Methodenartikel

Herstellung von refraktiven Index passende Geräte für biomedizinische Mikrofluidik

DOI:

10.3791/58296

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10. September 2018

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1Department of Chemical Engineering, University of Utah, 2Huntsman Cancer Institute, University of Utah

In diesem Artikel

Zusammenfassung

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Dieses Protokoll beschreibt die Herstellung von mikrofluidischen Geräten aus MY133-V2000, Artefakte zu beseitigen, die oft in Mikrokanälen durch unpassende Brechungsindizes zwischen Microchannel Strukturen und einer wässrigen Lösung entstehen. Dieses Protokoll verwendet einen Acryl-Halter, um die gekapselte Gerät, Verbesserung der Adhäsion chemisch und mechanisch zu komprimieren.

Zusammenfassung

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Die Verwendung von mikrofluidischen Geräten entstanden als bestimmende Werkzeug für biomedizinische Anwendungen. In Kombination mit modernen mikroskopiertechniken können diese Geräte als Teil einer robusten Plattform in der Lage, simultane ergänzende Messungen implementiert werden. Die primäre Herausforderung durch die Kombination dieser beiden Techniken ist das Missverhältnis im Brechungsindex zwischen traditionell zu mikrofluidischen Geräten verwendeten Materialien und die wässrigen Lösungen in der Regel in der Biomedizin verwendet. Diese Diskrepanz kann optische Artefakte am Kanal oder Gerät Rand erstellen. Eine Lösung ist zur Verringerung der Brechungsindex des Materials verwendet, um das Gerät mit einem fluorierten Polymer wie MY133-V2000 dessen Brechungsindex ähnlich dem des Wassers ist zu fabrizieren (n = 1,33). Hier, der Bau eines mikrofluidischen Geräts gemacht aus MY133-V2000 mit weichen Lithographie Techniken demonstriert, mit O2 Plasma in Verbindung mit einer Acryl Halterung zur Erhöhung der Haftung zwischen dem Gerät und MY133-V2000 hergestellt und die Polydimethylsiloxan (PDMS) Substrat. Das Gerät wird dann von Bebrüten es gefüllt mit Zellkulturmedien für 24 h zu zeigen, die Fähigkeit des Geräts weiterhin Zelle Kulturbedingungen im Laufe eines typischen imaging Experiment getestet. Schließlich dient der quantitativen Phase Mikroskopie (QPM) zur Messung der Verteilung der Masse in den live adhärenten Zellen in der Microchannel. Auf diese Weise wird die erhöhte Präzision, aktiviert durch die Herstellung des Geräts aus einem niedrigen Brechungsindex Polymer wie MY133-V2000 anstelle der traditionellen weiche Lithographie Materialien wie PDMS, demonstriert. Insgesamt dieser Ansatz für die Herstellung von mikrofluidischen Geräten leicht integrierbar in bestehende weiche Lithographie Workflows um optische Artefakte zu reduzieren und Messgenauigkeit zu erhöhen.

Einleitung

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Die Entwicklung von mikrofluidischen Technologie ermöglichte eine Vielzahl neuer biomedizinischer Techniken, die die einzigartige Physik der mikroskopischen Skala fließt1,2nutzen. Dazu gehören die diagnostischen Techniken gebaut auf mikrofluidischen Plattformen, die klinisch relevante Biomarkern, einschließlich Zelle Steifigkeit3, oberflächenmarker-4und Wachstum5zu quantifizieren. Durch die Manipulation einzelner Zellen, mikrofluidischen Geräten auch einsetzbar, Biomarker Heterogenität, zum Beispiel als Indikator für Malignität

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Protokoll

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1. Herstellung von Polydimethylsiloxan negativ

  1. Vorbereitung von Polydimethylsiloxan
    1. 18 g PDMS-Silikon-Elastomer und 1,8 g des kurierenden Reagenz zu messen. Gießen Sie die Aushärtung Reagenz in ein Messgerät Boot mit dem Elastomer.
    2. Mischen Sie das Elastomer und Aushärtung Reagenz energisch für 1 min und setzen Sie die Mischung in eine Vakuumkammer für 30 min.
    3. Entfernen Sie die PDMS aus dem Vakuum, Gießen 15 g auf die negativen mit einem Ausstecher (Radius = 3,8 cm) zu verhindern, dass die PDMS laufen weg von der Seite, und decken Sie die restlichen PDMS-Mischung.
    4. Setzen Sie die Form mit dem PDMS in....

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Ergebnisse

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Dieses Protokoll beschreibt die Herstellung von MY133-V2000, ein fluorierter Polymer mit einem niedrigen Brechungsindex passend die des Wassers. Ein wesentliches Merkmal dieses Protokolls ist wie das Fehlen von Adhäsion zu überwinden, die charakteristisch für fluorierte Polymere mit Sauerstoffplasma und durch die Herstellung der Geräte innerhalb einer Acryl Halterung ermöglichen die zusätzliche mechanische Kraft erforderlich, um den Kanal zu versiegeln gegen das PDMS Substrat (

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Diskussion

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MY133-V2000 kann als Alternative zu traditionellen weiche Lithographie Herstellung Materialien wie PDMS verwendet werden. Bisherigen Arbeit hat gezeigt, dass Materialien mit einem hohen Brechungsindex, wie PDMS, bedeutende Artefakte in der Nähe der Kanalwände aufgrund der unpassende Indizes der Brechung zwischen der Herstellung Material und die wässrige Lösung in den Kanal einführen 13. MY133-V2000 ermöglicht die Anpassung der Brechungsindex des mikrofluidischen zu den wässrigen Lösungen häufig in.......

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Offenlegungen

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Die Autoren haben nichts preisgeben.

Danksagungen

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Diese Arbeit wurde von der University of Utah, das Amt des Vizepräsidenten für Forschung, sowie durch Mittel in Verbindung mit erteilen P30 CA042014 verliehen, dem Huntsman Cancer Institute und der CRR-Programm am Huntsman Cancer Institute unterstützt.

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Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
MY133-V2000MY PolymersMY133-V2000
Sylgard 184Ellsworth Adhesives184 SIL ELAST KIT 0.5KG
Fisher Premium ObjektträgerFisher Scientific12-544-4.118
" (3.0mm) x 12" x 12" AcrylplatteUnited States Plastic Corp44290.060
" (1.5mm) x 12" x 12" AcrylplatteUnited States Plastic Corp44200
SCIGRIP 3 Sehr schnell abbindender AcrylzementUnited States Plastic Corp45735
Standard Aluminiumfolie (.6 mm dick)VWR89107-726
Kim WipesFisher Scientific06-666
Insta-Cure+ SekundenkleberBob Smith IndustriesBSI-109
1/8" PVC-SchlauchMcMaster Carr5231K55
McCormick Lebensmittelfarbziel13353207
X-Acto #1 PräzisionsmesserX-ActoX3201
X-Acto #18 Schweres Holz MeißelklingeX-ActoX218
VWR RasierklingenVWR55411-055
Oberflächenbehandelte ZellkulturschalenFisher ScientificFBO12922
Fibronektin Menschliches PlasmaSigma-AldritchF0895-1MG
Trypsin-EDTA 10xFisher Scientific15-400-054
Corning Dulbecco's Phosphat gepufferte KochsalzlösungFisherScientific MT21030CM
Gibco Penicillin-StreptomycinFisher Scientific15-140-148
HyClone Nonessential Amino Acids 100xFisher ScientificSH3023801
Fetal Bovine SerumOmega ScientificFB-12
Corning DMEM mit L-Glutamin undGlukose Fisher ScientificMT10013CV
Trichlor(1H,1H,2H,2H-perfluoroctyl)silanSigma-Aldritch 448931Reagiert heftig mit Wasser
Ethanol, 200 proof Decon LabsFisher Scientific04-355-223
AcetonFisher ScientificA18P-4
Bel-Art 42025 Kunststoff-ExsikkatorCole-ParmerEW-06514-30
Epilog Fusion Laser Cutter, 120 WEpilog LaserEpilog Fusion M2 32 Laser
Isotemp RührplatteFisher ScientificSP88850200
Ateco 14111 1,5-Zoll-EdelstahlschneiderAteco14111
Pyrex-Glas-ZellkulturschaleFisher Scientific08-747B
Hochfrequenz-PlasmareinigerHarrick PlasmaPDC-32GVerwendet mit Sauerstoffgas
Black Hole Laboratories DigivacBlack Hole LaboratoriesModell 215
Intelli-Ray Ultraviolett-OfenUvitronUVO338
Compact Spin CoaterMTI CorporationVTC-100A
Fisher Brand Isotemp OfenFisher Scientific15-103-0510Erzwungene Luftkonvektion
Gilson Verdrängerpipette P1000Fisher ScientificFD10006G
HeraCell VIOS 160iFisher Scientific13 998 212PM

Referenzen

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  1. Zare, R. N., Kim, S. Microfluidic platforms for single-cell analysis. Annual Review Biomedical Engineering. 12, 187-201 (2010).
  2. Neuzi, P., Giselbrecht, S., Lange, K., Huang, T. J., Manz, A. Revisiting lab-on-a-chip technology for drug discovery. Nature Reviews Drug Discovery. 11 (8), 620-632 (2012).
  3. Xu, W., et al.

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Schlagwörter

Brechungsindex AnpassungHerstellung mikrofluidischer BauteileWeichlithographie TechnikenMY133 V2000 PolymerSauerstoff Plasmabehandlungquantitative PhasenmikroskopiePDMS SubstratbondungMontage des AcrylhaltersZellkulturkompatibilit tReduktion optischer Artefakte

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