Haute Vitesse Delivery System gouttelettes à base de passif de pompage dans des dispositifs microfluidiques
Summary
Un nouveau système microfluidique a été développé en utilisant le phénomène de pompage de passif et un utilisateur du système contrôlé de distribution de fluide. Ce système microfluidique a le potentiel pour être utilisé dans une large variété d'applications biologiques compte tenu de son faible coût, facilité d'utilisation, précision volumétrique, à haute vitesse, la répétabilité et de l'automatisation.
Abstract
Un nouveau système microfluidique a été développée qui utilise le phénomène de pompage passif avec un utilisateur de gouttelettes système contrôlé de distribution de fluide. Passif de pompage est le phénomène par lequel la tension de surface induit une pression différences mouvement fluide d'entraînement dans les canaux fermés. Le système automatisé de livraison de liquide constitué d'un ensemble de vannes de tension contrôlée avec micro-buses relié à un réservoir de fluide et un système de contrôle. Ces vannes tension contrôlée offrent une manière précise pour livrer volumétriquement gouttelettes de fluide à l'entrée d'un dispositif microfluidique de façon à haute fréquence. Basé sur les dimensions démontré dans l'exemple étude actuelle, le système est susceptible de s'écouler 4 millilitres par minute (à travers un 2.2mm par 260um transversale du canal). Basé sur ces dimensions même canal, l'échange de fluide d'un point à l'intérieur du canal peut être réalisé en aussi peu que huit millisecondes. On observe qu'il ya interaction entre la dynamique du système (communiquée par une combinaison des gouttelettes créées par les soupapes et la vitesse du fluide dans le canal), et la tension de surface du liquide. Où dynamique fournit la vitesse de l'écoulement du fluide (ou vice-versa), l'équilibrage de la tension superficielle à l'entrée fournit un arrêt brutal de toute circulation. Cet arrêt soudain permet à l'utilisateur de contrôler les caractéristiques d'écoulement du canal et ouvre la porte à une variété d'applications biologiques, allant partout de la livraison de réactifs à la drogue cellulaire études. Il est également observé que lorsque les buses sont destinées à l'entrée à des angles peu profonds, l'élan de gouttelettes peuvent causer d'autres phénomènes fluides intéressantes, telles que le mélange des gouttelettes multiples dans l'entrée.
Protocol
Discussion
- Pour passive à grande vitesse de pompage, si la bonne combinaison de la fréquence et le volume d'impulsion par personne (en raison de l'heure exacte ouvert) est choisi, l'utilisateur devrait voir ce qui semble être une goutte statique ou enveloppe à l'entrée et un débit très rapide à l'intérieur du canal. Si overflow se produit, le temps d'ouverture et / ou la fréquence sont trop élevés.
- Pour détecter des interactions de tension dynamique / surface, l'utilisateur devrait pomper une imp…
Acknowledgements
Le financement a été fourni par l'Institut du Wisconsin de la Découverte.
Materials
| Material Name | Type | 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 |
References
- 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).
