akışkan katman ve kontrol katmanları SU-8 fotorezist ustaları PDMS çoğaltma kalıplama tarafından yapılır ve belirli yüksekliklerde PDMS iplik, ince PDMS zarı ile yapılır. Kontrol katmanı, hem de oksijen aktivasyon sonra ince PDMS membran yapıştırılır ve daha sonra akışkan tabakası ile monte edilir. Mikro dinlenme kapalı ve negatif basınç (örneğin, ev vakum) uygulanarak açılabilir. Mikrovalf kapatılması ve açılması, bilgisayar yazılımı tarafından kontrol solenoid valfler ile otomatik.
Burada, iki farklı uygulamalar için iki Mikrovalf tabanlı mikroakışkan cips göstermektedir. Ilk yonga çeşitli karışım oranları sulu çözeltiler hassas alt nanoliter hacimleri depolama ve karıştırma sağlar. İkinci çip, mikroakışkan hücre kültürlerinin bilgisayar kontrollü perfüzyon sağlar.
Cihazları kontrol etmek için imal kolay ve basit. PDMS biyouyumluluk nedeniyle, bu mikroçip minyatür tanı testleri gibi temel hücre biyolojisi çalışmaları geniş uygulamalar olabilir.
Protocol
Discussion
Bizim Mikrovalf tasarım başlıca avantajları:
- Hiçbir ekstra enerji kaynağı akışkan yolunu kapatmak için gerekli olan, dolayısıyla yüklenen cihaz son derece portatif;
- Cihaz, dikey yanağında derin (1 mm kadar) kanalları (yani özellikleri yüksekliği bağımsız olarak kendi genişliği belirtilebilir) microfabricating ve çok sonuçlanan için izin photolithographically desenli SU-8 kalıpları PDMS kopyaları inşa edilebilir hassas özellikleri.
Paralel mikser Avantajları:
- …
Acknowledgements
Bu çalışma Ulusal Biyomedikal Görüntüleme ve Biyomühendislik hibe # EB003307 Enstitüsü tarafından desteklenen ve AF Ulusal Bilim Vakfı Kariyer Ödülü
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 |
References
- Li, N., Hsu, C. H., Folch, A. Parallel mixing of photolithographically-defined nanoliter volumes using elastomeric microvalve arrays. Electrophoresis. 26 (19), 3858-3864 (2005).
- Thorsen, T., Maerkl, S. J., Quake, S. R. Microfluidic large-scale integration. Science. 298 (5593), 580-584 (2002).
