微流控芯片控制，弹性微阀阵列

Summary

我们展示了用于制造和自动化弹性聚二甲基硅氧烷（PDMS）为基础的，并不需要额外的能量的微型阀阵列关闭和功能光刻定义的精确卷的协议。一个平行subnanoliter量混频器和一个集成微流体灌注系统。

Abstract

微型微流体系统提供低成本的护理诊断和高通量的生物医学检测的简单而有效的解决方案。强大的流量控制和精确的流体体积，这些应用程序的两个关键要求。我们已经开发出具有弹性的聚二甲基硅氧烷（PDMS）的微型阀阵列的微流体芯片：1）不需要额外的能量来源，关闭流体的路径，从而加载的设备是高度可移植; 2）允许microfabricating深（可达1毫米）通道与垂直侧壁，在非常精确的特点。

的PDMS microvalves为基础的设备包括三个层次：一个流体层，包含流体的路径和各种尺寸，包含必要的微驱动microvalves流体路径，控制层和中间细的控制，则势必PDMS膜microchambers层。流体层和控制层是由硅橡胶成型副本从SU – 8胶的主人，而薄的PDMS膜是在指定的高度旋转的PDMS。控制层是保税PDMS两个氧活化后的薄膜，然后再组装与流体层。 microvalves是休息时关闭，并可以通过运用负压（例如，内部真空）打开。微型阀关闭和开放的自动化，通过计算机软件控制的电磁阀。

在这里，我们展示了两个不同的应用程序为基础的微阀微流体芯片。第一个芯片可以存储在不同的混合比例混合的精确分卷纳升的水溶液。第二个芯片允许计算机控制的微流体细胞培养灌注。

该设备是编造容易和简单的控制。由于硅橡胶的生物相容性，这些微型芯片可以有微型诊断方法以及基本的细胞生物学研究中的广泛应用。

Protocol

微流控装置的设计使用CorelDRAW或AutoCAD软件 基于PDMS的microvalves设备原理：该设备由三个层次组成：流体层，包含各种尺寸，“控制层”，包含必要的微驱动microvalves流体路径，中间薄PDMS膜，则势必microchambers控制层。休息时，由于合规性和疏水性硅橡胶，膜密封（可逆）反对的席位，因此，商会保持彼此孤立的，没有能量输入。可以采用负压（例如，内部真空）阀打…

Discussion

我们的微阀的设计的主要优点：

1. 没有额外的能量来源是需要关闭的流体路径，因此加载的设备是高度可移植;
2. 该设备可内置光刻图案的SU – 8模具的PDMS副本，允许microfabricating深（可达1毫米），垂直侧壁的渠道（即高度的功能，可以指定独立的宽度），并在很精确的特点。

并行混频器的优点：

1. 这是很容易制造和简单控制。
2. 卷光刻定义，因此，非常精确。
3. 液体和试?…

Materials

Material Name	Type	Company	Catalogue Number	Comment
Clean silicon wafers	Supplies	Silicon Sense Inc.	3P0110TEST	3-inch diameter, P/Boron
“Master” wafers containing SU-8 patterns	Supplies			Fabricated in house using standard photolithography procedures
Desiccators (2)	Equipment	VWR	24987-048	One for silanization, one for PDMS de-bubbling.
Balance	Equipment	OHAUS Corp.	SC6010
Oven	Equipment	Sheldon Mfg. Inc.	1330GM
MiniVortexer	Equipment	VWR	58816-121
Spinner	Equipment	Headway Research Inc.	PWM32
Plasma etcher	Equipment	Plasmatic Systems Inc.	Plasma Preen II-973
Hot Plate	Equipment	Torre Pines Scientific	HP30A
Stereoscope	Microscope	Nikon	TMZ1500
CCD camera	Equipment	Diagnostic Instruments	SPOT RT
Solenoid valves	Equipment	Lee Company	LHDA0511111H
Data acquisition board	Hardware	National Instruments	PCI 6025E, CB-50LP
LabView	Software	National Instruments	Version 8.0
Tridecafluoro-1,1,2,2,-tetrahydrooctyl)-1-trichlorosilane	Reagent	United Chemical Technologies	T2492	Silanization must be done in a chemical fume hood.
PDMS prepolymer and crosslinker	Reagent	Dow-Corning	Sylgard 184
Hexane	Reagent	EMD	HX0295-6
Color Dyes	Reagent	Spectrum Chemical Mfg. Corp.	FD&C 110, 135, 150	Blue #1, Yellow #5, Red #3.
3 ml disposable transfer pipets	Supplies	Fisher Scientific	13-711-20
Kimwipes	Supplies	Kimberly-Clark	34155
Weighing boats	Supplies	VWR	12577-027
Tongue depressor	Supplies	Fisher Scientific	11-700-555
P100 dishes	Supplies	Fisher Scientific	08-772E
Silicone tubing (1.14 mm inner diameter (I.D.))	Supplies	Cole-Palmer Instrument Co.	07625-30
Tygon tubing (O.D. 1/16 in; I.D. 1/32 in)	Supplies	Cole-Palmer Instrument Co.	06418-02
Duco Cement	Supplies	Devcon	6245
Razor blade	Tools	VWR	55411-050
Needles	Tools	Fisher Scientific	0053482 (25 Gauge)
#5 Forceps	Tools	Fine Science Tools	11251-20
50 ml centrifuge tube	Supplies	Fisher Scientific	05-526B
Seal wrap film	Supplies	AEP Industries Inc.	0153877
1.5 ml microcentrifuge tubes	Supplies	Fisher Scientific	05-406-16
15 ml centrifuge tubes	Supplies	BD Falcon	352097
Purple nitrile power-free gloves	Supplies	VWR	40101-348
1.2 mm Harris biopsy punch	Tools	Ted Pella, Inc.	15074