Mit Adhesive Patterning 3D Paper Mikrofluidik-Vorrichtungen bauen

Summary

Wir demonstrieren die Verwendung von gemusterten Aerosol Klebstoffe 3D Papier mikrofluidischen Vorrichtungen bauen. Diese Methode der Klebstoffapplikationsformen semipermanenten Verbindungen zwischen Schichten, Einwegvorrichtungen ermöglicht nach dem Gebrauch zerstörungsfrei demontiert und Faltung komplexer nichtplanare Strukturen zu erleichtern.

Abstract

Wir demonstrieren die Verwendung von gemusterten Aerosolklebstoffen, um sowohl planare als auch nicht-planare mikrofluidische 3D-Papiergeräte zu konstruieren. Durch das Sprühen eines Aerosolklebstoffs durch eine Metallschablone kann die Gesamtmenge an Klebstoff, die bei der Montage von mikrofluidischen Papiergeräten verwendet wird, erheblich reduziert werden. Wir zeigen an einem einfachen 4-lagigen flächigen Papiermikrofluidikgerät, dass die optimale Klebstoffauftragstechnik und der Baustil des Geräts stark von den gewünschten Leistungsmerkmalen abhängen. Durch eine moderate Vergrößerung der Gesamtfläche eines Geräts ist es möglich, die Dochtzeit drastisch zu verkürzen und die Erfolgsraten des Geräts zu erhöhen, während gleichzeitig die Menge an Klebstoff reduziert wird, die erforderlich ist, um das Gerät zusammenzuhalten. Ein solcher Klebstoffauftrag bewirkt auch, dass der Klebstoff semi-permanente Verbindungen anstelle von dauerhaften Verbindungen zwischen Papierschichten bildet, wodurch Einweggeräte nach Gebrauch zerstörungsfrei zerlegt werden können. Nichtplanare 3D-Origami-Geräte profitieren ebenfalls von den semi-permanenten Bindungen während des Faltens, da sie die Wahrscheinlichkeit verringern, dass nicht zusammenhängende Flächen versehentlich zusammenkleben. Wie bei planaren Geräten sind auch bei nichtplanaren Strukturen die Dochtzeiten bei gemustertem Klebstoffauftrag im Vergleich zu gleichmäßig aufgetragenem Klebstoff verkürzt.

Introduction

In den letzten Jahren hat sich Papier Mikrofluidik beträchtliche Popularität für seine potenziellen sammelte Low-Cost - Point of Care (POC) Diagnosegeräte zur Verfügung zu stellen. ^1-3 POC - Geräte - Funktionalität bieten , die denen von Lab-basierten Tests in einem Format , das Ergebnisse erlaubt sein relativ schnell erhalten. POC-Geräte aus Papier sind kostengünstig, leicht und einfach zu bedienende Alternative zu teuren Mikrofluidik-Chips und miniaturisierten Labore sind sie ideal für die Herstellung von in begrenzten Ressource-Einstellungen. Die am häufigsten verwendeten Papier Mikrofluidik - Vorrichtungen sind eindimensionale Lateral - Flow - Geräte, ....

Protocol

1. Planar 4-Schicht-Gerät (gestapelter Schichten) Bau

1. Print - Arrays von jeder Schicht der Vorrichtung ⁹ auf jedes Stück Filterpapier einen festen Tintendrucker. ^11,12 Platzieren Sie jede Filterpapier auf einer Heizplatte bei 170 ° C für 2 min. Dadurch wird die wachsbasierte Tinte schmelzen und völliges Erstarrenlassen die Dicke des Papiers zu durchdringen und bilden hydrophobe Barrieren.
   Hinweis: Die genauen Designs verwendet sind als Zusatzdateien.
2. Entfernen Filterpapier von Heizplatte und lassen Sie es auf RT abkühlen.
3. Kaution 4 ul 5 mM Farbstoff (rot: Allura Rot, gelb: Tartrazin, blau: Erioglaucin Dinatr....

Results

Die 4-Schicht-Gerätetests wurden in einer abgedichteten Kammer durchgeführt, so dass sie von jedem Wind oder Brise Abschirmung, die eine übermäßige Verdunstung des begrenzten abgeschiedenen Flüssigkeitsvolumen verursachen könnten. Die Mehrheit der wicking in der 4-Schicht-Geräte ist in den mittleren Schichten der Vorrichtung, damit Unterschiede in der Geschwindigkeit aufgrund der Verdampfung wicking wurden minimal erwartet. Zusätzlich gibt es eine minimale seitliche wicking mit nur 13 mm.......

Discussion

Die oben genannten Protokolle verwenden, Lochbleche als Schablonen zum Aufbringen von Aerosol Klebstoffe planare und nicht planare 3D-Papier mikrofluidischen Vorrichtungen bauen. In planaren Geräte, hat dies den Vorteil, dass Geräte vollständig entfaltet werden, nachdem der Klebstoff ohne Zerstörung der Vorrichtung getrocknet ist. In anderen Klebstoffkonstruktionstechniken basieren, ist dies nahezu unmöglich, obwohl einige Entwürfe für die teilweise zerstörende Demontage ermöglichen , indem zwei Hälften unpeeling mit ei.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Kamera	Nikon	D5100
Festtintendrucker	Xerox	ColorQube 8880
Heizplatte	Torrey Pines	HS60
Feuchtigkeitskammer	Electro-Tech Systems	5503-E
Sprühkleber	3M	62497749309	Super 77 (16,75 oz Dose)
Filterpapier	Whatman	Grade 4
Perforiertes StahlblechDepot		PS16116
Tartrazin	Sigma-Aldritch	T0388
Allura Red	Sigma-Aldritch	458848
Eriogalucin Dinatriumsalz	Sigma-Aldritch	861146