微流控芯片控制，弹性微阀阵列

Summary

我们展示了用于制造和自动化弹性聚二甲基硅氧烷（PDMS）为基础的，并不需要额外的能量的微型阀阵列关闭和功能光刻定义的精确卷的协议。一个平行subnanoliter量混频器和一个集成微流体灌注系统。

Abstract

微型微流体系统提供低成本的护理诊断和高通量的生物医学检测的简单而有效的解决方案。强大的流量控制和精确的流体体积，这些应用程序的两个关键要求。我们已经开发出具有弹性的聚二甲基硅氧烷（PDMS）的微型阀阵列的微流体芯片:1）不需要额外的能量来源，关闭流体的路径，从而加载的设备是高度可移植; 2）允许microfabricating深（可达1毫米）通道与垂直侧壁，在非常精确的特点。

的PDMS microvalves为基础的设备包括三个层次:一个流体层，包含流体的路径和各种尺寸，包含必要的微驱动microvalves流体路径，控制层和中间细的控制，则势必PDMS膜microchambers层。流体层和控制层是由硅橡胶成型副本从SU - 8胶的主人，而薄的PDMS膜是在指定的高度旋转的PDMS。控制层是保税PDMS两个氧活化后的薄膜，然后再组装与流体层。 microvalves是休息时关闭，并可以通过运用负压（例如，内部真空）打开。微型阀关闭和开放的自动化，通过计算机软件控制的电磁阀。

在这里，我们展示了两个不同的应用程序为基础的微阀微流体芯片。第一个芯片可以存储在不同的混合比例混合的精确分卷纳升的水溶液。第二个芯片允许计算机控制的微流体细胞培养灌注。

该设备是编造容易和简单的控制。由于硅橡胶的生物相容性，这些微型芯片可以有微型诊断方法以及基本的细胞生物学研究中的广泛应用。

Protocol

微流控装置的设计使用CorelDRAW或AutoCAD软件

基于PDMS的microvalves设备原理:该设备由三个层次组成:流体层，包含各种尺寸，"控制层"，包含必要的微驱动microvalves流体路径，中间薄PDMS膜，则势必microchambers控制层。休息时，由于合规性和疏水性硅橡胶，膜密封（可逆）反对的席位，因此，商会保持彼此孤立的，没有能量输入。可以采用负压（例如，内部真空）阀打开，使PDMS膜偏转向下，从表面上看，支持两个流体商会之间的墙隔开，从而连接流体路径。从真空到大气压力开关的压力设定，可以实现阀门关闭。

使用CorelDRAW，AutoCAD软件设计的流体层和控制层模式。含有这些设计的口罩被印在通过商业服务（CAD /艺术服务，班登，或）高解析度（8,000至20,000 dpi）的透明度电影（口罩未显示）。

制备硅使用标准的SU - 8光刻的主人

1. 标准SU - 8光刻方法被用来创建SU - 8"主人"（SU - 8月到2050年，MicroChem，牛顿，MA）为微层，并在洁净室的阀门控制层（在这个视频没有显示）。
   
   
2. 为了便于释放，之前的PDMS复制的SU - 8，大师们所接触到一个fluorosilane（（tridecaflu....

Discussion

我们的微阀的设计的主要优点:

1. 没有额外的能量来源是需要关闭的流体路径，因此加载的设备是高度可移植;
2. 该设备可内置光刻图案的SU - 8模具的PDMS副本，允许microfabricating深（可达1毫米），垂直侧壁的渠道（即高度的功能，可以指定独立的宽度），并在很精确的特点。

并行混频器的优点:

1. 这是很容易制造和简单控制。
2. 卷光刻定义，因此，非常精确。
3. 液体和试剂，可以存储在连续几天的微装置，允许高度可移植的实验。
4. 值得注意的是，PDMS的生物相容性，因此该设备具有微型诊断分析，以及在药物筛选和酶为基础的生物分子检测的，如细胞为基础的分析的广泛的适用性。

集成微流体灌注室的优点:

1. 它能够对多种化学品的解决方案，自动灌注到一个单一的细胞培养室。
2. 入口控制microvalves，可以在任何单一的入口，各种不同的组合，或一次序列激活。
3. 该设备是能够生产各种解决方案的梯度或混合物。

主要为制造过程中的注意事项:

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Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
清洁硅片	供应	Silicon Sense Inc.	3P0110TEST	3 英寸直径，P/Boron
"Master"晶圆，包含 SU-8 图案	耗材			使用标准光刻程序在内部制造
干燥器 （2）	设备	VWR international	24987-048	一个用于硅烷化，一个用于 PDMS 去泡。
平衡	设备	OHAUS Corp.	SC6010
烘箱	设备	Sheldon Manufacturing， Inc.	1330GM
MiniVortexer	设备	VWR international	58816-121
旋转	设备	Headway Research Inc.	PWM32
等离子刻蚀机	设备	Plasmatic Systems， Inc.	等离子体 Preen II-973
热板	设备	Torre Pines Scientific	HP30A
立体显微镜		康仪器	TMZ1500
CCD相机	设备	诊断仪器	SPOT RT
电磁阀	设备	李公司	LHDA0511111H
Data采集板	硬件	National Instruments	PCI 6025E， CB-50LP
LabView	软件	National Instruments	版本 8.0
十三氟-1,1,2,2，-四氢辛基）-1-三氯氢硅烷	试剂	联合化学技术	公司 T2492	硅烷化必须在化学通风橱中进行。
PDMS 预聚物和交联剂	试剂	道康宁	Sylgard 184
己烷	试剂	EMD Millipore	HX0295-6
彩色染料	试剂	光谱化学制造公司	FD&C 110、135、150	蓝色 #1、黄色 #5、红色 #3。
3 ml 一次性移液管	用品	Fisher Scientific	13-711-20
Kimwipes	用品	Kimberly-Clark Corporation	34155
称重船	用品	VWR international	12577-027
压舌板	用品	Fisher Scientific	11-700-555
P100 培养皿	Fisher	Scientific	08-772E
硅胶管备件（1.14 mm 内径 （I.D.））	供应	Cole-Parmer	07625-30
Tygon 管（外径 1/16 英寸;内径 1/32 英寸）	供应	Cole-Parmer	06418-02
Duco Cement	Supplies	Devcon Inc.	6245
剃须刀片	工具	VWR international	55411-050
针	工具	Fisher Scientific	0053482（25 Gauge）
#5 镊子	工具	Fine Science Tools	11251-20
50 ml 离心管	用品	Fisher Scientific	05-526B
密封包装膜	供应	AEP Industries Inc.
1.5 ml 微量离心管	用品	Fisher Scientific	05-406-16
15 ml 离心管	用品	BD Biosciences	352097
紫色丁腈手电手套	用品	VWR international	40101-348
1.2 mm Harris 活检打孔	器 工具	Ted Pella， Inc.	15074