High Speed Droplet-baserade Delivery System för passiva Pumpning i mikroflödessystem enheter
Summary
En roman mikroflödessystem system har utvecklats med hjälp av fenomenet passiva pumpa och en användare kontrollerad vätska leveranssystem. Detta mikroflödessystem har potential att användas i en mängd olika biologiska tillämpningar med tanke på dess låga kostnader, användarvänlighet, volymetriska precision, hög hastighet, repeterbarhet och automation.
Abstract
En roman mikroflödessystem har utvecklats som använder fenomenet passiva pumpa tillsammans med en användare kontrollerad droppe baserad vätska leveranssystem. Passiv pumpning är det fenomen genom vilken ytspänningen inducerad tryckskillnader rörelse köra vätska i slutna kanaler. Det automatiserade vätska leverans systemet består av en uppsättning spänning ventiler med mikromunstycken ansluten till en vätskebehållare och ett styrsystem. Dessa spänning ventiler erbjuder ett volymmässigt precist sätt att leverera vätska droppar med det inkommande mikroflödessystem enhet i en hög frekvens sätt. Baserat på dimensioner visade i den aktuella studien exempel är system som kan flödar 4 milliliter per minut (genom en 2,2 mm med 260um tvärsnitts-kanal). Baserat på dessa samma kanal dimensioner kan obehindrat utbyte av en punkt inuti kanalen uppnås i så lite som åtta millisekunder. Det konstateras att det finns samspel mellan dynamik i systemet (överförs genom en kombination av droppar som skapas av ventiler och vätskan hastigheten i kanalen) och ytspänningen på vätskan. När farten ger hastighet till vätskeflöde (eller tvärtom), jämvikt av ytspänning vid inloppet ger ett plötsligt stopp för alla flöden. Denna plötsliga stopp gör att användaren kan kontrollera flödet egenskaper kanal och öppnar dörren för en mängd olika biologiska tillämpningar, varierar allt från reagens leverans till narkotika-cell studier. Det är också observeras att när munstycken syftar till inloppet på grunda vinklar, kan droppen fart orsaka ytterligare intressant vätska fenomen, till exempel blandning av flera droppar i inloppet.
Protocol
Discussion
- För hög hastighet passiva pumpning, om rätt kombination av frekvens och per puls volym (på grund av rätt öppen tid) väljs, bör användaren se vad som verkar vara en statisk droppe eller skal på inlopp och ett mycket snabbt flöde inuti kanal. Om overflow uppträder, den öppna tiden och / eller frekvens är för höga.
- För att upptäcka fart / ytspänning interaktioner, bör användaren pumpen en puls i taget och observera inom kanalen miljön samtidigt som pulsen pågår (från början till slut). Det rekommenderas…
Acknowledgements
Finansieringen från Wisconsin Institute of Discovery.
Materials
| Material Name | Tipo | Company | Catalogue Number | Comment |
|---|---|---|---|---|
| Sylgard 184 Silicone elastometer base | Dow Corning | MSDS No.: 01064291 | ||
| Sylgard 184 Silicone elastometer curing agent | Dow Corning | MSDS No.: 01064291 | ||
| VHS Microdispensing Starting kit | The Lee Company | IKTX0322000A | ||
| Miniature Holders | Bioscience Tools | MH-2 | ||
| LabVIEW | National Instruments | Control System | ||
| 1.14mm I.D. tubing | Scientific Commodities Inc. | BB31695-PE/7 | ||
| 1.57mm I.D. tubing | Scientific Commodities Inc. | BB31695-PE/10 | ||
| 20 mL BD™ Luer-Lok Tip Syringe, non-sterile | BD | 301032 |
Referências
- Berthier, E., Beebe, D. J. Flow rate analysis of a tension driven passive micropump. Lab Chip. 7, 1475-1478 (2007).
- Duffy, D. C., McDonald, J. C., Schueller, O. J. A., Whitesides, G. M. Rapid Prototyping of Microfluidic Systems in Poly(dimethylsiloxane). Anal. Chem. 70, 4974-4984 (1998).
- Harris, J., Lee, H., Vahidi, B., Tu, C., Cribbs, D., Cotman, C., NL, J. e. o. n. Non-plasma Bonding of PDMS for Inexpensive Fabrication of Microfluidic Devices. J Vis Exp. (9), (2007).
- Walker, G. M., Beebe, D. J. A passive pumping method for microfluidic devices. Lab Chip. 2 (3), 131-134 (2002).
