Erstellen von Unter 50 Nm nanofluidische Junctions in PDMS mikrofluidischen Chip über Selbstorganisation von kolloidalen Teilchen

Xi Wei; Abeer Syed; Pan Mao; Jongyoon Han; Yong-Ak Song

doi:10.3791/54145

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Methodenartikel

Erstellen von Unter 50 Nm nanofluidische Junctions in PDMS mikrofluidischen Chip über Selbstorganisation von kolloidalen Teilchen

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DOI:

10.3791/54145

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13. März 2016

Xi Wei¹^,² , Abeer Syed¹ , Pan Mao³ , Jongyoon Han⁴ , Yong-Ak Song¹^,²

¹Division of Engineering, New York University Abu Dhabi (NYUAD), ²Department of Chemical and Biomolecular Engineering, New York University Tandon School of Engineering, ³Newomics, Inc., ⁴Department of Electrical Engineering and Computer Science, Department of Biological Engineering, MIT

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Wir schlagen eine einfache Selbstorganisationstechnik von kolloidalen Siliziumdioxid-Nanopartikeln vor, um eine nanofluidische Verbindung zwischen zwei Mikrokanälen in Polydimethylsiloxan (PDMS) zu erzeugen. Mit dieser Technik wurde eine nanoporöse Kügelchenmembran mit einer Porengröße von bis zu ~45 nm in einem Mikrokanal aufgebaut und auf die elektrokinetische Vorkonzentration von DNA-Proben aufgebracht.

Zusammenfassung

Polydimethylsiloxan (PDMS) ist die vorherrschende Baustoff mikrofluidische Vorrichtungen herzustellen aufgrund seiner einfachen Formgebung und Verklebung sowie ihre Transparenz. Aufgrund der Weichheit des PDMS-Material, jedoch ist es schwierig PDMS Nanokanäle für den Aufbau zu verwenden. Die Kanäle sind in der Regel leicht während der Plasma-Bindung zu kollabieren. In diesem Papier präsentieren wir eine Verdampfungsgesteuerte Selbstzusammenbauverfahren von Silika kolloidale Nanopartikel nanofluidic junctions mit Sub-50 nm zwischen zwei Mikroporen zu schaffen. Die Porengröße sowie die Oberflächenladung des nanofluidic Übergang abstimmbar ist, indem einfach die kolloidale Kieselsäure Perlgröße und Oberflächenfunktionalisierung ändernden außerhalb der zusammengebauten mikroströmungstechnische Vorrichtung in einer Phiole vor dem Selbstorganisationsprozess. Verwendung der Selbstorganisation von Nanopartikeln mit einer Perlengröße von 300 nm, 500 nm und 900 nm, war es möglich, eine poröse Membran mit einer Porengröße von 45 nm ~, ~ 75 nm und ~ 135 nm bzw. herzustellen. Unter Elektroal Potential, diese nanoporöse Membran initiiert Ionenkonzentrationspolarisation (ICP), die als eine kationenselektive Membran DNA von ~ 1.700-mal innerhalb von 15 min zu konzentrieren. Diese nicht-lithographischen Nanofabrikationsprozess eröffnet eine neue Chance auf einen abstimmbaren nanofluidic Knotenpunkt für die Untersuchung von nanoskaligen Transportprozesse von Ionen und Molekülen in einem PDMS mikrofluidischen Chips zu bauen.

Einleitung

Nanofluidik ist ein aufstrebendes Forschungsgebiet der μ TAS (Micro Gesamtanalysesysteme) biologische Prozesse oder Transportphänomene von Ionen und Molekülen auf der Längenskala von 10 ¹ zu studieren - 10 ² nm. Mit dem Aufkommen der nanofluidic Werkzeuge wie Nanokanälen, Transportprozesse von Molekülen und Ionen können mit bisher unerreichter Genauigkeit und manipuliert überwacht werden, falls erforderlich, durch Merkmale auszunutzen , die nur in diesem Längenskala für die Trennung und den Nachweis verfügbar sind. Eine ^1,2 Diese charakteristischen Merkmale nanoskaligen ist ein hohes Verhältnis von Oberfläche zu Masse Ladung ....