制造和Acoustofluidic设备的运营支撑体声波驻波的聚焦鞘颗粒

这种制造方法的总体目标是创建一种多功能且坚固的声流体装置，以使用体声驻波以非接触方式纵微米级胶体颗粒。我们的目标是通过展示如何使用标准设备和程序制造支持体声驻波的声流体工具来展示一种简单的方法，以期使这项有用的技术更容易获得。声流流体的一个主要优势是它提供了一种快速聚焦或分离微观实体的简单方法，这在芯片细胞术和细胞分选中具有广泛的意义。

该技术能够以温和和、有区别的方式以各种流速排列颗粒，所有这些都在一个方便的小型化平台中完成。在洁净室设施中，将干净的 6 英寸单面抛光硅片放在旋涂机上，抛光面朝上。小心地倾倒，直到光刻胶覆盖大部分晶圆，将正性光刻胶直接沉积到晶圆中心。

然后，旋转样品以产生均匀的光刻胶层。完成后，释放卡盘上的真空并使用威化镊取回晶片。接下来，将晶圆放在热板上，按照光刻胶供应商指定的时间进行软烘烤。

当光刻胶烘烤时，将光掩模（如此处所示）装入掩模对准器的支架中。然后，加载晶圆并用紫外光将其暴露在光刻胶供应商指定的能量剂量下。接下来，从支架中取出光图案化晶圆，并将其放入相应显影剂的溶液中。

完成后，从显影液中取出晶片，用稳定的去离子水流清洗，然后用氮气干燥。将光图案化的晶片加载到深反应离子蚀刻仪的腔室中，并按照标准蚀刻程序将流体通道蚀刻到晶片中至所需深度。蚀刻过程完成后，从腔室中取出样品并将其放入装有光刻胶去除剂溶液的大烧杯中。

确保将晶片浸没在溶液中，并在 65 摄氏度下浸泡 1 小时。从烧杯中取出晶片，用丙酮和异丙醇交替流冲洗。然后，用氮气干燥晶片。

在获准用于酸的通风良好的通风橱中，将 30% 过氧化氢以 1 比 3 的比例添加到硫酸中，在干净的大烧杯中制备食人鱼溶液。将离子蚀刻晶圆浸入 Piranha 溶液中，蚀刻特征朝上，静置 5 分钟。然后取出晶片并用去离子水冲洗干净。

将晶片再浸入 Piranha 溶液中 2 分钟，然后用大量去离子水再次冲洗。在专用于溶剂的单独通风良好的通风橱中，先用稳定的丙酮流清洗晶片，然后用稳定的甲醇流清洗晶片，然后用氮气干燥晶片。使用划线工具，在微流体芯片周边的晶圆上蚀刻直线，使其小于带有预钻孔的矩形玻璃段的尺寸。

沿着蚀刻线小心地捕捉晶圆。用稳定的丙酮流冲洗硅段，然后用稳定的甲醇流冲洗硅段。然后，将威化饼放在 95 摄氏度的热板上两分钟，使其干燥。

接下来，小心地将干净的玻璃添加到硅胶段的顶部，使蚀刻特征朝上。确保孔正确对齐。然后，小心地翻转段，同时确保孔保持对齐。

用双面导电胶带固定两段，其中一半胶带固定硅胶段的垂直边缘，另一半胶带固定悬垂的玻璃。然后，再次翻转分段，使玻璃分段位于顶部。将段放在 450 摄氏度的热板上的钢板顶部。

然后，小心地将第二块至少 5 公斤的钢板直接添加到组装好的玻璃和硅段的顶部。该板不应与硅段或导电带接触。使用高压电源，将带电引线连接到组装好的玻璃和硅段顶部的钢板，并将接地连接到底部钢板。

将底层热板上的电压调至 1， 000 伏。使用万用表检查施加的电压，方法是将一个探头压在底板上，将另一个探头压在顶板上。两小时后返回，关闭热板和直流电源，并从金属板上取下设备。

用剃须刀刮擦玻璃表面以去除阳极键合产生的任何污垢，然后用丙酮清洁玻璃表面。接下来，将一块约 5 毫米厚的聚二甲基硅氧烷切成几块约 10 毫米 x 10 毫米的小方板，制备该片材。使用 3 mm 活检打孔器在每块板的中心切一个孔。

然后，使用环氧树脂将板直接粘合在玻璃基板上的孔顶部。将两根电线焊接到传感器上的两个导电区域。小心地将锆钛酸铅换能器粘到设备背面的硅段上，该硅段位于微通道下方的中心。

最后，将硅胶管插入聚二甲基硅氧烷板上的孔中，并在板和管周围添加额外的胶水以将它们固定到位。将设备牢固地安装在显微镜载物台上，微通道位于物镜正下方。小心不要让换能器接触载物台。

接下来，将硅胶管从设备出口连接到固定在注射泵上的注射器。将通向设备入口的硅胶管放入含有聚苯乙烯珠或目标细胞悬浮液的小瓶中。然后，将装有样品的小瓶放在搅拌板上连续混合，以确保在整个实验过程中保持恒定浓度。

将传感器连接到与函数发生器串联的功率放大器的输出端。对函数发生器上的设置进行编程，并监控示波器上的输出。然后，打开函数发生器和功率放大器，开始驱动传感器。

接下来，打开显微镜并确保微流体通道清晰聚焦。此外，打开注射泵将样品引入设备中。在整个实验过程中，使用荧光显微镜监测流经设备的实体。

在这里，使用注射泵以每分钟 100 微升的速率向微流体室注入绿色荧光聚苯乙烯珠子悬浮液。一旦激活锆钛酸铅传感器并将其调谐到 2.366 兆赫兹的频率，就会在这个微通道的宽度（313 微米）上形成一个半波长驻波。这将使拉延筋流沿压力节点聚焦。

当具有负声学对比因子的红色荧光硅胶颗粒被注入设备时，它们会沿着压力对腹点集中。该系统聚焦颗粒的能力取决于流速和施加的电压。随着流量的增加，微通道中的颗粒分布会扩散开来。

此外，增加施加的电压会增加粒子聚焦的范围。一旦投入使用，该设备可用于纵颗粒和细胞，以进行各种基于微流体的生物测定和需要精细空间或时间控制的实验。重要的是要记住慢慢来，并小心每一步，因为任何一步的匆忙都会给最终设备带来缺陷。

设备完成后，只要在两次使用之间使用适当的清洁剂和洗涤缓冲液清洁设备，就可以多次使用。观看此视频后，您应该对如何制造由硅和玻璃组成的声流体器件（支持体声驻波）有了很好的了解。请记住，您正在使用强化学品，例如食人鱼混合物，如果处理不当，可能会非常危险。

处理这些液体时请小心，以确保您的所有制造工作都是安全的化学实践。