Fabrication de dispositifs de réfraction-index-assortie de microfluidique biomédicale

Edward R. Polanco; Nicholas Western; Thomas A. Zangle

doi:10.3791/58296

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Article de méthode

Fabrication de dispositifs de réfraction-index-assortie de microfluidique biomédicale

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DOI :

10.3791/58296

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10 septembre 2018

Edward R. Polanco¹ , Nicholas Western¹ , Thomas A. Zangle¹^,²

¹Department of Chemical Engineering, University of Utah, ²Huntsman Cancer Institute, University of Utah

Dans cet article

Résumé

Ce protocole décrit la fabrication des dispositifs microfluidiques de MY133-V2000 pour éliminer les artefacts qui se posent souvent en microcanaux en raison des indices de réfraction incompatible entre les structures de microcanaux et une solution aqueuse. Ce protocole utilise un support acrylique pour compresser l’appareil encapsulé, améliorant l’adhérence chimiquement et mécaniquement.

Résumé

L’utilisation de dispositifs microfluidiques a émergé comme un outil déterminant pour des applications biomédicales. Lorsqu’il est combiné avec des techniques de microscopie moderne, ces dispositifs peuvent être implémentées dans le cadre d’une plate-forme robuste capable de prendre des mesures complémentaires simultanées. Le défi principal créé par la combinaison de ces deux techniques est la disparité dans l’indice de réfraction entre les matériaux utilisés traditionnellement pour fabriquer des dispositifs microfluidiques et les solutions aqueuses généralement utilisées en biomédecine. Ce décalage peut créer des artéfacts optiques près des bords de canal ou le périphérique. Une solution consiste à réduire l’indice de réfraction du matériau utilisé pour fabriquer le dispositif à l’aide d’un polymère fluoré tels que MY133-V2000, dont l’indice de réfraction est similaire à celle de l’eau (n = 1,33). Ici, la construction d’un dispositif microfluidique fabriqué à partir de MY133-V2000 en utilisant des techniques de lithographie douce est démontrée, à l’aide de plasma₂ O en conjonction avec un support acrylique pour augmenter l’adhérence entre le dispositif de MY133-V2000 fabriqué et la substrat de polydiméthylsiloxane (PDMS). L’appareil est ensuite testé en incubant il rempli de milieux de culture cellulaire pendant 24 heures afin de démontrer la capacité de l’appareil pour maintenir des conditions de culture cellulaire au cours d’une expérience d’imagerie typique. Enfin, la microscopie quantitative phase (QPM) est utilisée pour mesurer la distribution de masse dans les cellules vivantes adhérentes dans le microcanaux. De cette façon, la précision accrue, activée par la fabrication du dispositif d’un polymère de faible indice de réfraction tels que MY133-V2000 en remplacement de matériaux traditionnels Lithographie douce comme le PDMS, est démontrée. Dans l’ensemble, cette approche de fabrication des dispositifs microfluidiques peut être facilement intégrée dans les workflows existants de lithographie douce afin de réduire les artefacts optiques et augmenter la précision de mesure.

Introduction

Le développement d’une technologie microfluidique a permis un large éventail de nouvelles techniques biomédicales qui s’appuient sur la physique unique de flux à l’échelle microscopique¹^,². Cela inclut les techniques diagnostiques construites sur des plateformes microfluidiques qui quantifient les biomarqueurs cliniquement pertinents, y compris la cellule rigidité³marqueurs de surface⁴et⁵de la croissance. En manipulant les cellules individuelles, Dispositifs microfluidiques permet également de mesurer l’hétérogénéité biomarqueur, par exemp....