High Speed Droplet-based Delivery System voor Passive Pompen in microfluïdische apparaten
Summary
Een nieuwe microfluïdische systeem is ontwikkeld met behulp van het fenomeen van de passieve pompen en een door de gebruiker gecontroleerd vloeistof aflevering systeem. Dit microfluïdische systeem heeft de potentie om te worden gebruikt in een breed scala van biologische toepassingen, gezien de lage kosten, gebruiksgemak, volumetrische precisie, hoge snelheid, herhaalbaarheid en automatisering.
Abstract
Een nieuwe microfluïdische systeem is ontwikkeld dat gebruik maakt van het fenomeen van de passieve pompen, samen met een door de gebruiker gecontroleerd druppel vloeistof op basis van levering-systeem. Passieve pompen is het verschijnsel waarbij oppervlaktespanning drukverschillen rijden vloeiende beweging geïnduceerd in gesloten kanalen. Het geautomatiseerde vloeistof levering bestaat uit een set van voltage gestuurde kleppen met micro-nozzles aangesloten op een vloeistof reservoir en een controlesysteem. Deze spanning kleppen bieden een volumetrisch nauwkeurige manier om de vloeistof druppels te leveren aan de inlaat van een microfluïdische apparaat in een hoge frequentie manier. Op basis van de afmetingen aangetoond in de huidige studie bijvoorbeeld het systeem in staat van stromende 4 milliliter per minuut (via een 2,2 mm door 260um dwarsdoorsnede kanaal). Op basis van deze zelfde kanaal afmetingen, kunnen soepele uitwisseling van een punt in het kanaal worden bereikt in slechts acht milliseconden. Opgemerkt wordt dat er een wisselwerking tussen dynamiek van het systeem (bijgebracht door een combinatie van de druppels die door de kleppen en de vloeistofsnelheid in het kanaal), en de oppervlaktespanning van de vloeistof. Waar momentum snelheid biedt aan de stroming (of vice-versa), evenwicht van de oppervlaktespanning aan de inlaat zorgt voor een plotselinge stop aan een flow. Deze plotselinge stop kan de gebruiker de controle over de vloei-eigenschappen van het kanaal en opent de deur voor een verscheidenheid aan biologische toepassingen, variërend overal van reagentia de levering van drugs-cel studies. Het is ook waargenomen dat wanneer nozzles gericht zijn op de inlaat op ondiepe hoeken, de druppel momentum kunnen extra interessant vocht verschijnselen, zoals het mengen van meerdere druppels in de inlaat te veroorzaken.
Protocol
Discussion
- Voor hoge snelheid passieve pompen, als de juiste combinatie van frequentie en per puls volume (als gevolg van de juiste open tijd) wordt gekozen, moet de gebruiker zien wat lijkt op een statische druppel of shell aan de inlaat en een zeer snelle doorstroming binnen kanaal. Als overflow optreedt, de open tijd en / of de frequentie te hoog zijn.
- Voor het detecteren van momentum / oppervlaktespanning interacties, moet de gebruiker een puls pomp per keer en let op de intra-channel omgeving, terwijl puls zich voordoet (van begin …
Acknowledgements
De financiering werd verstrekt door de Wisconsin Institute of Discovery.
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).
