Name: Erstellen von Unter 50 Nm nanofluidische Junctions in PDMS mikrofluidischen Chip über Selbstorganisation von kolloidalen Teilchen (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-03-13T15:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 13 s
Description: Erfahren Sie die Herstellung nanofluidischer Verbindungen unter 50 nm in PDMS-Chips durch Selbstorganisation kolloidaler Silikatteilchen. Diese Methode ermöglicht die elektrokinetische Konzentration von DNA und Proteinen.

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Diese Arbeit wurde von NIH R21 EB008177-01A2 und der New York University Abu Dhabi (NYUAD) Forschungs Enhancement Fonds unterstützt 2013 Wir danken dem technischen Personal des MIT MTL für ihre Unterstützung während der Mikrofabrikations und James Weston und Nikolas Giakoumidis von NYUAD für ihre REM-Aufnahmen Unterstützung bei der Aufnahme und einen Spannungsteiler bauen sind. Die Herstellung der Vorrichtung in PDMS wurde in der Mikrokern Einrichtung von NYUAD durchgeführt. Schließlich möchten wir für Digital-Stipendium für Videoaufnahmen und Bearbeitung von Rebecca Pittam vom NYUAD-Center zu danken.

1. Herstellung der Silica Kolloidales Bead Suspensions <ol><li> Herstellung von 300 nm und 500 nm Siliciumoxid bead Suspensionen <ol><li> Vortex die Kieselsäure Perle Stoffsuspension (10% w / v in Wasser) für 30 Sekunden. um eine homogene Suspension zu erhalten. Pipette insgesamt 600 ul Stoffsuspension in ein 1,5-ml-Röhrchen und Zentrifuge es bei 2.600 × g für 1 min. </li><li> Ersetzen den Überstand mit 400 ul 1 mM Natriumphosphatpuffer (PB, pH 7,0). </li><li> Suspendieren die Silicakügelchen in einer Endkonzentration von 15% in 1 mM Natriumphosphatlösung bei pH 7,0 durch Vortexen. </li></ol></li><li> Oberflächen funktionalisieren 500 nm Kieselsäure Carboxy Perlen mit Poly (allylaminhydrochlorid, PAH), und mit Poly (Natriumstyrolsulfonat, PSS) Polyelektrolyte <ol><li> Suspend 0,1 g von 500 nm Siliciumdioxidperlen mit Carboxylgruppe mit 10 ml 1 M NaCl (pH 7,0) für 1% (w / v) Beadsuspension. </li><li> Bereiten Sie 0,4% PAH (MW 65K) in 1 M NaCll von 300 &amp; mgr; l der Stammlösung aufgelöst (20% w / v in Wasser) in 15 ml 1 M NaCl. Bereiten 0,9% PSS (MW 70K) in 1 M NaCl-Lösung durch Auflösen von 0,18 g PSS in 20 ml 1 M NaCl-Lösung. Vortex beide Lösungen für 1 min. den Polyelektrolyten vollständig aufzulösen. </li><li> Mit 200 &amp; mgr; l von PAH-Lösung auf 9,8 ml 1% Kieselsäure Carboxyl Kügelchen in einem 15-ml-Röhrchen mit einer positiv geladenen Polyelektrolytschicht auf Silicakügelchen mit carboxylfunktionellen Gruppe abzuscheiden. Vortex die Beadsuspension für 1 min. und brüten sie auf einem Rohr Rotator für 60 min. bei RT. </li><li> Zentrifugieren Sie die Beadsuspension bei 1801 × g für 1 min. und waschen Sie die ungebundenen PAH fünfmal mit 10 ml DI Wasser. Nach jeder Zentrifuge und Entfernung des Überstands wurden die Perlen an der Unterseite des Rohres dicht gepackt. Stören die bead clump durch heftiges Pipettieren mit 2 ml DI-Wasser vor der Zugabe von 8 ml VE-Wasser, so dass die Kügelchen resuspendiert und gewaschen werden können vor dem nächsten Schritt Zentrifuge ab. </li><li> Folgendie Schritte in 1.2.3 und 1.2.4 für PSS-Beschichtung eine negativ geladene Schicht auf den Kügelchen zu deponieren. Resuspendieren der Kügelchen in 9,8 ml 1 M NaCl vor der PSS Abscheidung nach dem DI - Wasser - Überstand aus dem 5. Waschschritt 1.2.4 entfernen. <ol><li> Verwenden Sie die gleiche heftiges Pipettieren Schritt unter Verwendung von 2 ml 1 M NaCl den Wulst Klumpen am Boden des 15-ml-Röhrchen zu brechen und fügen Sie dann 8 ml 1 M NaCl. In 200 ul PSS-Lösung auf 9,8 ml der Siliciumdioxid-Kügelchen mit einer einzigen PAH-Schicht abgeschieden. Nach 1 min verwirbelt. und Inkubation für 60 min. auf dem Rohr Rotator, wiederholen Sie 5 Waschschritte mit DI-Wasser. </li><li> Messung des Zeta-Potentials der Kügelchen vor und nach jeder Beschichtung Polyelektrolyt ein dynamisches Lichtstreuungssystem nach Herstellerprotokoll das Polyelektrolyt Ablagerungsverfahren zur Überprüfung korrekt ausgeführt wurde (siehe Tabelle 1). </li></ol></li><li> Wiederholen Sie fünf Waschschritte mit DI-Wasser im Anschluss an die einzelnen PSS-SchichtAblagerung und resuspendieren die Kügelchen in 650 &amp; mgr; l von 1 mM Natriumphosphatpuffer mit 0,05% Tween 20 (15% w / v) vor in der mikrofluidischen Vorrichtung zu verwenden, seine Fließfähigkeit zu verbessern. </li></ol></li><li> Folgen Sie dem oben beschriebenen Verfahren von 1.2.5 bis 1.2.6 für 500 nm Silicabeads mit Aminfunktion eine einzelne Schicht aus PSS zu deponieren. </li></ol> 2. Die Herstellung des PDMS mikrofluidischen Chip <ol><li> Mikrofertigung des Silizium - Master <ol><li> Fabrizieren des Silizium-Master für PDMS Form mit Mikrofabrikationstechniken wie folgt. <ol><li> Schleuderbeschichtung ein 1 &amp; mgr; m dünnen Photoresist bei 4.000 Umdrehungen pro Minute auf einem Siliziumwafer. Muster der Schicht unter Verwendung von Projektionslithographie (Belichtungszeit 170 ms.) Und ätzen 700 nm tief und 2 &amp; mgr; m breiten planaren Nanokanäle (die als nanotraps für die Silica-Kügelchen) mit Reactive Ion Etching. </li><li> Verwenden Sie die folgenden Ätzparametern eine Ätzrate von 3,5 nm / s zu erreichen: CHF 3 (45 sccm), CF 4 (15 sccm), Ar (100 sccm), Druck 100 mTorr, HF - Leistung 200 W. </li></ol></li><li> Spin Mantel der zweite 1 um dicke Photoresist-Schicht bei 2000 Umdrehungen pro Minute und eine Ausrichtung auf die zuvor strukturierten nanotraps auszuführen. Muster die Mikrokanäle über Kontaktlithographie und durch tiefes reaktives Ionenätzen (DRIE) von Silizium. Verwenden Sie die DRIE - Parameter 26 in Tabelle 2. </li></ol></li><li> Die Herstellung von PDMS - Form <ol><li> Silanisieren die Silizium-Master mit Trichlorsilan (50 ul) in einer O / N Vakuumgefäß. ACHTUNG: Tricholorosilane ist ein giftiges und ätzendes Material. Verwenden Sie immer es in einer chemischen Haube mit der richtigen persönlichen Schutzausrüstung. </li><li> Mischen Sie die Basis mit dem Härter bei 10: 1-Verhältnis und Guss PDMS auf der silanisierten Silizium-Master und härten bei 70 ° C für 2 Stunden in einem Umluftofen. </li><li> Entfernen Sie die PDMS-Platte aus dem Silizium-Master mit einem Messer und Plasma-Bindung auf einem leeren Wafer mit einem Plasma-Reiniger nach einem pl mitAsma Behandlung in einem Plasma-Reiniger für 1 min. Bringen Sie Bänder entlang der Kante eine Trennlinie für die folgenden PDMS zu markieren Gießschritt. </li><li> Silanisieren die PDMS-Form in einem Vakuumgefäß mit Trichlorsilan (50 ul) O / N. </li><li> Cast PDMS (Basis: 1-Verhältnis: Mittel bei 10 Härtung) auf der silanisierten PDMS-Form und Heilung bei 70 ° C für 2 Stunden in einem Umluftofen. </li></ol></li><li> Die Herstellung der PDMS - Gerät <ol><li> Ziehen Sie die gehärtete PDMS Platte aus der PDMS-Form entlang der Trennlinie mit dem Band markiert. </li><li> Durchschlags-Reservoir Löcher mit 1,5 mm Biopsie Punsch, sauber und mit einem Band, Spülen mit Isopropylalkohol (IPA) und mit Stickstoff trocken. </li><li> Plasma-Bindung der PDMS-Gerät auf einem 25 mm x 75 mm Mikroskopobjektträger aus Glas nach einer Plasmabehandlung in einem Plasma-Reiniger für 1 min. </li></ol></li><li> Ultrasonicate der Perlensuspension für 60 min. in einem Ultraschallbad vor dem Füllen. Pipettieren Sie 10 ul Beadsuspension (300 nm nicht funktionalisierte Kieselsäure seinAnzeigen oder 500 nm Kieselsäure Carboxy Perlen mit PAH-PSS Schichten oder 500 nm Siliziumdioxid Amin Perlen mit einer PSS - Schicht) in die Einlässe 4 und 6 jeweils (Abbildung 1 A, B) unmittelbar nach der Plasma Bindung des PDMS - Chip ein absolutes Glassubstrat. Durch leichtes Klopfen auf der PDMS-Chip mit einer Pipettenspitze, um den Wulst Verpackung zu verbessern. <ol><li> die Perle Lieferkanäle Nach dem Befüllen decken alle Eingänge mit Ausnahme von 1 und 9 mit Klebeband. Air-Trocknen Sie das Gerät für 3 Stunden und lagern bei 4 ° C vor der Verwendung. Abbildung 2 einen Schritt- für -Schritt gibt Schema der kolloidalen Selbstorganisation. </li></ol></li></ol> 3. Experiment für Elektrokinetische Konzentration der DNA <ol><li> Füllen der Reservoire 3, 7 mit einer Pufferlösung (10 ul 1 mM PB) und dem Vorratsbehälter 5 mit einer DNA-Probe (10 ul von 10 nM in 1 mM PB) und eine sanfte Unterdruck mit einem invertierten Pipettenspitze anwenden auf Reservoire 2 , 8 und 10, die Kanäle mit den Lösungen ohne Blasen zu füllen (siehe <strong&gt; 1B). </li><li> Zugabe von 10 ul 1 mM PB zu Reservoire 2 und 8 und 10 ul 10 nM DNA 10 zum Reservoir den Druck auszugleichen und für 5 min warten. zu erreichen Gleichgewicht. </li><li> Legen Sie die Pt-Drähte in Reservoirs 3, 5, 7, 10. </li><li> Gelten Spannung über dem nanofluidic Übergang einen Spannungsteiler mit einer Quelle Messer und Pt-Drähte verbunden werden. Die ersten 30 gelten V auf Reservoirs 5, 10 und GND auf Reservoire 3, 7. </li><li> Verringern Sie die Spannung bis 25 V auf Reservoir 10 nach ~ 30 sec. </li><li> Verwenden, um einen mechanischen Verschluß mit einer periodischen Öffnung in alle 5 s Bleichen der Probe zu minimieren, wenn die Fluoreszenzsignale von der DNA-Aufnahme. </li></ol>

<ol><li>Mawatari, K., Kazoe, Y., Shimizu, H., Pihosh, Y., Kitamori, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Extended-Nanofluidics%3A+Fundamental+Technologies%2C+Unique+Liquid+Properties%2C+and+Application+in+Chemical+and+Bio+Analysis+Methods+and+Devices%5BTitle%5D)+AND+%22Anal+Chem%22%5BJournal%5D)">Extended-Nanofluidics: Fundamental Technologies, Unique Liquid Properties, and Application in Chemical and Bio Analysis Methods and Devices.</a> Anal Chem. 86, 4068-4077 (2014).</li>
<li>Tsukahara, T., Mawatari, K., Kitamori, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Integrated+extended-nano+chemical+systems+on+a+chip%5BTitle%5D)+AND+%22Chem+Soc+Rev%22%5BJournal%5D)">Integrated extended-nano chemical systems on a chip.</a> Chem Soc Rev. 39, 1000-1013 (2010).</li>
<li>Mani, A., Zangle, T. A., Santiago, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((On+the+Propagation+of+Concentration+Polarization+from+Microchannel-Nanochannel+Interfaces+Part+I%3A+Analytical+Model+and+Characteristic+Analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">On the Propagation of Concentration Polarization from Microchannel-Nanochannel Interfaces Part I: Analytical Model and Characteristic Analysis.</a> Langmuir. 25, 3898-3908 (2009).</li>
<li>Aizel, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enrichment+of+nanoparticles+and+bacteria+using+electroless+and+manual+actuation+modes+of+a+bypass+nanofluidic+device%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+Chip%22%5BJournal%5D)">Enrichment of nanoparticles and bacteria using electroless and manual actuation modes of a bypass nanofluidic device.</a> Lab Chip. 13, 4476-4485 (2013).</li>
<li>Wang, Y. C., Stevens, A. L., Han, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Million-fold+preconcentration+of+proteins+and+peptides+by+nanofluidic+filter%5BTitle%5D)+AND+%22Anal+Chem%22%5BJournal%5D)">Million-fold preconcentration of proteins and peptides by nanofluidic filter.</a> Anal Chem. 77, 4293-4299 (2005).</li>
<li>Karnik, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrostatic+control+of+ions+and+molecules+in+nanofluidic+transistors%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+letters%22%5BJournal%5D)">Electrostatic control of ions and molecules in nanofluidic transistors.</a> Nano letters. 5, 943-948 (2005).</li>
<li>Mao, P., Han, J. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fabrication+and+characterization+of+20+nm+planar+nanofluidic+channels+by+glass-glass+and+glass-silicon+bonding%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+Chip%22%5BJournal%5D)">Fabrication and characterization of 20 nm planar nanofluidic channels by glass-glass and glass-silicon bonding.</a> Lab Chip. 5, 837-844 (2005).</li>
<li>Mao, P., Han, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Massively-parallel+ultra-high-aspect-ratio+nanochannels+as+mesoporous+membranes%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+Chip%22%5BJournal%5D)">Massively-parallel ultra-high-aspect-ratio nanochannels as mesoporous membranes.</a> Lab Chip. 9, 586-591 (2009).</li>
<li>Balducci, A., Mao, P., Han, J. Y., Doyle, P. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Double-stranded+DNA+diffusion+in+slitlike+nanochannels%5BTitle%5D)+AND+%22Macromolecules%22%5BJournal%5D)">Double-stranded DNA diffusion in slitlike nanochannels.</a> Macromolecules. 39, 6273-6281 (2006).</li>
<li>Yamada, M., Mao, P., Fu, J. P., Han, J. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rapid+Quantification+of+Disease-Marker+Proteins+Using+Continuous-Flow+Immunoseparation+in+a+Nanosieve+Fluidic+Device%5BTitle%5D)+AND+%22Anal+Chem%22%5BJournal%5D)">Rapid Quantification of Disease-Marker Proteins Using Continuous-Flow Immunoseparation in a Nanosieve Fluidic Device.</a> Anal Chem. 81, 7067-7074 (2009).</li>
<li>Huh, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tuneable+elastomeric+nanochannels+for+nanofluidic+manipulation%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Mater%22%5BJournal%5D)">Tuneable elastomeric nanochannels for nanofluidic manipulation.</a> Nat Mater. 6, 424-428 (2007).</li>
<li>Chung, S., Lee, J. H., Moon, M. W., Han, J., Kamm, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Non-lithographic+wrinkle+nanochannels+for+protein+preconcentration%5BTitle%5D)+AND+%22Adv+Mater%22%5BJournal%5D)">Non-lithographic wrinkle nanochannels for protein preconcentration.</a> Adv Mater. 20, 3011-3016 (2008).</li>
<li>Park, S. M., Huh, Y. S., Craighead, H. G., Erickson, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+method+for+nanofluidic+device+prototyping+using+elastomeric+collapse%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci%22%5BJournal%5D)">A method for nanofluidic device prototyping using elastomeric collapse.</a> Proc Natl Acad Sci. 106, 15549-15554 (2009).</li>
<li>Zeng, Y., Harrison, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Self-assembled+colloidal+arrays+as+three-dimensional+nanofluidic+sieves+for+separation+of+biomolecules+on+microchips%5BTitle%5D)+AND+%22Anal+Chem%22%5BJournal%5D)">Self-assembled colloidal arrays as three-dimensional nanofluidic sieves for separation of biomolecules on microchips.</a> Anal Chem. 79, 2289-2295 (2007).</li>
<li>Malekpourkoupaei, A., Kostiuk, L. W., Harrison, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fabrication+of+Binary+Opal+Lattices+in+Microfluidic+Devices%5BTitle%5D)+AND+%22Chem+Mat%22%5BJournal%5D)">Fabrication of Binary Opal Lattices in Microfluidic Devices.</a> Chem Mat. 25, 3808-3815 (2013).</li>
<li>Merlin, A., Salmon, J. -B., Leng, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microfluidic-assisted+growth+of+colloidal+crystals%5BTitle%5D)+AND+%22Soft+Matter%22%5BJournal%5D)">Microfluidic-assisted growth of colloidal crystals.</a> Soft Matter. 8, 3526-3537 (2012).</li>
<li>Schepelina, O., Zharov, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((PNIPAAM-modified+nanoporous+colloidal+films+with+positive+and+negative+temperature+gating%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">PNIPAAM-modified nanoporous colloidal films with positive and negative temperature gating.</a> Langmuir. 23, 12704-12709 (2007).</li>
<li>Schepelina, O., Zharov, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Poly%282-%28dimethylamino%29ethyl+methacrylate%29-Modified+Nanoporous+Colloidal+Films+with+pH+and+Ion+Response%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Poly(2-(dimethylamino)ethyl methacrylate)-Modified Nanoporous Colloidal Films with pH and Ion Response.</a> Langmuir. 24, 14188-14194 (2008).</li>
<li>Smith, J. J., Zharov, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ion+transport+in+sulfonated+nanoporous+colloidal+films%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Ion transport in sulfonated nanoporous colloidal films.</a> Langmuir. 24, 2650-2654 (2008).</li>
<li>Gaspar, A., Hernandez, L., Stevens, S., Gomez, F. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrochromatography+in+microchips+packed+with+conventional+reversed-phase+silica+particles%5BTitle%5D)+AND+%22Electrophoresis%22%5BJournal%5D)">Electrochromatography in microchips packed with conventional reversed-phase silica particles.</a> Electrophoresis. 29, 1638-1642 (2008).</li>
<li>Lee, S. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-Fidelity+Optofluidic+On-Chip+Sensors+Using+Well-Defined+Gold+Nanowell+Crystals%5BTitle%5D)+AND+%22Anal+Chem%22%5BJournal%5D)">High-Fidelity Optofluidic On-Chip Sensors Using Well-Defined Gold Nanowell Crystals.</a> Anal Chem. 83, 9174-9180 (2011).</li>
<li>Hu, Y. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Interconnected+ordered+nanoporous+networks+of+colloidal+crystals+integrated+on+a+microfluidic+chip+for+highly+efficient+protein+concentration%5BTitle%5D)+AND+%22Electrophoresis%22%5BJournal%5D)">Interconnected ordered nanoporous networks of colloidal crystals integrated on a microfluidic chip for highly efficient protein concentration.</a> Electrophoresis. 32, 3424-3430 (2011).</li>
<li>Zhang, D. -W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microfabrication-free+fused+silica+nanofluidic+interface+for+on+chip+electrokinetic+stacking+of+DNA%5BTitle%5D)+AND+%22Microfluid+Nanofluid%22%5BJournal%5D)">Microfabrication-free fused silica nanofluidic interface for on chip electrokinetic stacking of DNA.</a> Microfluid Nanofluid. 14, 69-76 (2013).</li>
<li>Syed, A., Mangano, L., Mao, P., Han, J., Song, Y. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Creating+sub-50+nm+nanofluidic+junctions+in+a+PDMS+microchip+via+self-assembly+process+of+colloidal+silica+beads+for+electrokinetic+concentration+of+biomolecules%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+Chip%22%5BJournal%5D)">Creating sub-50 nm nanofluidic junctions in a PDMS microchip via self-assembly process of colloidal silica beads for electrokinetic concentration of biomolecules.</a> Lab Chip. 14, 4455-4460 (2014).</li>
<li>Kim, S. J., Song, Y. A., Han, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanofluidic+concentration+devices+for+biomolecules+utilizing+ion+concentration+polarization%3A+theory%2C+fabrication%2C+and+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Chem+Soc+Rev%22%5BJournal%5D)">Nanofluidic concentration devices for biomolecules utilizing ion concentration polarization: theory, fabrication, and applications.</a> Chem Soc Rev. 39, 912-922 (2010).</li>
<li>Fu, J. P., Mao, P., Han, J. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Continuous-flow+bioseparation+using+microfabricated+anisotropic+nanofluidic+sieving+structures%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Protoc%22%5BJournal%5D)">Continuous-flow bioseparation using microfabricated anisotropic nanofluidic sieving structures.</a> Nat Protoc. 4, 1681-1698 (2009).</li>
<li>Plecis, A., Nanteuil, C., Haghiri-Gosnet, A. M., Chen, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electropreconcentration+with+Charge-Selective+Nanochannels%5BTitle%5D)+AND+%22Anal+Chem%22%5BJournal%5D)">Electropreconcentration with Charge-Selective Nanochannels.</a> Anal Chem. 80, 9542-9550 (2008).</li>
<li>Ko, S. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanofluidic+preconcentration+device+in+a+straight+microchannel+using+ion+concentration+polarization%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+Chip%22%5BJournal%5D)">Nanofluidic preconcentration device in a straight microchannel using ion concentration polarization.</a> Lab Chip. 12, 4472-4482 (2012).</li>
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Die Autoren haben nichts offenzulegen.

Im Anschluss an die gemeinsame Einrichtung Design-Schema zu Nanofluidik studieren, hergestellt wir eine nanofluidic Verbindung zwischen zwei mikrofluidische Kanäle unter Verwendung des Verdampfungsgesteuerten Selbstorganisation von kolloidalen Nanopartikeln statt lithographisch einer Anordnung von Nanokanälen Mustern. Wenn die kolloidalen Partikel in dem Wulst Abgabekanal fließt, einer Reihe von nanotraps mit einer Tiefe von 700 nm und einer Breite von 2 &amp; mgr; m auf beiden Seiten des Wulstes Lieferkanal mit einer G...

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 (oder Dukhin Nummer) in Nanokanälen , die ein Ladungsungleichgewicht und initiieren Ionenkonzentrationspolarisation (ICP) zwischen dem Nanokanal und Mikrokanal verursachen. 3 Eine gemeinsame Geräteplattform für die Untersuchung von Phänomenen nanofluidic besteht aus einem Zwei-Mikrokanalsystem durch ein Array von Nanokanälen als Kreuzung verbunden ist . 4-6 </sup&gt; Das Material der Wahl eines solchen nanofluidic Vorrichtung zum Gebäude ist das Silizium aufgrund seiner hohen Steifigkeit , die ein Kollabieren während des Bondprozesse den Kanal verhindert. 7 jedoch Siliziumvorrichtungsherstellung teuer Masken und erhebliche Menge an Verarbeitung in der Reinraumanlage erfordert. 8- 10 Wegen der Bequemlichkeit der Herstellung der Vorrichtung durch Formen und Plasma - Bindung, Polydimethylsiloxan (PDMS) hat für die Mikrofluidik als Baumaterial akzeptiert , und es wäre ein ideales Material für Nanofluidik ebenso weit ist. Doch seine niedrigen Elastizitätsmodul um 360-870 KPa, macht der PDMS-Kanal leicht zusammenklappbar während der Plasma-Bindung. Die minimale Seitenverhältnis der Nanokanal (Breite zu Tiefe) muss weniger als 10: 1, was bedeutet, dass die Herstellung von PDMS-Geräte über Standard-Photolithographie äußerst herausfordernd sein wird, wenn die Nanokanaltiefe unter 100 nm sein muss, erfordert eine Kanalbreite kleiner als der aktuelle Grenzwert von photolithgraphie bei etwa 1 um. Um diese Einschränkung zu überwinden, wurden Versuche unternommen, Nanokanäle in PDMS zu schaffen unter Verwendung von nicht-lithographische Verfahren wie Verstrecken Risse mit einer mittleren Tiefe von 78 nm 11 zu initiieren oder zu Falten nach der Plasmabehandlung bilden. 12 Einstürzen ein PDMS - Kanal mit mechanischem Druck erlaubt eine Nanokanalhöhe nur 60 nm. 13 Obwohl diese hoch erfindungsgemäßen nicht-lithographische Verfahren Gebäude Nanokanäle unterhalb 100 nm in der Tiefe erlaubt, die Abmessungs Steuerbarkeit der Nanokanalherstellungs stellt weiterhin ein Hindernis für eine breite Akzeptanz von PDMS als Baumaterial für Nanofluidikbauteilen. Ein weiteres kritisches Problem der Nanokanälen, ob in Silizium oder PDMS, ist die Oberflächenfunktionalisierung falls es notwendig ist, die Oberflächenladung auf der Kanalwand für die Manipulation von Ionen oder Molekülen zu verändern. Nach dem Gerätemontage durch Kleben, sind die Nanokanäle äußerst schwierig,für die Oberflächenfunktionalisierung erreichen aufgrund der diffusionsbegrenzten Transport. Durch Verdampfen 14-16 in mikrofluidischen Systemen induziert , um einen nanoskopische Kanal mit hoher Dimensionstreue und leichten Oberflächenfunktionalisierung, die Selbstorganisation Methode von kolloidalen Teilchen erzeugen kann eine der vielversprechenden Ansätze sein. Neben der Kontrollierbarkeit der Porengröße und Oberflächeneigenschaft, gibt es sogar eine Möglichkeit zum Abstimmen der Größe der Pore in-situ als kolloidalen Teilchen unter Verwendung von mit Polyelektrolyten beschichtet durch Steuern von Temperatur, pH 17, 18,19 und Ionenstärke. 18 Aufgrund dieser Vorteile hat die Selbstzusammenbauverfahren von kolloidalen Partikeln bereits gefunden Anwendungen für Elektrochromatographie, 20 Biosensoren, 21 Proteinkonzentration 22 und Trennung von Proteinen und DNA in der Mikrofluidik. 14,23 in dieser Studie eingesetzt wir diese Selbstzusammenbauverfahren ein zu bauen elektro preconcentration Gerät inPDMS , die eine nanofluidic Verbindung zwischen zwei Mikrokanäle erfordert. 24 Der grundlegende Mechanismus , der hinter der elektro Konzentration wird basierend auf Ionenkonzentrationspolarisation (ICP). 25. Eine detaillierte Beschreibung der Herstellung und der Montageschritte ist in dem folgenden Protokoll enthalten.

<table><tbody><tr><td>Poly(styrolsulfonsäure) Natriumsalz</td><td>Polywissenschaften&nbsp;</td><td>08772</td><td></td></tr><tr><td>Poly(allylamin)-Lösung</td><td>Sigma Aldrich</td><td>479144-5G</td><td></td></tr><tr><td>Siliziumdioxid-Mikrosphäre - 300 nm</td><td>Polysciences&nbsp;</td><td>24321</td><td></td></tr><tr><td>Siliziumdioxid-Mikrosphäre - 500 nm</td><td>Polywissenschaften&nbsp;</td><td>24323</td><td></td></tr><tr><td>Siliziumdioxid-Mikrosphären-Carboxyl funktionell - 500 nm</td><td>Polysciences&nbsp;</td><td>24753</td><td></td></tr><tr><td>Siliziumdioxid-Mikrosphären-Amin funktionell - 500 nm</td><td>Polysciences&nbsp;</td><td>24756</td><td></td></tr><tr><td>Sylgard 184 Silikon-Elastomer-Kit</td><td>Dow Corning</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Trichlorsilan</td><td>Sigma Aldrich</td><td>175552</td><td></td></tr><tr><td>Ultraschallreiniger</td><td>Branson</td><td>3510</td><td></td></tr><tr><td>Rohrrotator&nbsp;</td><td>VWR</td><td>10136-084</td><td></td></tr><tr><td>Vortex-Mischer</td><td>WiseMix</td><td>VM-10</td><td></td></tr><tr><td>Mikrozentrifuge</td><td>VWR</td><td>Micro 1207</td><td></td></tr><tr><td>Plasmareiniger</td><td>Harrick Plasma</td><td>PDC-001-HP</td><td></td></tr><tr><td>PDMS-Mischer</td><td>Thinky</td><td>ARE-250</td><td></td></tr><tr><td>Ofen</td><td>Thermo Scientific</td><td>PR305220M</td><td></td></tr><tr><td>Epi-Fluoreszenzmikroskop</td><td>Nikon</td><td>Eclipse Ti</td><td></td></tr><tr><td>CCD-Kamera</td><td>Andor</td><td>Clara</td><td></td></tr><tr><td>Platin-Elektroden</td><td>Alfa Aesar</td><td>43014</td><td></td></tr><tr><td>Quellenmessgerät</td><td>Keithley</td><td>2400</td><td></td></tr><tr><td>Digital-Multimeter&nbsp;</td><td>Extech</td><td>410</td><td></td></tr><tr><td>Objektträger für die Mikroskopie</td><td>Thermo Scientific</td><td>2951-001</td><td></td></tr><tr><td>Tween 20</td><td>Merck Millipore</td><td>822184</td><td></td></tr><tr><td>Natriumchlorid</td><td>Fisher Scientific</td><td>7646-14-5</td><td></td></tr><tr><td>Natriumphosphat monobasisch</td><td>Sigma Aldrich</td><td>71505</td><td></td></tr><tr><td>Natriumphosphat zweibasisch</td><td>Sigma Aldrich</td><td>S3264</td><td></td></tr><tr><td>DNA</td><td>IDT</td><td></td><td>CAA CCG ATG CCA CAT CAT TAG CTA C</td></tr><tr><td>B-Phycoerythrin</td><td>Life Technologies</td><td>P-800</td><td></td></tr><tr><td>Dynamisches Lichtstreusystem zur Messung des Zetapotenzials</td><td>Malvern</td><td>Zetasizer Nano S</td><td></td></tr><tr><td>Photoresist&nbsp;</td><td>Shipley</td><td>SPR700-1.0</td><td></td></tr><tr><td>Projektionslithographie</td><td>Nikon</td><td>NSR2005i9</td><td></td></tr><tr><td>Reaktiver Ionenätzer</td><td>Angewandte Materialien</td><td>AME P5000</td><td></td></tr><tr><td>ICP Tiefenreaktiver Ionenätzer</td><td>STS</td><td>STS-6"</td><td></td></tr><tr><td>Kontaktlithographie</td><td>Electronic Visions</td><td>EV620</td><td></td></tr><tr><td>Fotolack-Beschichtungsgerät Entwickler</td><td>SSI</td><td>SSI 150</td><td></td></tr><tr><td>Berührungsloses Oberflächenprofilmessgerät</td><td>Wyko</td><td>NT 9800</td><td></td></tr></tbody></table>

erstellen von unter 50 nm nanofluidische junctions in pdms mikrofluidischen chip über selbstorganisation von kolloidalen teilchen

Creating Sub-50 Nm Nanofluidic Junctions in PDMS Microfluidic Chip via Self-Assembly Process of Colloidal Particles

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.

Ein elektro Konzentrator Chip in PDMS , die eine selbstorganisierende nanofluidic Verbindung zwischen zwei Mikrokanäle enthält , ist in Figur 1A) gezeigt. Der Kanal in der Mitte der Vorrichtung ist mit einer DNA - Probenlösung und flankiert von zwei Pufferlösung Kanäle auf jeder Seite über einen breiten Sicke Abgabekanal (1B) 50 &amp; mgr; m gefüllt. Das Silika kolloidale Suspension wird in den Kanal bead Lieferung geflogen unmittelbar nach der Plasmabin...

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.

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

Polydimethylsiloxane (PDMS) is the prevailing building material to make microfluidic devices due to its ease of molding and bonding as well as its ...

Dieses Protokoll demonstriert eine neuartige und einfache Selbstorganisationstechnik von kolloidalen Siliziumdioxid-Nanopartikeln, um eine nanofluidische Verbindung zwischen zwei Mikrokanälen in Polydimethylsiloxan zu erzeugen. Die Kügelchenmembran mit einer Porengröße von etwa 45 Nanometern kann als kationenselektive Membran für die elektrokinetische Konzentration von DNA- und Proteinproben verwendet werden. Überblick:Im ersten Schritt wird das PDMS-Gerät mit Nanofallen durch ein Doppelspritzverfahren gegossen.Nach dem Plasmakleben des Bauelements mit einem Glassubstrat werden oberflächenfunktionalisierte Siliziumdioxidkügelchen in die Mikrokanäle injiziert, um die kolloidale Membran zur Selbstorganisation zu bilden. Zuletzt wird mit Hilfe eines Quellenmessgeräts und eines Spannungsteilers eine Spannung über die Membran angelegt. Der Ionenabbau und der Konzentrationsanstieg werden mit einem inversen Epifluoreszenzmikroskop mit einer CCD-Kamera beobachtet.Vorbereitung der kolloidalen Kieselsäurepartikelsuspensionen: Beginnend mit den 300 Nanometer Siliziumdioxidkügelchen; Vortex-Perlenmaterial für 30 Sekunden; 600 Mikroliter Suspension in ein Eppendorf-Röhrchen ziehen und eine Minute lang bei 2.600 g zentrifugieren. Nach dem Zentrifugieren den Überstand vorsichtig entfernen. Resuspendieren Sie die Kügelchen mit 400 Mikrolitern einmillimolarem Natriumphosphatpuffer, um eine Arbeitskonzentration von 15 % zu erreichen.Vortex, um eine homogene Suspension zu erreichen. Wiederholen Sie die gleichen Schritte, um 500-Nanometer-Siliziumdioxidkügelchen herzustellen. Wiegen Sie für 500-Nanometer-Carboxylkieselsäurekügelchen 100 Milligramm in einer 15-Milliliter-Falcon-Tube.Übertragen Sie dann 9,8 Milliliter einmolares Natriumchlorid, um die Kügelchen zu resuspendieren. Wirbeln Sie die Röhre kräftig durch. Drehen Sie das Rohr mehrmals um, um die am Boden getroffenen Perlen zu verschieben.Um die Oberflächenladung auf den Kügelchen zu modifizieren, bereiten wir zwei Polyelektrolyte vor: PAK und PSS. Das 0,9%ige PSS wird hergestellt, indem 180 Milligramm PSS mit 200 Millilitern, einem molaren Natriumchlorid, gelöst werden. Die 0,4%ige PAK wird hergestellt, indem 300 Mikroliter der Stammlösung in 15 Milliliter einmolares Natriumchlorid getäuscht werden.Wirbeln Sie beide Lösungen vortexen, um sicherzustellen, dass sie vollständig aufgelöst sind. Um eine positiv geladene PAK-Schicht abzuscheiden, geben Sie 200 Mikroliter der PAK-Lösung in die Raupensuspension. Eine Minute lang vortexen und die Suspension eine Stunde lang bei Raumtemperatur in einem Rotator inkubieren.Um das ungebundene PAK wegzuwaschen, zentrifugieren Sie die Suspension bei 1.801 g für eine Minute, um die Kügelchen auszufällen. Entfernen Sie den Überstand. Pipettieren Sie ein bis zwei Milliliter Wasser in das Röhrchen, um die Kügelchen aufzubrechen.Die restlichen acht Milliliter Wasser hinzufügen und dann vortexen. Wiederholen Sie den Waschvorgang noch viermal. Nach dem fünften Waschen und Zentrifugen den Überstand entsorgen und die Kügelchen mit 9,8 Millilitern einmolarem Natriumchlorid wiederherstellen.Zum Abscheiden der negativ geladenen PSS-Schicht geben Sie 200 Mikroliter der PSS-Lösung in die Raupensuspension. Eine Minute lang vortexen und die Suspension eine Stunde lang bei Raumtemperatur im Rotator inkubieren. Waschen Sie die Kügelchen fünfmal mit DI-Wasser, wie es bei der PAK-Beschichtung der Fall ist.Entsorgen Sie nach dem letzten Waschen den Überstand und resuspendieren Sie die Kügelchen mit 650 Mikrolitern einem Millimolar Natriumphosphatpuffer mit 0,05 % Tween 20. Übertragen Sie die Perlensuspension in ein Eppendorf-Rohr. Für die Herstellung der 500-Nanometer-Amin-Siliziumdioxid-Kügelchen wiederholen Sie das gleiche Verfahren, um eine einzelne negativ geladene PSS-Schicht abzuscheiden.Herstellung des PDMS Microfluidic Chips: Um den Silizium-Master herzustellen, wird zunächst ein ein Mikrometer dünner Fotolack bei 4.000 U/min auf einen Siliziumwafer aufgewirbelt. Verwenden Sie dann Projektionslithografie und reaktives Ionenätzen, um 700 Nanometer tiefe und zwei Mikrometer breite planare Nanokanäle als Nanofallen für die Kügelchen zu erzeugen. Dann schleudern Sie die zweite Fotolackschicht bei 2.000 U/min und führen Sie eine Ausrichtung an den zuvor gemusterten Nanofallen durch.Fügen Sie die Mikrokanäle über Kontaktlithographie und durch tiefenreaktives Ionenätzen von Silizium hinzu. Um die Trennschicht zu erzeugen, silanieren Sie den Silizium-Master in einem Vakuumbehälter mit 50 Mikrolitern Trichlorsilan über Nacht. Um die PDMS-Form zu gießen, mischen Sie die PDMS-Basis mit dem Härter im Verhältnis 10:1.Gießen Sie die Mischung auf den Silikonmaster. Legen Sie den Master mit PDMS in einen Vakuumbehälter, um die Luftblasen zu entfernen, und backen Sie ihn im Ofen bei 70 Grad C, um das PDMS zu vernetzen. Nach zwei Stunden Backen die PDMS-Platte vorsichtig vom Silikon-Master entfernen.Behandeln Sie die Oberfläche mit Plasma, um eine dauerhafte Verbindung zu einem blanken Siliziumwafer zu erzeugen. Befestigen Sie Klebeband entlang der Kante, um eine Trennlinie für den folgenden PDMS-Umwandlungsschritt zu markieren. Um eine Trennschicht zu erzeugen, silanisieren Sie die PDMS-Form über Nacht in einem Vakuumbehälter.Gießen Sie PDMS auf die PDMS-Form und geben Sie es zum Entgasen in einen Vakuumbehälter. Dann im Ofen backen. Ziehen Sie die ausgehärtete PDMS-Platte entlang der mit Klebeband markierten Trennlinie aus der PDMS-Form ab.Schneiden Sie die Geräte vorsichtig ab und stanzen Sie mit einem 1,5 Millimeter Biopsienstanzer Löcher in die Reservoire. Nach der Oberflächenreinigung mit Klebeband und IPA wird das PDMS-Gerät mit Plasma auf einen 25 Millimeter x 75 Millimeter großen Objektträger aus Mikroskop geklebt. Unmittelbar nach dem Plasmakleben injizieren Sie 10 Mikroliter der Suspension in die Einlässe vier und sechs der Raupenzufuhrkanäle.Decken Sie nach dem Befüllen der Wulstzufuhrkanäle alle Behälter mit Ausnahme der Auslässe eins und neun der Wulstzufuhrkanäle ab. Trocknen Sie das Gerät drei Stunden lang bei Raumtemperatur an der Luft und lagern Sie es vor dem Gebrauch bei vier Grad C. Mikroskopische Aufnahmen des Geräts zeigen, dass sich die kolloidalen Partikel in den oberen und unteren Bead-Zufuhrkanälen ansammeln.Das REM-Bild zeigt selbstorganisierte kolloidale 300-Nanometer-Siliziumdioxidpartikel, die mit den Nanofallen-Arrays zwischen der Probe und dem Pufferkanal gefangen sind. Die Einlässe drei und sieben der Pufferkanäle werden mit 10 Mikrolitern einmillimolarem Natriumphosphatpuffer gefüllt. Füllen Sie den fünften Probenkanaleinlass mit 10 Mikrolitern 10-nanomolarer DNA-Probe.Üben Sie mit einer umgekehrten Pipettenspitze einen sanften Unterdruck auf alle Auslässe aus, um die Kanäle ohne Luftblasen mit den Lösungen zu füllen. Geben Sie 10 Mikroliter Natriumphosphatpuffer in die Reservoire zwei und acht und 10 Mikroliter DNA-Probe in die Reservoirs 10, um den Druck fünf Minuten lang zu stabilisieren. Experiment zur elektrokinetischen Konzentration der DNA: Verbinden Sie den mikrofluidischen Chip mit einem Spannungsteiler, der mit einem Quellenmessgerät verbunden ist.Stecken Sie die PT-Drähte in die Behälter drei, sieben, fünf und 10. Anlegen einer Spannung an einem nanofluidischen Übergang. Legen Sie zuerst 30 Volt an die Behälter fünf und 10 an und erden Sie an den Behältern drei und sieben.Verringern Sie die Spannung am Behälter 10 nach ca. 30 Sekunden auf 25 Volt. Ergebnisse der elektrokinetischen Vorkonzentration: Der mikrofluidische Kanal ist mit DNA gefüllt, mit einer Anfangskonzentration von 10 Nanomolaren. Zeitraffer-Mikroskopaufnahmen zeigen die Bildung einer Ionenverarmungsregion, entweder nanofluidischer kolloidaler Verbindungen.Der Ionenabbaubereich wurde in 10 Sekunden eingeleitet. Ein konzentrierter DNA-Stecker wurde erzeugt, wenn die Spannung an den Probenkanal angelegt wurde, während die Pufferkanäle geerdet wurden. Die gestrichelten Linien wurden verwendet, um die Kanalwände hervorzuheben.Mit einer kolloidalen Membran von 300 Nanometern wird innerhalb von 15 Minuten ein Konzentrationsfaktor von etwa dem 1.700-fachen erreicht. Die durchschnittliche Fluoreszenzintensität der DNA nimmt in einer nanoporösen Membrabe in Abhängigkeit von der Zeit zu. Die gestrichelten Linien stellen den Signalpegel für 10-nanomolare, 17-mikromolare, zwei-mikromolare und 10-mikromolare DNA dar.Der konzentrierte Pfropfen wird an der nanoporösen Membran der 300 Nanometer großen Siliziumdioxidkügelchen erzeugt; die 500-Nanometer-Siliziumdioxidkügelchen; die 500-Nanometer-Siliziumdioxid-Amin-Kügelchen, die mit einer einzigen Schicht PSS beschichtet sind; und die 500-Nanometer-Siliziumdioxid-Carboxyl-Kügelchen, die mit zwei Schichten PAK und PSS beschichtet sind. Schlussfolgerungen:Unter Verwendung der selbstorganisierten kolloidalen Siliziumdioxidmembran mit einer geschätzten Porengröße von 45 Nanometern zeigten wir die Polarisation der Ionenkonzentration in der Nähe des nanofluidischen Übergangs und konzentrierten eine DNA-Probe innerhalb von 15 Minuten um das 1700-fache. Im Vergleich zu den siliziumbasierten Nanokanälen besteht der Hauptvorteil der selbstorganisierten kolloidalen Membran in der Möglichkeit, die Oberflächenfunktionalisierung vollständig außerhalb des versiegelten mikrofluidischen Geräts in einem separaten Fläschchen durchzuführen.Wir glauben, dass dieser Ansatz eine Möglichkeit eröffnet, schnell eine mikronanofluidische Plattform mit leicht einstellbaren Porengrößen herzustellen, indem die Bead-Größe, die Ionenstärke oder der pH-Wert der Pufferlösung gesteuert wird, um den Ionen- und Molekulartransport im Bereich von 10 bis 100 Nanometern zu untersuchen.

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Forschung

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Erstellen von Unter 50 Nm nanofluidische Junctions in PDMS mikrofluidischen Chip über Selbstorganisation von kolloidalen Teilchen (Video) | JoVE Journal

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

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