عالية الإنتاجية ميكروفلويديك السريع وانخفاض تكلفة النماذج طرق التعبئة والتغليف

الهدف العام من هذا الإجراء هو تقديم خيارات مختلفة لمنصات النماذج الأولية السريعة للموائع الدقيقة. يتم تحقيق ذلك عن طريق تصنيع موصل بيني قابل للإزالة أولا باستخدام PDMS. الخطوة الثانية هي تأمين الأنابيب الدقيقة في الموصل البيني أو بشريحة الموائع الدقيقة مباشرة.

بعد ذلك ، يتم تجميع رقائق الموائع الدقيقة وتوصيلها بواجهة كهربائية. في النهاية ، يتدفق السائل عبر الموصل البيني إلى رقاقة الموائع الدقيقة بسرعات مختلفة. لتقييم قوة الموصل البيني PDMS ، خطرت لي فكرة هذه الطريقة لأول مرة عند تصميم شريحة موائع دقيقة عالية الإدخال الكهربائي ، وكنت بحاجة إلى موصل داخلي قابل للإزالة بسهولة لاختبار نمط مختلف من انتشار المجال الكهربائي لقناة ENC مع عدد كبير من أقطاب قناة ENC.

للبدء في تحضير PDMS عن طريق خلط PDMS وعامل المعالجة بنسبة 10 إلى واحد ، ثم نزع الغاز من الخليط عن طريق وضعه تحت فراغ منخفض لمدة 60 دقيقة. بعد ذلك ، قم بالتسخين المسبق ودرجة حرارة الفرن إلى 80 درجة مئوية وانتظر حتى تستقر درجة الحرارة أثناء تسخين الفرن. قم بتنظيف سطح شريحة الموائع الدقيقة حيث سيتم وضع الموصل البيني PDMS باستخدام الإيثانول.

اتركه ليجف في منطقة خالية من الغبار. انقل طبق PDMS إلى الفرن المسخن مسبقا واترك PDMS يتبلمر قليلا عند 80 درجة مئوية لمدة 12 إلى 15 دقيقة ، ضع شريحة الموائع الدقيقة التي سيتم الاتصال بها في الفرن بطبقة PDMS بحيث تكون في نفس درجة الحرارة بعد 15 دقيقة. قم بإزالة PDMS ورقاقة الموائع الدقيقة من فرن المعالجة.

ثم استخدم شفرة حلاقة لقطع قطعة من خمسة ملليمترات من PDMS. ثم قم بعمل فتحتين ملليمترتين من خلال طبقة PDMS. قم بإزالة PDMS من أطباق Petri وضعها فوق شريحة الموائع الدقيقة.

احرص على محاذاة الثقوب بدقة ثم اضغط برفق على PDMS في مكانها. مع وجود الموصل البيني في مكانه ، قم بقص أنابيب تفلون بقطر ملليمترين بقطر داخلي 100 ميكرون ، باستخدام شفرة جديدة بحيث ينتهي الأمر بحافة الأنبوب الصغير مقطوعة بشكل عمودي على طولها. يجب أن يكون الأنبوب طويلا بما يكفي لتوصيله بمضخة حقنة دون ممارسة أي ضغط على الموصل الداخلي.

باستخدام أنبوب إدخال محدد الموضع الصغير من خلال طبقة الموصل البيني PDMS إذا لزم الأمر ، أضف الإيبوكسي بين الأنبوب و PDMS لتحسين الالتصاق. ثم قم بتوصيل الطرف الآخر من الأنابيب بنظام حقن السائل. كبديل للموصل البيني القائم على PDMS ، يمكن استخدام الايبوكسي لتأمين الأنابيب الدقيقة بشكل دائم في مكانها.

لتحقيق ذلك ، استخدم محدد الموضع الصغير لوضع الأنبوب الصغير بعناية في فتحة الوصول لشريحة الموائع الدقيقة. ثم قم بتطبيق إيبوكسي قابل للشفاء بالأشعة فوق البنفسجية أو إيبوكسي قياسي حول فتحات الوصول ومعالجته وفقا لمواصفات الشركة المصنعة. لبدء تركيب سطح اللحام ، قم بضرب الموصلات الكهربائية ذات الدبوس إلى لوحة الدوائر المطبوعة.

ثم افحص الوسادات الكهربائية لشريحة الموائع الدقيقة ونظف أي تلوث سطحي عن طريق تعريضه لأكسجين البلازما لمدة 10 دقائق تقريبا مع وقت أكثر أو أقل ، اعتمادا على الكمية المطلوبة من التنظيف. إذا لم يتم العثور على تلوث سطحي ، فما عليك سوى تنظيف الوسادات بالإيثانول. بعد ذلك ، استخدم شفرة حادة لقطع الشريط الموصل إلى قطع صغيرة بحجم ملليمترين في ملليمتر واحد بحيث تكون بنفس أبعاد رقائق الموائع الدقيقة.

وسادات كهربائية. ثم استخدم ملقطا نظيفا لوضع الشريط الموصل على لوحة الدوائر المطبوعة فوق الوسادات الكهربائية. قم بمحاذاة شريحة الموائع الدقيقة مع الموصل البيني الموجود بالفعل فوق لوحة الدوائر المطبوعة.

باستخدام آلة المحاذاة ، ضع طبقة عازلة مثل الورق على لوحة الدوائر المطبوعة لتجنب الدوائر القصيرة ، ثم قم بتوصيل الحامل المعدني باستخدام مسامير الماكينة والصواميل مع اكتمال التجميع. ابدأ في اختبار الإعدادات الفردية عن طريق تدفق الماء منزوع الأيونات عبر مضخة الحقنة. قم بزيادة سرعة المضخة ببطء حتى يبدأ النظام في التسرب ، وعند هذه النقطة يتم الوصول إلى الحد الأقصى للضغط.

بعد تجربتك ، قم بإزالة مسامير الماكينة وصواميل الأقواس المعدنية. ثم افصل برفق رقاقة الموائع الدقيقة ولوحة الدوائر المطبوعة. أخيرا ، استخدم الإيثانول لإزالة لاصق الشريط الموصل من الوسادات الكهربائية الموجودة على لوحة الدوائر المطبوعة ورقاقة الموائع الدقيقة قبل إعادة التجميع.

تتم مقارنة ثلاث تقنيات مختلفة لربط أنبوب الموصلات البينية في الجدول الموضح هنا. يقترح استخدام الموصل البيني PDMS مع تطبيقات الضغط المنخفض عندما يجب الكشف عن تصميم الموائع الدقيقة ويتطلب نماذج أولية سريعة. يوفر الإيبوكسي القياسي والأشعة فوق البنفسجية توصيلا قويا ويمكن استخدامه لتطبيقات الضغط المنخفض والعالي ، ولكنه يخلق ختما دائما للجهاز ، والذي قد يكون غير مرغوب فيه.

يتم عرض الموصلات البينية PDMS هنا مقارنة ببعض إعدادات الموصلات البينية الأكثر شيوعا. يمكن للموصل البيني PDMS بسمك واحد ملليمتر واحد أن يتحمل ثلاثة أضعاف ضغط الموصل البيني بسمك 0.45 ملم. يتعلق هذا بخمسة أضعاف معدل التدفق للموصل البيني بسمك ملليمتر واحد مقارنة بالموصل البيني 0.45 ملم بمجرد إتقانها ، يمكن إكمال هذه التقنية في غضون 10 إلى 20 دقيقة إذا تم إجراؤها بشكل صحيح.