Nos demuestran los protocolos de fabricación y automatización de elastómero de polidimetilsiloxano (PDMS) basado en matrices microválvula que no necesitan energía extra para cerrar y cuentan con photolithographically define volúmenes precisos. Un paralelo subnanoliter volumen de mezclador y un sistema integrado de perfusión de microfluidos se presentan.
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Artículo de método
Los chips de microfluidos controlado con matrices elastoméricas microválvula
En este artículo
Resumen
Resumen
Miniaturizados sistemas de microfluidos ofrecer soluciones sencillas y eficaces de bajo costo en el punto de atención de diagnóstico y de alto rendimiento ensayos biomédicos. Control de flujo robusto y preciso volúmenes de fluidos son dos requisitos fundamentales para estas aplicaciones. Hemos desarrollado los chips de microfluidos con elastómero de polidimetilsiloxano (PDMS) arrays microválvula que: 1) necesidad de ninguna fuente de energía adicional para cerrar el trazado fluido, por lo tanto, el dispositivo de carga es muy portátil, y 2) permitir microfabricating profundas (hasta 1 mm) canales con paredes laterales verticales y dando lugar a unas características muy precisas.
El PDMS microválvulas basada en dispositivos constan de tres capas: una capa de fluido que contiene las rutas de fluidos y microcámaras de diferentes tamaños, una capa de control que contiene los microcanales necesaria para accionar la vía de fluidos con microválvulas, y una membrana de PDMS media delgada que está enlazado con el control capa. Capa de fluidos y capas de control son realizadas por moldeo réplica de PDMS de SU-8 maestros fotosensible, y la delgada membrana de PDMS se hace al girar PDMS en altura especificada. La capa de control se une a la delgada membrana de PDMS después de la activación de oxígeno de ambos, y luego se ensamblan con la capa de fluido. El microválvulas están cerrados en reposo y se puede abrir mediante la aplicación de presión negativa (por ejemplo, el vacío de la casa). Microválvula cierre y la apertura son automatizados a través de las válvulas de solenoide controlado por programas informáticos.
Este sentido, demuestran dos microválvula basada en los chips de microfluidos para dos aplicaciones diferentes. El primer chip permite almacenar y mezcla precisa sub-nanolitros volúmenes de las soluciones acuosas en diferentes proporciones de mezcla. El segundo chip permite controlados por el ordenador de perfusión de los cultivos celulares de microfluidos.
Los dispositivos son fáciles de fabricar y sencillo de controlar. Debido a la biocompatibilidad de PDMS, estos microchips podría tener amplias aplicaciones en miniatura ensayos de diagnóstico, así como estudios básicos de biología celular.
Protocolo
El diseño de dispositivos de microfluidos con CorelDraw o AutoCAD
Principio de PDMS microválvulas dispositivos basados en: Los dispositivos constan de tres capas: una capa de fluido que contiene microcámaras de diferentes tamaños, una "capa de control" que contiene los microcanales necesaria para accionar la vía de fluidos con microválvulas, y una membrana de PDMS media delgada que está obligado a la capa de control. En reposo, debido a la aceptación y la hidrofobicidad de PDMS, los sellos de membrana (reversible) en contra de su sede, por lo tanto, las cámaras permanecen aislados unos de otros sin el aporte de energía. L....
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Discusión
Las principales ventajas de nuestro diseño microválvula:
- Ninguna fuente de energía adicional es necesaria para cerrar el trazado fluido, por lo tanto, el dispositivo de carga es muy portátil, y
- El dispositivo puede ser construido por réplicas de PDMS photolithographically con estampado de SU-8 moldes, lo que permite microfabricating profundas (hasta 1 mm) de canales con paredes laterales verticales (es decir, la altura de las características se puede especificar independientemente de su anchura) y que resulta en muy c.......
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Agradecimientos
Este trabajo fue apoyado por el Instituto Nacional de Imágenes Biomédicas y Bioingeniería conceder # EB003307 y por el Premio Nacional de Ciencias de Carrera Fundación de AF
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Materiales
| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios | |
|---|---|---|---|---|
| Obleas de silicio limpias | Suministros | Silicon Sense Inc. | 3P0110TEST | Diámetro de 3 pulgadas, P/Boro |
| "Obleas maestras" que contienen patrones de SU-8 | Suministros | Elaboradas in situ mediante procedimientos estándar de fotolitografía | ||
| Desecadores (2) | Equipo | VWR international | 24987-048 | Uno para silanización, uno para desgasificación de PDMS. |
| Balanza | Equipo | OHAUS Corp. | SC6010 | |
| Horno | Equipo | Sheldon Manufacturing, Inc. | 1330GM | |
| Minivortex | Equipo | VWR international | 58816-121 | |
| Centrífuga de recubrimiento | Equipo | Headway Research Inc. | PWM32 | |
| Grabadora de plasma | Equipo | Plasmatic Systems, Inc. | Plasma Preen II-973 | |
| Placa calefactora | Equipo | Torre Pines Scientific | HP30A | |
| Stereo microscopio | Microscopio | Nikon Instruments | TMZ1500 | |
| Cámara CCD | Equipo | Diagnostic Instruments | SPOT RT | |
| Válvulas solenoides | Equipo | Lee Company | LHDA0511111H | |
| Tarjeta de adquisición de datos | Hardware | National Instruments | PCI 6025E, CB-50LP | |
| LabView | Software | National Instruments | Version 8.0 | |
| Tridecafluoro-1,1,2,2,-tetrahidrooctil)-1-triclorosilano | Reactivo | United Chemical Technologies | T2492 | La silanización debe realizarse en una campana extractora de gases químicos. |
| Prepolímero y agente de entrecruzamiento de PDMS | Reactivo | Dow Corning | Sylgard 184 | |
| Hexano | Reactivo | EMD Millipore | HX0295-6 | |
| Tintes de color | Reactivo | Spectrum Chemical Mfg. Corp. | FD&C 110, 135, 150 | Azul #1, Amarillo #5, Rojo #3. |
| Pipetas desechables de transferencia de 3 ml | Suministros | Fisher Scientific | 13-711-20 | |
| Kimwipes | Suministros | Kimberly-Clark Corporation | 34155 | |
| Recipientes para pesar | Suministros | VWR international | 12577-027 | |
| Depresor lingual | Suministros | Fisher Scientific | 11-700-555 | |
| Placas P100 | Suministros | Fisher Scientific | 08-772E | |
| Tubo de silicona (diámetro interno (I.D.) de 1,14 mm) | Suministros | Cole-Parmer | 07625-30 | |
| Tubo Tygon (O.D. 1/16 in; I.D. 1/32 in) | Suministros | Cole-Parmer | 06418-02 | |
| Cemento Duco | Suministros | Devcon Inc. | 6245 | |
| Cuchilla de afeitar | Herramientas | VWR international | 55411-050 | |
| Agujas | Herramientas | Fisher Scientific | 0053482 (calibre 25) | |
| Pinzas #5 | Herramientas | Fine Science Tools | 11251-20 | |
| Tubo centrífugo de 50 ml | Suministros | Fisher Scientific | 05-526B | |
| Película selladora | Suministros | AEP Industries Inc. | 0153877 | |
| Tubos microcentrífugos de 1,5 ml | Suministros | Fisher Scientific | 05-406-16 | |
| Tubos centrífugos de 15 ml | Suministros | BD Biosciences | 352097 | |
| Guantes morados sin polvo de nitrilo | Suministros | VWR international | 40101-348 | |
| Punzón de biopsia Harris de 1,2 mm | Herramientas | Ted Pella, Inc. | 15074 |
Referencias
- Li, N., Hsu, C. H., Folch, A. Parallel mixing of photolithographically-defined nanoliter volumes using elastomeric microvalve arrays. Electrophoresis. 26 (19), 3858-3864 (2005).
- Thorsen, T., Maerkl, S. J., Quake, S. R. Microfluidic large-scale integration. Science.
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Reimpresiones y permisos
