الإجراء معدني لينة لإنتاج أجهزة موائع جزيئية البلاستيك مع عرض-منافذ شفافة للضوء المرئي والأشعة تحت الحمراء

الهدف الزائد لبروتوكول التصنيع الدقيق هذا هو إنتاج أجهزة ميكروفيليديك بلاستيكية متوافقة مع التحليل الطيفي المجهري للأشعة تحت الحمراء لتحويل فورييه بطريقة بسيطة وفعالة من حيث التكلفة. يمكن أن تساعد هذه الطرق في فهم واسع للكيمياء الحيوية الخلوية. إنه يوفر لنا وصولا مبسطا إلى التحليل الطيفي المجهري بالأشعة تحت الحمراء ، وهو تقنية تصوير خالية من الملصقات ولا ضارة يمكنها استرداد الخرائط الكيميائية الحيوية للخلايا الحية.

الميزة الرئيسية لهذه التقنية هي أنها تقلل من الحاجة إلى الوصول إلى مرفق التصنيع الدقيق وتستخدم البلاستيك كمكون رئيسي للأجهزة النهائية. ستظهر الإجراء منى سوريانا ، مساعدة باحثة من مختبرنا. لبدء هذا الإجراء، قم بإعداد قالب السيليكون الأساسي كما هو موضح في بروتوكول النص.

بعد ذلك ، اخلطي المطاط الصناعي PDMS وعامل المعالجة بنسبة 10 إلى واحدة. الكمية الإجمالية المختلطة هي أن PDMS الناتج يتراوح سمكه من واحد إلى 1.5 ملليمتر تقريبا. بعد الخلط الشامل ، انقل الخليط إلى وعاء مفرغ من الهواء.

اخفض الضغط حتى يتراوح بين واحد و 10 ملليبار. انتظر لمدة 15 دقيقة أو حتى لا تكون هناك فقاعات مرئية لتفريغ الخليط. صب PDMS منزوع الغاز على قالب السيليكون المجهز.

انقل القالب إلى وعاء التفريغ وخفض الضغط لمدة 15 دقيقة لتفريغ الخليط مرة أخرى. ثم انقل القالب إلى طبق ساخن أو فرن. سخني القالب على حرارة 70 درجة مئوية لمدة ساعتين لمعالجة الخليط.

ارفعي PDMS المعالج عن النار واتركيه يبرد حتى يصل إلى درجة حرارة الغرفة. استخدم شفرة حلاقة لقطع PDMS على طول حواف قالب السيليكون. باستخدام زوج من الملقط ، اضغط على زاوية واحدة ، وقم بتقشير نسخة PDMS المتماثلة بعناية من قالب السيليكون.

بعد ذلك ، انقل قالب PDMS إلى منظف البلازما. اضبط ضغط الغرفة بين واحد و 10 مللي بار وقم بمعالجة قالب PDMS ببلازما الأكسجين عند 60 واط لمدة 30 ثانية مع 20 سم من تدفق الأكسجين. بعد ذلك ، ضع القالب في وعاء مفرغ من الهواء وأضف حوالي 50 ميكرولترا من السيلان.

اترك البرطمان في حالة الفراغ لمدة ساعتين. للبدء ، قم بتصميم أو الحصول على قوالب الأكريليك ، كما هو موضح في بروتوكول النص وإعداد المطاط الصناعي PDMS وعامل المعالجة كما هو موضح في بداية هذا الإجراء. صب خليط PDMS منزوع الغازات على قوالب الأكريليك حتى يتم غمر السطح العلوي ، حوالي ملليمتر واحد تحت سطح السائل.

ثم انقل القوالب المغمورة إلى جرة مفرغة. Degas PDMS باستخدام نفس العملية كما كان من قبل. ثم انقل القوالب المغمورة إلى طبق ساخن أو فرن.

سخنيها على حرارة 60 درجة مئوية لمدة ساعتين لعلاج الخليط. قم بإزالة PDMS المعالج من مصدر الحرارة واتركه يبرد حتى يصل إلى درجة حرارة الغرفة. باستخدام شفرة حلاقة ، قم بقص PDMS على طول حواف قوالب الأكريليك.

بعد ذلك ، استخدم زوجا من الملقط لقرص زاوية واحدة وتقشير PDMS بعناية. بعد ذلك، قم بإعداد النسخة المتماثلة الثانية ل PDMS كما هو موضح في بروتوكول النص. لبدء تصنيع النصف المزخرف من الجهاز ، قم بمعالجة نافذة فلوريد الكالسيوم ببلازما الأكسجين ، عند 60 واط لمدة 30 ثانية ، مع 20 SCCM من تدفق الأكسجين.

ضع بعناية أول قالب PDMS ، القالب الذي يحتوي على الأعمدة الصغيرة ، على سطح مستو. ثم ضع نافذة فلوريد الكالسيوم المعالجة في وسط القالب. اضغط برفق للتأكد من أن النافذة على اتصال كامل بنظام إدارة البرمجيات الرقمية.

بعد ذلك ، ضع لوحة شفافة للأشعة فوق البنفسجية على الجانب الخلفي من قالب PDMS ، محاذاة مع موقع الغرفة المركزية. اضغط برفق للتأكد من أنه على اتصال كامل بنظام إدارة البرمجيات العامة. ضع القالب على قالب PDMS بحيث يكون النمط السائل متجها لأسفل مع محاذاة الغرفة السائلة مع منتصف النافذة.

ثم قم بتوزيع قطرات NOA تدريجيا عند مدخل قالب PDMS. اسمح ل NOA بملء التجويف ببطء. بعد ملء التجويف بالكامل ، قم بمعالجة NOA عن طريق تعريض القالب للأشعة فوق البنفسجية.

قم بإزالة اللوحة الشفافة للأشعة فوق البنفسجية بعناية من القالب. قشر قالب PDMS برفق من أعلى طبقة NOA. بعد ذلك قم بإزالة طبقة NOA.

لبدء تصنيع النصف المسطح من الجهاز ، قم بمعالجة نافذة فلوريد الكالسيوم ببلازما الأكسجين عند 60 واط لمدة 30 ثانية مع 20 SCCM من تدفق الأكسجين. ضع بعناية قالب PDMS الثاني ، الذي لا يحتوي على الأعمدة الصغيرة ، على سطح مستو. ضع نافذة فلوريد الكالسيوم المعالجة في وسط القالب.

اضغط برفق للتأكد من أن النافذة على اتصال كامل بنظام إدارة البرمجيات الرقمية. بعد ذلك ، احصل على ورقة بسمك ملليمتر واحد من PDMS يبلغ حجمها خمسة سنتيمترات × 3.5 سم. ضع هذه الورقة أعلى نافذة فلوريد الكالسيوم ، محاذاة مع مركز القالب.

اضغط برفق للتأكد من أن الورقة على اتصال كامل بالنافذة. قم بتوزيع قطرات NOA تدريجيا عند مدخل قالب PDMS. اسمح ل NOA بملء التجويف ببطء.

بعد ملء التجويف بالكامل ، قم بمعالجة NOA عن طريق تعريض القالب للأشعة فوق البنفسجية. انزع طبقة PDMS. ثم قم بإزالة طبقة NOA المعالجة بعناية من قالب PDMS.

ضع نصف الجهاز فوق الآخر ، مع محاذاة نوافذ فلوريد الكالسيوم. اضغط برفق على زوايا طبقات NOA ، مع تحديد موضع النصفين. بعد ذلك ، احصل على أقراص ومستطيلات PDMS كما هو موضح في بروتوكول النص.

ضع أقراص PDMS في الفتحات المقابلة للجهاز. بعد ذلك ، ضع مستطيلات PDMS ذات الفتحات المقطوعة مسبقا على كل جانب. انقل المجموعة بأكملها إلى مكبس الفراغ ، وقم بوضعها بين لوحين

ثم أغلق الكيس البلاستيكي. قم بتشغيل مضخة التفريغ لإخلاء المجموعة والسماح لها بالعمل لمدة 10 دقائق على الأقل. باستخدام مصباح بخار الزئبق عريض النطاق عند 270 واط ، قم بتعريض المجموعة المفرغة لضوء الأشعة فوق البنفسجية لمدة 15 دقيقة.

بعد ذلك ، قم بإيقاف تشغيل مضخة التفريغ واترك التجميع ينفث ببطء للضغط الجوي قبل إزالة الجهاز النهائي من التجميع. في هذا الإجراء ، يتم تصنيع جهاز ميكروفلويدي بلاستيكي مزود بمنافذ عرض شفافة للضوء المرئي والأشعة تحت الحمراء. ثم يتم الحصول على أطياف النفاذية لمقارنة نافذة جديدة تماما من فلوريد الكالسيوم ، ونصف الجهاز المصنع ، والجهاز الكامل.

كما يتضح ، يظهر الثلاثة نفاذية تزيد عن 80٪ حتى منتصف الأشعة تحت الحمراء ، مما يشير إلى درجة عالية من الشفافية في هذا النطاق. في حين أن الطيف الخاص بالجهاز الكامل يظهر نمط تداخل ناتج عن فجوة الهواء بين النافذتين ، فإن هذه الأطياف توضح أن عملية التصنيع لا تغير شفافية نوافذ فلوريد الكالسيوم حتى نطاق الأشعة تحت الحمراء المتوسطة. بمجرد إتقانها ، يمكن القيام بهذه التقنية في ساعة واحدة إذا تم تنفيذها بشكل صحيح وكانت القوالب والقوالب المطلوبة جاهزة.

بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية إنتاج أجهزة الموائع الدقيقة البلاستيكية المتوافقة مع التحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراء لتحويل فورييه باستخدام القولبة المقلدة مع PDMS وعملية ملء الشعيرات الدموية براتنجات قابلة للعلاج بالأشعة فوق البنفسجية. لا تنس أن العمل مع سيلان وضوء الأشعة فوق البنفسجية يمكن أن يكون خطيرا للغاية وقم دائما بإجراء تقييمات للمخاطر القائمة على الإجراءات وارتداء معدات حماية الشخص المناسبة أثناء تنفيذ هذا الإجراء.