حبة المزدوجة والصفيف المغناطيس لصب ميكروويلس مع الهندسات مقعرة متغير

الهدف العام من هذه الطريقة هو تصنيع آبار صغيرة كروية مقعرة من خلال استخدام الخرز المعدني ذاتي القفل بمساعدة القوة المغناطيسية. مرحبا ، اسمي جي هون لي ، وأنا مساعد تدريس في جامعة تشونغ أنغ. ما يهمنا في مختبرنا هو تصنيع العديد من الأجهزة والمنصات الصغيرة لتعزيز دراساتنا فيما يتعلق بتطوير أداة حيوية وثقافتها وهياكلها الدقيقة الجديدة.

أحد اهتماماتنا البحثية هو تطوير أجهزة ومنهجيات دقيقة جديدة للتعاقد مع هذا في بيئة ثلاثية الأبعاد. نسمي هذه الثقافة. الثقافة مفيدة جدا لفهم الاستجابة ثلاثية الأبعاد ، لأنها تشبه إلى حد كبير الأنسجة الفعلية ، من الثقافة المستوية التقليدية ثنائية الأبعاد.

تمت تجربة عدة طرق لإنتاج الانتشار ، مثل القارورة أو الأنابيب ، في شبكة الأسطوانة والميكروويف. من بين هذه الطرق ، تعد الطريقة الصغيرة المقعرة أداة قوية جدا لإنتاج ثلاثة منتجات D. أي درجة من البرامج الصغيرة هي كل مراقبة والقدرة على التحكم في الأحجام الكروية والتوزيع.

نقترح هنا طريقتنا لتصنيع الأواني الصغيرة المقعرة مع حبة ومجموعة من المغناطيس الصغير. باستخدام هذه التقنية ، يمكن تصنيع 100 من الأواني الصغيرة المقعرة بواسطة آلية القوة المغناطيسية التي تساعد الخرز الثابت. التعزيزات متباينة في عملية في كل مقعر ولا توجد مقاييس اقتراح متكررة.

للبدء ، تم تصنيع ألواح الألمنيوم 230 × 30 من خلال مجموعة الثقب باستخدام آلة نقش دوارة CNC. يوفر المكان لفة إرشادية للخرز ، كما هو موضح في الأقسام التالية. تم حفر الغرينية بقطع ثقب مختلفة القطر وتم وضع اللوحة ذات الفتحة الأصغر في الأسفل.

يتم حفر الزوايا الخارجية أيضا من أجل محاذاة الألواح. ثم يتم محاذاة الصفيحتين وتكديسهما وقفلهما معا عن طريق إدخال مسامير N ثلاثة في فتحات الكلام ويتم تثبيتها بالصواميل. كما ذكرنا سابقا ، من المهم أن تضع الشركة المصنعة اللوحة ذات الفتحة الأصغر في الأسفل ، بحيث يمكن تثبيت الخرزات داخل آبار التوجيه.

الخطوة التالية هي إعداد مجموعة 30 × 30 من مغناطيس النيوديميوم. نبدأ بعزل المغناطيس يدويا وترتيبه في مصفوفة ثنائية في اثنين. ثم نقوم بمحاذاة صفيف أكبر باستخدام الملقط.

من أجل إنشاء مجموعة مغناطيسية مناسبة ، يجب أن يكون كل مغناطيس قطبية معاكسة لجاره. علاوة على ذلك ، لمنع كسر المصفوفة أو تشتتها ، يتم توصيل صفيحة من الألومنيوم بالجزء السفلي من مجموعة المغناطيس باستخدام شريط مزدوج الوجهين. الآن ، نحن على استعداد لتجميع كل قطعة صنعناها في قالب بئر صغير.

يتم إرفاق مجموعة المغناطيس بعناية باللوحة السفلية باستخدام شريط عادي. من المهم أن يتم إرفاق مجموعة المغناطيس مع المغناطيس المواجه لأسفل. بعد ترتيب صفيحة الألمنيوم ومجموعة المغناطيس بشكل صحيح ، يتم وضع حبات فولاذية على مجموعة اللوحة.

الخرزات المستخدمة في ورقتنا هي حبات فولاذية SUJ بأقطار 600 ميكرون. عملية المحاذاة لدينا بسيطة للغاية. نسكب عددا كافيا من الخرز على التجميع ونكشطها باستخدام لوحة أكريليك.

يقوم المغناطيس الموجود في الجزء السفلي بمحاصرة الخرزات التي تدخل في فتحات صفيحة الألمنيوم وتتم إزالة الخرز الزائد ، الذي لم يستقر في الثقوب أثناء عملية الكشط. تتم إزالة الخرزات الزائدة باستخدام مغناطيس آخر. عندما يتم وضع الخرزات بشكل صحيح داخل آبار التوجيه ، ننتقل إلى إزالة اللوحة العلوية.

خلال هذه العملية ، هناك بعض الحالات ، حيث تسقط الخرزات وتصبح نازحة. في هذه الحالة ، أدخل الخرزة يدويا مرة أخرى في الحفرة باستخدام الملقط. الآن قالب البئر الصغير المقعر جاهز.

انقل المنصة إلى طبق بتري آخر واستعد للخطوة التالية. نقوم بإعداد PDMS باتباع تعليمات الشركة المصنعة عن طريق خلط مونومر PDMS وعامل المعالجة مع حصة 10 إلى واحد. لإزالة فقاعات الهواء المحبوسة في خليط PDMS ، نقوم بإزالة الغاز من الخليط عن طريق وضعه في مجفف لمدة ساعة تقريبا.

عند الانتهاء من ذلك ، نأخذ خليط PDMS منزوع الغاز ونسكبه على قالب البئر الصغير المقعر ونفله مرة أخرى. ثم نخبز خليط PDMS على طبق ساخن على حرارة 80 درجة مئوية لمدة ساعتين لتشكيل صينية فرعية PDMS مدمجة. يجب تنفيذ العملية التالية بعناية فائقة.

من أجل تسهيل عملية الإزالة ، يتم سكب الميثانول على الدرج الفرعي وإزالة الدرج الفرعي PDMS المحيطي بالتسلسل. تجدر الإشارة إلى, أن الشركة المصنعة يجب أن تتأكد, أن الميثانول يتخلل جيدا في الفجوات لضمان إزالة نظيفة. ثم يتم فصل الدرج الفرعي PDMS عن لوح الألمنيوم ، ومن الأسهل قطع الحواف قبل تقشير الدرج الفرعي.

أخيرا ، نقوم بإزالة الخرزات من الدرج الفرعي PDMS. قبل الإزالة ، قمنا بتمديد الدرج الفرعي ونقلبه لبعض الوقت لفك الروابط بين الخرز والدرج الفرعي PDMS. الإزالة الفعلية للحبات سهلة للغاية ويمكن القيام بها باستخدام مغناطيس كبير.

تم الانتهاء من تصنيع الآبار الصغيرة المقعرة وأصبحت الآبار الصغيرة جاهزة لزراعة الخلايا. لاختبار ما إذا كانت منصة PDMS الخاصة بنا مناسبة لزراعة الخلايا ، أجرينا الإجراءات التالية. أولا ، استخدمنا لكمة خزعة بقطر 14 ملم لقطع الدرج الفرعي PDMS بنمط البئر الصغير المقعر.

بعد تعقيم الدرج الفرعي PDMS ، نضعه في طبق 24 بئر. ثم نقوم بتغطية الدرج الفرعي PDMS بالكامل بمحلول F-127 متعدد الأبعاد بنسبة أربعة بالمائة طوال الليل لمنع الخلايا من الالتصاق بسطح البئر الصغير. أثناء عملية الطلاء ، يجب إزالة أي فقاعات هواء محاصرة في الآبار الصغيرة ، إما عن طريق سحب العينات أو باستخدام منظف فائق الصوت.

بعد التأكد من عدم وجود فقاعات هواء متبقية ، نقوم بزرع مليلتر واحد من محلول الخلية المتوسط ، والذي سيحتوي على ما يقرب من مليوني خلية في الدرج الفرعي PDMS. بعد ذلك ، قم بشفط الوسط باستخدام ماصة سعة 1000 ميكرولتر لإزالة أي خلايا زائدة لم تكن محاصرة في الآبار الصغيرة ويتم ضبط كل شيء للخلايا للذهاب إلى الحاضنة. تم تصنيع قالب محدب في نمط الآبار الصغيرة بنجاح ، وتم احتجاز الخرز الفولاذي التجاري في 30 × 30 من خلال مجموعة الثقب.

تم تثبيت الخرزات بإحكام دون أي غاز بين الخرزات وما يقابلها من خلال الثقوب. شكل البئر الصغير المقعر المصنع نصف كروي مقعر يبلغ قطره 600 ميكرون ، وهو نفس شكل الخرزة الفولاذية. يظهر المقطع العرضي للبئر الصغير المقعر ، أن المسافة من البئر الصغير المجاور كانت ملليمترا واحدا ، وهو نفس المسافة الموجودة في الثقوب.

تم استزراع الخلايا الجذعية المشتقة من الدهون في الآبار الصغيرة المقعرة. لقد زرعنا مليوني خلية على مجموعة البئر الصغيرة المقعرة التي يبلغ قطرها 14 ملم. بعد 24 ساعة ، تجمعت الخلايا في كتلية.

متوسط قطر الكرات المتكونة في مصفوفة الآبار الدقيقة 185.68 ميكرون. في اليوم الثالث ، أصبحت الخلايا أكثر تجمعا ، لكن متوسط قطر الكرويات انخفض إلى 147 ميكرون. باتباع هذا الإجراء ، يمكن تصنيع 100 من الآبار الصغيرة الكروية المقعرة بطريقتنا الفعالة من حيث التكلفة والبسيطة نسبيا.