Alta velocità Droplet basato Delivery System per pompaggio passiva in dispositivi microfluidici
Summary
Un nuovo sistema di microfluidica è stato sviluppato utilizzando il fenomeno del pompaggio passiva e di un controllo utente del sistema di consegna del fluido. Questo sistema di microfluidica ha il potenziale per essere utilizzato in una vasta gamma di applicazioni biologiche dato il suo basso costo, facilità d'uso, precisione volumetrica, alta velocità, ripetibilità e automazione.
Abstract
Un nuovo sistema di microfluidica è stato sviluppato che utilizza il fenomeno del pompaggio passivo con un sistema controllato utente fluido a base di consegna delle gocce. Passivo di pompaggio è il fenomeno per cui la tensione superficiale indotto pressione disco differenze movimento fluido nei canali chiusi. Il sistema automatico di erogazione del liquido è costituito da una serie di valvole di tensione controllata con micro-ugelli collegato ad un serbatoio fluido e un sistema di controllo. Queste valvole controllato in tensione offrono un modo preciso per fornire volumetricamente goccioline verso l'ingresso di un dispositivo a microfluidi in un modo ad alta frequenza. In base alle dimensioni illustrato nell'esempio studio, il sistema è in grado di fluire 4 millilitri al minuto (con un 2,2 millimetri di 260um sezione trasversale del canale). Sulla base di queste dimensioni sullo stesso canale, lo scambio fluido di un punto all'interno del canale può essere raggiunto in appena otto millesimi di secondo. Si osserva che non vi è interazione tra quantità di moto del sistema (impartita da una combinazione delle gocce creato dalle valvole e la velocità del fluido nel canale), e la tensione superficiale del liquido. Dove slancio fornisce velocità del flusso del fluido (o viceversa), equilibrio della tensione superficiale in ingresso fornisce un arresto improvviso di qualsiasi portata. Questo arresto improvviso permette all'utente di controllare le caratteristiche del flusso del canale e apre la porta per una varietà di applicazioni biologiche, che vanno da nessuna parte dalla consegna dei reagenti per farmaci a cellule studi. È anche osservato che quando gli ugelli sono finalizzate alla presa in angoli poco profonde, il momento delle gocce può causare ulteriori fenomeni fluido interessanti, come la miscelazione di goccioline più in entrata.
Protocol
Discussion
- Per passiva ad alta velocità di pompaggio, se la giusta combinazione di frequenza e il volume impulso per (a causa del tempo corretto aperta) viene scelto, l'utente dovrebbe vedere quello che sembra essere una goccia statico o conchiglia in ingresso e un flusso molto veloce all'interno del canale. Se si verifica un overflow, il tempo aperto e / o la frequenza sono troppo alti.
- Per rilevare lo slancio / superficie interazioni tensione, l'utente dovrebbe pompa un impulso alla volta e osservare l'ambiente intra-…
Acknowledgements
Il finanziamento è stato fornito dall'Istituto Wisconsin di 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).
