Summary
В этом видео мы представляем микрожидкостных зонд
Abstract
Микрожидкостных устройств позволяют анализы, чтобы быть выполнены с использованием незначительное количество образца и в последнее время используется для управления микроокружения клеток. Microfluidics обычно ассоциируется с закрытыми микроканалов, которые ограничивают их использование образцов, которые могут быть введены, и культивировали в случае клеток, в ограниченном объеме. С другой стороны, micropipetting системы были использованы для локально заливать клетки и поверхностей, в частности, использование двухтактных установках, где пипетка выступает в качестве источника и другая, как раковина, но удержание потока трудно в трех измерениях. Кроме того, пипетки хрупки и трудно положение и, следовательно, используются в статической конфигурации только.
Микрожидкостных зонд (МФУ) в обход ограничений, налагаемых изготовлению закрытых микрожидкостных каналов и вместо того, ограждающих образца в микрожидкостных системы, микрожидкостных поток может быть доставлен непосредственно на образец, и отсканированные на образце с помощью многофункционального устройства. . Инъекций и аспирации отверстия расположены в пределах нескольких десятков микрометров друг от друга, так что микроструйки вводят в зазор удерживается гидродинамических сил окружающей жидкости и полностью атмосферный обратно в другое отверстие. Микроструйки могут быть сброшены по всей поверхности подложки и обеспечивает точный инструмент для локализованных осаждения / доставка реактивов, которые можно использовать на больших площадях при сканировании зонда по поверхности. В этом видео мы представляем микрожидкостных зонда 1 (МФУ). Мы подробно объяснить, как собрать МФУ, смонтировать его на вершине инвертированного микроскопа, и выровнять его относительно поверхности подложки, и, наконец, показать, как использовать его для обработки поверхности подложки погружен в буфере.
Protocol
1. Микротехнологий от зонда (процесс не показан на видео)
- Si 2 пластины, четыре дюйма в диаметре, 525 мкм, с толщиной 1 мкм тепловой слой SiO2 является spincoated с фоторезиста (PR) в течение 45 с при 4000 оборотах в минуту.
- Пластины обожженных при 110C в течение 50 с, и доступны через маску показывая все элементы (порты и микроканалов) в течение 5 с, разработанный и промыть в DI.
- Непокрытый SiO2 травится прочь в 1:07 буфером плавиковой кислоты (BHF) решение в ≈ 15 мин (осушки подложки, где SiO2 была травления указывает завершения травление). O2 плазма или ацетон используется для золы или полосы оставшиеся PR.
- Второй слой PR является спин-покрытием при 1500 оборотов в минуту в течение 45 сек, уступив толстые overlayer ≈ 10 мкм [31]. SiO2 шаблон под этим слоем PR-прежнему отображается и используется для выравнивания пластин со второй маски с изображением портов только.
- После экспонирования и развития PR, пластины промывают, сушат и postbaked при 95C в течение 20 мин.
- Пластины Si крепится на поддержку пластина с топленым белого воска для защиты патрона.
- Индуктивно-связанной плазмой (ICP) DRIE используется для передачи PR и встроенных шаблонов в SiO2 пластины топография в три этапа:
- DRIE сделать ≈ 500μmdeep портов в Si (шаблон, определенный толстые PR).
- Без выгрузки пластины из автомата DRIE, пиар оподзоленные использованием плазмы.
- Подвергается SiO2 картины выступает в качестве маски для травления второй сухой процесс, создавая 50 мкм глубоких каналов, и открытии наполнения и опорожнения портов, через пластины. После разгрузки поддержки пластины отделяется под струей теплой воды. Micromachined пластины затем очищены с помощью ацетона, этанола и DI.
- Индивидуальные чипы МФУ являются кубиками.
- Блок PDMS интерфейс изготовлен методом литья в micromould состоит из двух структурированных поли (метилметакрилата) (PMMA) элементов, полированный стальной пластиной формирования дна, и два капилляров (каждой вставленной в один из двух отверстий доступа отверстия в стальная пластина), которые служат местом держатели для жидкостных отверстия связи. PDMS лечится в духовке при температуре 60С в течение 1 ч.
- Блок PDMS связан с кубиками чип МФУ кремния, активируя обе части в воздухе плазмы на 1 мбар течение 24 с при 230 Вт, и, соединяющей две вместе, используя самодельные механические помощи выравнивания.
- Сборка слева связи в 60C духовке в течение минимум 1 часа
2. Ассамблея МФУ
- Газонепроницаемая шприцы стеклянные заполнены соответствующих реагентов с использованием пластиковых шприцев и игл, чтобы убедиться в отсутствии пузырьков воздуха присутствуют. Как правило, мы используем 1 -10 мкл шприц для инъекций, и шприц с 5-10 раз больший объем для аспирации.
- Шприцы связаны с использованием капиллярной трубки Nanotight арматуры с низким уровнем мертвого объема.
- Капилляры заполнены и проверены на пузыри под микроскопом.
- Чип МФУ заполнены с буферным раствором, чтобы предотвратить захват пузыря при подключении капилляров.
- Капилляры подключен к штуцер PDMS в наконечник зонда
3. Настройка МФУ
- Зонд голова зажимается в держателе и зонд установлен на станции зонд поверх инвертированного микроскопа
- Шприцы помещают в высокоточных шприцевых насоса.
- Подложки, такие как стекло, вставляется в самодельный держатель, который крепится к столик микроскопа.
- Параллелизм меза из МФУ и подложки регулируется с помощью пара угломеры, наблюдая кольца Ньютона (интерференционные кольца), которые появляются, когда МФУ приводят в контакт с подложкой. Точки соприкосновения и частота кольца служит указанием наклона. Когда МФУ выравнивается с поверхностью, одно кольцо вмешательства распространяется по всей поверхности. Эта мера также служит для калибровки разделение между МФУ и подложки.
- Разрыв между МФУ и подложка имеет решающее значение для процессов на поверхности рисунка. Потому что подложка обрабатывается путем сканирования его ниже МФУ, выравнивание по горизонтали должен быть скорректирован с микрометром точности и достигается с помощью три точки опоры, образованной тремя винтами микрометра.
4. Эксплуатация МФУ
- Отпуск управляется с помощью программного обеспечения LabView. Управление устройством визуализируется на глаз и с помощью ПЗС-камеры. Инъекций: стремление соотношение колеблется от 1:3 до 1:10, в зависимости от коэффициента диффузии реагента с окружающей буфера и желаемого геометрический узор потока.
- Чтобы проверить, для правильной работы шприц стремление и наличие пузырьков, во-первых вводят жидкость со стремлением шприц перед началом надлежащую аспирации.
- Начало введения жидких и контроля потока и удержания из бисера или флуоресцентного красителя индикатора.
- Использование зонда для конкретного приложения, то есть сканирование по поверхности для обработки для осаждения, травления или окрашивания поверхности или клеток.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Микрожидкостных зонд (МФУ) является универсальным, потому что это (я), мобильный, (II) адаптированы для использования с различными типами реагентов и подложки, и это может (III) работать на больших площадях.
Нежелательные пузырьков может привести к нарушению потока Для того чтобы избежать пузырей, все компоненты должны быть заполнены жидкостью перед сборкой. Разрыв между зондом и поверхностью составляет всего несколько микрометров, но меза в несколько сотен микрон в ширину и расстояния в диапазоне сантиметров сканируются. Поэтому и горизонтальности сканируемой поверхности и параллелизм между МФУ меза и подложки должны быть скорректированы с большой осторожностью. Наконец, соотношение между желаемым и инъекции должна быть достаточно большой, чтобы захватить все реагента вводят в промежуток между МФУ и подложки.
МФУ может быть использован для структурирования поверхности с белками в мягких условиях, для обработки тканей или отдельных клеток погружены в физиологических буферы, или для травления образцы в поверхности.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Acknowledgments
Эта работа финансировалась Fonds по исследованиям ла природы и др. Технологии ле-де-Квебек, Канада fundation инновационных и канадских институтов здравоохранения (CIHR).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| microfluidic connectors | Upchurch Scientific | Micro- and Nano-tight fittings and sleeves | |
| 2-component manual dispenser | Conprotec Inc. | DM400 | To dispense and mix PDMS mixture |
| LabVIEW | National Instruments | Version 8.0 | |
| Mechanical Convection Oven | VWR international | 1330FM | |
| Glass syringes | Hamilton Co | ||
| Capillary tubing | Polymicro Technologies | ||
| Plasma Chamber | Tegal Corporation | Plasmaline 415 | |
| Inverted Microscope | Nikon Instruments | TE2000-E | |
| Syringe pumps | Cetoni | neMESYS | |
| Sylgard 184 | Ellsworth Adhesives | 184 Sil Elast Kit | |
| Camera | Photometrics | QuantEM 512SC | |
| Microscope stage | |||
| Microfluidic probe holder goniometers | Melles Griot | 07GON504 | |
| Linear stage | Applied Scientific Instrumentation | LS-50 | For z-control of the MFP |
| Manual linear stage | Newport Corp. | 443-4 Series | For x- and y- axis control of the MFP |
| Microscope stage | Applied Scientific Instrumentation | PZ-2000 | With x-, y- and z- control |
References
- Juncker, D., Schmid, H., Delamarche, E. Nature Materials. 4 (8), 622-622 (2005).
