अपवर्तन-सूचकांक-मिलान-बायोमेडिकल Microfluidics के लिए उपकरणों का निर्माण
Summary
इस प्रोटोकॉल MY133 से microfluidic उपकरणों के निर्माण का वर्णन-V2000 कलाकृतियों कि अक्सर microchannels में microchannel संरचनाओं और एक जलीय समाधान के बीच बेमेल अपवर्तन सूचकांक के कारण पैदा को खत्म करने के लिए । इस प्रोटोकॉल एक एक्रिलिक धारक का उपयोग करता है encapsulated डिवाइस सेक, दोनों रासायनिक और यांत्रिक आसंजन में सुधार ।
Abstract
microfluidic उपकरणों का उपयोग जैव चिकित्सा अनुप्रयोगों के लिए एक परिभाषित उपकरण के रूप में उभरा है । जब आधुनिक सूक्ष्म तकनीक के साथ संयुक्त, इन उपकरणों को एक साथ पूरक माप बनाने में सक्षम एक मजबूत मंच के हिस्से के रूप में कार्यान्वित किया जा सकता है. इन दो तकनीकों के संयोजन के द्वारा बनाई गई प्राथमिक चुनौती परंपरागत रूप से microfluidic उपकरणों बनाने के लिए इस्तेमाल किया सामग्री के बीच अपवर्तन सूचकांक में बेमेल है और जलीय आमतौर पर दवा में इस्तेमाल किया समाधान । इस बेमेल चैनल या डिवाइस किनारों के पास ऑप्टिकल कलाकृतियों बना सकते हैं । एक समाधान fluorinated बहुलक जैसे MY133-V2000 जिसका अपवर्तन सूचकांक पानी के समान है (n = १.३३) का उपयोग करके इस उपकरण के निर्माण के लिए प्रयुक्त सामग्री के अपवर्तन सूचकांक को कम करना है । यहां, एक microfluidic MY133 से बाहर कर दिया उपकरण के निर्माण नरम लिथोग्राफी तकनीकों का उपयोग कर V2000 का प्रदर्शन किया है, एक एक्रिलिक धारक के साथ संयोजन के रूप में ओ2 प्लाज्मा का उपयोग कर MY133-V2000 गढ़े उपकरण के बीच आसंजन में वृद्धि और polydimethylsiloxane (PDMS) सब्सट्रेट. डिवाइस तो यह 24 एच के लिए सेल संस्कृति मीडिया के साथ भरा एक ठेठ इमेजिंग प्रयोग के दौरान सेल संस्कृति की स्थिति बनाए रखने के लिए डिवाइस की क्षमता प्रदर्शित करने के लिए मशीन द्वारा परीक्षण किया है । अंत में, मात्रात्मक चरण माइक्रोस्कोपी (QPM) microchannel में लाइव अनुयाई कोशिकाओं के भीतर द्रव्यमान के वितरण को मापने के लिए प्रयोग किया जाता है. इस तरह, बढ़ी हुई परिशुद्धता, इस तरह के PDMS के रूप में पारंपरिक नरम लिथोग्राफी सामग्री के एवज में MY133-V2000 के रूप में अपवर्तन बहुलक के एक कम सूचकांक से डिवाइस गढ़े द्वारा सक्षम, प्रदर्शन किया है । कुल मिलाकर, microfluidic उपकरणों के निर्माण के लिए इस दृष्टिकोण को आसानी से मौजूदा नरम लिथोग्राफी कार्यप्रवाह में एकीकृत किया जा सकता है ताकि ऑप्टिकल कलाकृतियों को कम करने और माप परिशुद्धता बढ़ाने के लिए ।
Introduction
microfluidic प्रौद्योगिकी के विकास के नए जैव चिकित्सा तकनीकों की एक विस्तृत श्रृंखला है कि लाभ उठाने सूक्ष्म पैमाने पर प्रवाह के अद्वितीय भौतिकी1,2सक्षम है । यह नैदानिक microfluidic प्लेटफार्मों पर बनाया है कि चिकित्सकीय प्रासंगिक स्मार्क्स, सेल कठोरता3सहित, सतह मार्करों4, और विकास5शामिल हैं । एकल कोशिकाओं से छेड़छाड़ करके, microfluidic उपकरणों को भी, उदाहरण के लिए द्रोह6के एक संकेतक के रूप में, विविधता को मापने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है । माइक्रोस्कोपी के साथ microfluidic अनुप्रयोगों गठबंधन करने की क्षमता आगे कई एक साथ7से अधिक मार्क्स उपाय है कि उपकरणों के लिए अनुमति देकर इन प्लेटफार्मों की उपयोगिता बढ़ गई है.
QPM एक सूक्ष्म तकनीक है कि चरण बदलाव के रूप में प्रकाश के माध्यम से गुजरता है और पारदर्शी नमूनों के अंदर इस मामले के साथ बातचीत के उपाय है । व्यक्तिगत कोशिकाओं के द्रव्यमान QPM माप से, अपवर्तन सूचकांक और बायोमास घनत्व8,9के बीच ज्ञात संबंध का उपयोग करके गणना की जा सकती है । पिछले काम से पता चला है कि QPM ऐसे सेल विकास के रूप में नैदानिक प्रासंगिक मानकों को मापने में सक्षम है10,11 और कोशिका विकार शक्ति12के माध्यम से यांत्रिक गुण । जब microfluidics के साथ संयुक्त, QPM संभावित इन विट्रो मेंएक उच्च नियंत्रित वातावरण में सेल व्यवहार को मापने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है । microfluidics के साथ QPM संयोजन का सामना करना पड़ रहा प्राथमिक चुनौतियों में से एक उच्च अपवर्तन सूचकांक सबसे पॉलिमर नरम लिथोग्राफी13के माध्यम से microfluidic चैनल का निर्माण करने के लिए इस्तेमाल किया है ।
विभिन्न सूक्ष्म तकनीक के साथ microfluidics के संयोजन का सामना करना पड़ रहा एक महत्वपूर्ण चुनौती पानी के अपवर्तन सूचकांक के सापेक्ष उपकरण सामग्री के अपवर्तन सूचकांक के बीच बेमेल है14,15. यह पता करने के लिए एक विधि एक कम अपवर्तन सूचकांक बहुलक जैसे CYTOP16 या MY133-V200013के उपयोग के माध्यम से है । बाद एक fluorinated पराबैंगनी (यूवी)-इलाज acrylate बहुलक कि एक अपवर्तन सूचकांक पानी के समान है (n = १.३३) और है कि नरम लिथोग्राफी तकनीकों के साथ संगत है, कई स्थापित microfluidic में एक चिकनी एकीकरण के लिए अनुमति उपकरण निर्माण कार्यप्रवाह । यह microfluidic डिवाइस निर्माण के लिए MY133-V2000 ही उपयुक्त नहीं है, लेकिन यह भी आसानी से QPM और अन्य सूक्ष्म दृष्टिकोण के साथ संयुक्त होने की अनुमति देता है, दोनों कॉलोनी में और एक एकल सेल पैमाने पर सेल व्यवहार को मापने के लिए. MY133-V2000 प्रकाश पानी-MY133 इंटरफेस के माध्यम से गुजरता है के रूप में किसी भी, चरण बदलाव, थोड़ा उत्पादन द्वारा unwrappinging के कारण कलाकृतियों को समाप्त ।
अपवर्तन सूचकांक में बेमेल को नष्ट करने पर, fluorinated पॉलिमर से गढ़े गए उपकरणों से जुड़ी एक प्रमुख चुनौती, जैसे MY133-V2000, काँच या PDMS जैसे अन्य सामग्रियों का कम पालन है । वर्तमान काम नरम लिथोग्राफी का उपयोग कर एक MY133-V2000 microfluidic डिवाइस के निर्माण को दर्शाता है । एक कस्टम निर्मित एक्रिलिक धारक के साथ संयुक्त दोनों चैनल और PDMS सब्सट्रेट की सतह का इलाज करने के लिए हे2 प्लाज्मा का उपयोग सुनिश्चित करता है कि डिवाइस सब्सट्रेट करने का पालन करता है, एक सील चैनल बनाने. यह डिवाइस सेल कल्चर और QPM के लिए उपयुक्त है जो चैनल में कोशिकाओं के द्रव्यमान को मापने के लिए है, जो जीवित कोशिकाओं के विकास को मापने के लिए महत्वपूर्ण अनुप्रयोग है और कोशिका बायोमास के intracellular परिवहन, दोनों जिनमें से नैदानिक प्रासंगिकता नैदानिक है दवा और दवा की खोज ।
Protocol
Representative Results
Discussion
MY133-V2000 ऐसे PDMS के रूप में पारंपरिक नरम लिथोग्राफी निर्माण सामग्री के लिए एक विकल्प के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है । पिछले काम PDMS के रूप में अपवर्तन के एक उच्च सूचकांक के साथ कि सामग्री से पता चला है, चैनल …
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
यह काम अनुसंधान के लिए उपाध्यक्ष के यूटा विश्वविद्यालय के कार्यालय द्वारा समर्थित किया गया था, साथ ही अनुदान P30 CA042014 व्याध कैंसर संस्थान के लिए और व्याध कैंसर संस्थान में सीआरआर कार्यक्रम को संमानित किया के साथ संयोजन के रूप में धन के द्वारा ।
Materials
| MY133-V2000 | MY Polymers | MY133-V2000 | |
| Sylgard 184 | Ellsworth Adhesives | 184 SIL ELAST KIT 0.5KG | |
| Fisher Premium microscope slides | Fisher Scientific | 12-544-4 | |
| .118"(3.0mm) x 12" x 12" Acrylic Sheet | United States Plastic Corp | 44290 | |
| .060"(1.5mm) x 12" x 12" Acrylic Sheet | United States Plastic Corp | 44200 | |
| SCIGRIP 3 Very Fast Set Acrylic Cement | United States Plastic Corp | 45735 | |
| Standard Aluminum Foil (.6 mm thick) | VWR | 89107-726 | |
| Kim Wipes | Fisher Scientific | 06-666 | |
| Insta-Cure+ Super Glue | Bob Smith Industries | BSI-109 | |
| 1/8" PVC tubing | McMaster Carr | 5231K55 | |
| McCormick Food Coloring | Target | 13353207 | |
| X-Acto #1 Precision Knife | X-Acto | X3201 | |
| X-Acto #18 Heavyweight wood chiseling blade | X-Acto | X218 | |
| VWR Razor Blades | VWR | 55411-055 | |
| Surface Treated Cell Culture Dishes | Fisher Scientific | FBO12922 | |
| Fibronectin Human Plasma | Sigma-Aldritch | F0895-1MG | |
| Trypsin-EDTA 10x | Fisher Scientific | 15-400-054 | |
| Corning Dulbecco's Phosphate Buffered Saline | Fisher Scientific | MT21030CM | |
| Gibco Penicillin-Streptomycin | Fisher Scientific | 15-140-148 | |
| HyClone Nonessential Amino Acids 100x | Fisher Scientific | SH3023801 | |
| Fetal Bovine Serum | Omega Scientific | FB-12 | |
| Corning DMEM with L-glutamine and glucose | Fisher Scientific | MT10013CV | |
| Trichloro(1H,1H,2H,2H-perfluorooctyl)silane | Sigma-Aldritch | 448931 | Reacts violently with water |
| Ethanol, 200 proof Decon Labs | Fisher Scientific | 04-355-223 | |
| Acetone | Fisher Scientific | A18P-4 | |
| Bel-Art 42025 Plastic Dessicator | Cole-Parmer | EW-06514-30 | |
| Epilog Fusion Laser Cutter, 120 W | Epilog Laser | Epilog Fusion M2 32 Laser | |
| Isotemp Stirring Hotplate | Fisher Scientific | SP88850200 | |
| Ateco 14111 1.5 inch stainless steel cutter | Ateco | 14111 | |
| Pyrex Glass Cell Culture Dish | Fisher Scientific | 08-747B | |
| Radio Frequency Plasma Cleaner | Harrick Plasma | PDC-32G | Used with Oxygen gas |
| Black Hole Laboratories Digivac | Black Hole Laboratories | Model 215 | |
| Intelli-Ray Ultraviolet Oven | Uvitron | UVO338 | |
| Compact Spin Coater | MTI Corporation | VTC-100A | |
| Fisher Brand Isotemp Oven | Fisher Scientific | 15-103-0510 | Forced Air Convection |
| Gilson Positive Displacement Pipette P1000 | Fisher Scientific | FD10006G | |
| HeraCell VIOS 160i | Fisher Scientific | 13 998 212PM |
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