رقائق ميكروفلويديك مع الشواهد صالحة Microvalve المرنة

توفر Microfluidics لعلماء الأحياء الخلوية ، التكنولوجيا اللازمة لإجراء تجارب عالية الإنتاجية حيث تتطلب معالجة دقيقة للسوائل. مرحبا ، أنا نين تشن لي من المختبر الشعبي في قسم الهندسة الحيوية بجامعة واشنطن. سأوضح لك اليوم كيفية عمل أطراف الموائع الدقيقة التي يتم التحكم فيها بواسطة مصفوفة الصمامات الصغيرة PDMS.

يتكون الجهاز من ثلاث طبقات. الطبقة الأولى هي الطبقة السائلة التي تحتوي على غرف صغيرة بأحجام مختلفة ، والطبقة الثانية هي طبقة التحكم التي تحتوي على قنوات بين الطبقتين. يوجد غشاء رقيق PMS بسبب الكراهية للماء والامتثال ل PMS.

يغلق الغشاء على بذوره ، لذا اعزل غرف السوائل عن بعضها البعض. إذا قمنا بتطبيق الفراغات من خلال قنوات التحكم ، فيمكن لغشاء PDMS بعد ذلك أن ينحرف ويربط غرف السوائل المعزولة مسبقا. سأريكم اليوم خلاطا متوازيا يسمح بخلط أحجام نانولتر فرعية من محاليل aqui بنسب خلط مختلفة.

ومن ثم ستظهر لك خطوة واضحة من مختبرنا نظاما متكاملا للموائع الدقيقة يسمح بنشر حلول متعددة في مزارع الخلايا. هيا بنا نبدأ. أريكم هنا سيدا بملامح معصم SUH فوق رقاقة السيليكون.

تم تصنيع السيد من إجراءات التصوير الفوتوغرافي SUH القياسية من هؤلاء الأساتذة. يمكننا عمل نسخ متماثلة PDMS مرارا وتكرارا. لتسهيل إصدار PDMS من الأساتذة ، نحتاج أولا إلى وضع السيد.

عادة ما نستقد استخدام الأطعمة F لأننا نعمل مع جزيرة فلورنسا ، أولا أضع الرقاقة في المحرك وأضع قطرات الغابة ثم أغلق غرفة التزلج المكتبية ، وقم بتشغيل المكنسة الكهربائية ، واترك المكنسة الكهربائية لمدة 1 ، 2 ، 3 دقائق ثم أغلق المكنسة الكهربائية. دع ال يتبخر لمدة نصف ساعة ثم خذ قطرة الموجة. قبل النسخة المتماثلة MOD PDMS ، نحتاج أولا إلى الخلط المسبق للبوليمر PDMS وعوامل المعالجة بنسبة 10 إلى واحدة.

لذلك أزن بوليمر مسبق بوزن 31 جراما ثم أزن عوامل المعالجة لمدة 3.1 جرام وأخلطها جيدا لمدة خمس دقائق. نظر المنتج النهائي إلى هذا. بعد ذلك أضع في حرارة كثيفة لإزالة PS لمدة خمس إلى 10 دقائق حتى يصبح صافيا.

أثناء انتظار إزالة PMS ، يمكنني لصق أنابيب السيليكون على منطقة طبقة التحكم. نختار أنابيب السيليكون لأنها نفس مكون PMS ، لذلك يمكن لاحقا تضمينها في الجهاز وإنشاء ختم محكم الإغلاق من النوع السائل. الآن أقوم بإضافة القليل من الأسمنت D الغراء على طرف القطعة الصغيرة من أنابيب السيليكون وأضغط عليه على منطقة مدخل السيد.

لذلك لكي لا تكون الأنابيب بعيدة عن أمبير أنابيب السيليكون هذه يجب أن تكون مسطحة جدا عند القطع ولا تضع الكثير من الغراء في الأعلى ، فوقها ، اشرح فقط كيف تضغط على الغراء. لذلك دعونا نرى. يتم إنشاء المناطق على كل من فتحة التهوية وإزالة الغطاء.

الآن تم تطوير PS. سأسكب PS فوق السيد. احرص على سحب PGAs المحيطة بالأنابيب.

الآن أنا أصب على السيد الآخر الذي يحتوي على ميزات طبقة السوائل. بعد صب PS على الأساتذة ، يجب أن يتم التخلص منهم مرة أخرى في كيكر الغبار لمدة خمس إلى 10 دقائق. بعد الفقاعات ، نعالج الدورة الشهرية في الفرن على حرارة 65 إلى 70 درجة من ساعة إلى 24 ساعة.

حسنا ، رائع. بعد ساعتين ، تم علاج الدورة الشهرية. الآن قمنا بقص جهاز PMS من SU master وفترة طبقة التحكم.

مع وضع الأنابيب ، نزيل الغراء من مناطق المدخل. في أجهزتنا. يتم إنشاء مناطق المدخل على كل من الطبقات الثلاث وطبقات التحكم ، لكننا نضع أنابيب السيليكون فقط على طبقة واحدة.

على سبيل المثال ، هنا فقط على طبقة التحكم. لإتاحة الوصول إلى طبقة السوائل ، يمكننا ثقب الغشاء الموجود أسفل أنابيب السيليكون لإتاحة الوصول. لذلك يمكننا الوصول إلى كل هذه الأجهزة من الأعلى بحيث يكون من الأسهل إجراء الفحص المجهري على المجسم والمجهر المقلوب التقليدي.

الآن نحن ذاهبون إلى غرفة C. لإعداد أغشية CTM S ، سأوضح لك تدوير غشاء ملفات PDF باستخدام دوار التقدم. قبل أن أضع الرقاقة في الجزء العلوي من فحص الرقاقة ، قمت بتغطية الكرة في الرسم البياني البلاستيكي ووضعت المنشفة الورقية تحتها لسهولة تنظيف الفوضى النظيفة بعد ذلك.

لذلك إذا تم الانتهاء منه ، تماما مثل ما فعلناه مع الأساتذة من قبل ، بعد التنظيف على المكنسة الكهربائية ، أقوم بتوزيع حوالي ملليلترين من تاكسي PMS التالي فوق رقاقة السيليكون لأننا نريد أن يكون لدينا غشاء من 11 إلى 12 ميكرون ستة ميكرون ، سيتم تدوير الرقاقة عند 7 ، 000 RTM لمدة 20 ثانية تبدأ والآن أود أن أقول شيئا مثل ، لذلك هنا يمكنك أن ترى الرقاقة تدور في. سنقوم بتدويرها ، مهما كانت المدة بعد الدوران ، نضع fer على الصفيحة الساخنة عند 85 درجة لمدة أربع دقائق. الآن تم علاج غشاء PDMS.

نقوم بعد ذلك بأكسدة غشاء P DM S وطبقة التحكم في فرن البلازما. نحن نؤثر على قوة البلاتين بنسبة 75٪ ونستخدم ضغط أكسجين الثور البالغ 30 رطل لكل بوصة مربعة ومعدل الإنفلونزا خمسة. يمكن دائما ضبط هذه المعلمات وفقا للتطبيقات المختلفة.

قم بتشغيل السن ، وقم بتشغيل البلازما لمدة 30 ثانية. الآن ضع طبقة التحكم أعلى الغشاء. اجعلهم على اتصال في غضون دقيقتين ، سيتم ربط طبقة التحكم بالغشاء.

بعد بضع دقائق ، قم بإزالة طبقة التحكم بالغشاء. حسنا ، نحن الآن على استعداد لمحاذاة طبقة التحكم مع ، إلى الوضوح الكامل. نظرا لأننا لم نعد في الغرفة النظيفة بعد الآن ، فإننا نستخدم طرف سكوتش لإزالة الغبار من الغرفة النظيفة تماما.

نحتاج أيضا إلى إزالة الغشاء من منطقة مدخل طبقات التحكم. هذا للوصول إلى طبقة السوائل السفلية. لذا ضع طبقة التحكم مع الغشاء فوق طبقة السائل.

انظر إلى جميع غرف سائل الغرفة والصمامات. تأكد من محاذاة جميعها من اليسار إلى اليمين. إذا لم تتم محاذاتها، يمكنك إزالة طبقة التحكم وإعادتها.

هنا يمكنك أن ترى طبقة السوائل وطبقة التحكم محاذاة. الآن سأقوم بإدخال بعض الأنابيب الرقيقة في هذه المداخل لجعلها تتصل بمصادر السوائل ومصادر الضغط. الآن قم بتوصيل الصمامات بمصدر الضغط وتوصيل مداخل السوائل بمصدر السوائل.

هنا لدينا صبغتان مختلفتان ، واحدة زرقاء والأخرى صفراء لفتح وإغلاق الصمامات الصغيرة PDMS. نحن نستخدم صمامات الملف اللولبي المتصلة بمصدر فراغ وقوة ضغط الهواء ويتم التحكم في الصمامات بواسطة برنامج عرض الضوء. الآن أقوم بفتح مجموعة الصمامات رقم واحد.

يمكننا أن نرى أغشية PDMS تنحرف والصمامات مفتوحة. الآن أقوم بإغلاق المجموعة الأولى من الصمامات ، وإغلاق وفتح المجموعة الثانية ، وفتح وإغلاق. الآن جميع الصمامات الصغيرة تعمل.

سأملأ غرف السوائل الدقيقة بنردين مختلفين. سأقوم بفتح مجموعة الصمام رقم واحد وأيضا استخدام فراغ لسحب النرد إلى الغرف. بعد ملء الغرف بالنرد ، أغلق مجموعة الصمامات رقم واحد لعزل كل غرفة ثم أقوم بتشغيل مجموعة الصمامات.

رقم اثنين ، لخلط الأزواج في المصفوفين. يستغرق فتح الصمام وخلط المزيج بشكل عام من دقيقة إلى دقيقتين. منذ أن قمنا بتصميم أحجام الغرف في 10 أحجام مختلفة.

إذن لدينا نسبة خلط تساوي 11 نسبة مختلفة. لذلك بعد الانتهاء من الخلط ، أغلق الصمام وحتى تتمكن من رؤية كل غرفة على حدة. هناك نسب خلط مختلفة.

تحول اللون من الأزرق إلى الأخضر إلى اللون الأصفر. بمجرد تصنيعها ، يمكن استخدام هذه الأجهزة في المقالات الطبية الحيوية مثل فحص الأدوية أو دراسات بيولوجيا الخلية مثل الانجذاب الكيميائي أو استجابة الخلية لتركيزات مختلفة من المواد الكيميائية وعوامل النمو أو الأدوية. أنا كريس سيب وسأعرض جهازا عبارة عن نظام نضح ميكروسويدي متكامل وهو مشابه جدا للجهاز الذي شوهد سابقا في التصنيع.

الفرق الرئيسي الوحيد هو أنه بدلا من وجود غرف منفصلة مفصولة بصمام يختلط عن طريق الانتشار ، لدينا مداخل متعددة تتلاقى ويتم التحكم فيها بواسطة الصمامات ، وهو مخطط صمامات متعددة. وما سأعرضه هو التشغيل الانتقائي للصمامات ، والذي سيتحكم في المداخل المختلفة أو إيقاف تشغيلها. بالإضافة إلى ذلك ، سأعرض تشغيل قناة خلط متكاملة وتوجيه التدرجات.

في الجزء العلوي من الشاشة ، ترى 16 مدخلا متقاربا وسيأتي التدفق من أعلى إلى أسفل عبر هذه القناة الرأسية وإلى شبكة التشعب هذه ، وهي غرفة زراعة الخلايا. والآن نرى مداخل التحول إلى صبغة زرقاء اللون، والتي تتدفق ويمكنك رؤية ملف تعريف التدفق الصفحي أثناء مروره عبر الغرفة. الآن نقوم بمزيج من الأزرق والأصفر ثم يمكننا تبديل هذا لإنشاء المجموعة المعاكسة.

يمكننا توجيه التدرج إلى الجانب الأيمن. يمكننا إنشاء أنواع أخرى من التدرجات. الآن يظهر هذا التبديل السريع للصمامات حتى نتمكن من التبديل بسرعة كبيرة بين الحلول المختلفة.

الآن نحن نتغذى باللونين الأزرق والأصفر من خلال هذا الخالط ويخرج المحلول باللون الأخضر في الغرفة ويمكننا أيضا تبديل أي عدد من المداخل المختلفة. في هذه الحالة ، نقوم بتغذية مدخل أحمر من خلاله ، والذي يحل محل كل المحاليل الخضراء. لقد أوضحت لكم اليوم للتو كيفية صنع أجهزة قائمة على الصمامات ذات الأقدام الدقيقة وأظهر خلط صبغتين ملونتين بنسب مختلفة مثل أحجام لتر هشة.

أظهر كريس من مختبرنا أيضا أنظمة موائع دقيقة متكاملة لوفرة المحاليل المختلفة. شكرا لك على المشاهدة ونتمنى لك التوفيق في تجربتك الخاصة.