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Nanofluidos es un área emergente de investigación del mu TAS (Micro Total de Analysis Systems) para estudiar los procesos biológicos o fenómenos de transporte de iones y moléculas en la escala de longitud de 10 1 - 10 2 nm. Con el advenimiento de las herramientas nanofluídicos como nanocanales, los procesos de transporte de moléculas e iones pueden monitorizarse con precisión sin precedentes y manipulados, si es necesario, mediante la explotación de características que están disponibles sólo en esta escala de longitud para la separación y detección. 1,2 Una de estas características a nanoescala característica es una alta relación de superficie a la carga a granel (o número Dukhin) en nanocanales que puede causar un desequilibrio de la carga e iniciar polarización de la concentración de iones (ICP) entre el nanochannel y microcanal. 3
Una plataforma de dispositivo común para el estudio de fenómenos nanofluídicos consiste en un sistema de dos microcanales conectados por una serie de nanocanales como un cruce. 4-6 El material de elección para la construcción de un dispositivo de este tipo es la nanofluídico de silicio debido a su alta rigidez que impide que el canal se colapse durante procesos de unión. 7 Sin embargo, la fabricación de dispositivos de silicio requiere máscaras caras y cantidad sustancial de procesamiento en las instalaciones de sala limpia. 8- 10 Debido a la conveniencia de la fabricación del dispositivo a través de moldeo y unión de plasma, polidimetilsiloxano (PDMS) ha sido ampliamente aceptado como un material de construcción para la microfluídica y sería un material ideal para nanofluidos también. Sin embargo, el módulo de Young bajo su alrededor 360 a 870 kPa, hace que el canal de PDMS fácilmente plegable durante la unión de plasma. La relación de aspecto mínima de la nanochannel (anchura a profundidad) tiene que ser de menos de 10: 1 que significa que la fabricación de dispositivos de PDMS a través de fotolitografía estándar será extremadamente difícil si la profundidad nanochannel tiene que estar por debajo de 100 nm, lo que requiere un ancho de canal menor que el límite actual de fotolitografía en alrededor de 1 micra. Para superar esta limitación, ha habido intentos de crear nanocanales en PDMS utilizando métodos no litográficas como el estiramiento para iniciar grietas con una profundidad promedio de 78 nm 11 o la formación de arrugas después del tratamiento de plasma. 12 se derrumba un canal de PDMS con presión mecánica permitió una nanochannel altura de tan bajo como 60 nm. 13
A pesar de que estos métodos no litográficas altamente inventivos permiten nanocanales de construcción por debajo de 100 nm de profundidad, la capacidad de control dimensional de la fabricación nanochannel todavía representa un obstáculo para una amplia aceptación de PDMS como material de construcción para dispositivos nanofluídicos. Otro problema crítico de los nanocanales, ya sea en silicio o PDMS, es la funcionalización de la superficie en caso de que haya una necesidad de alterar la carga superficial sobre la pared del canal para la manipulación de los iones o moléculas. Después del montaje del dispositivo a través de la unión, los nanocanales son extremadamente difíciles dealcanzar para funcionalización superficial debido al transporte de difusión limitada. Para crear un canal nanoescala con alta fidelidad dimensional y funcionalización de la superficie fácil, el método de auto-ensamblaje de las partículas coloidales inducidas por evaporación 14-16 en dispositivos de microfluidos puede ser uno de los enfoques prometedores. Además de la capacidad de control de tamaño de poro y de la propiedad de la superficie, hay incluso una posibilidad de ajustar el tamaño de los poros cuando se utiliza in situ partículas coloidales recubiertas con polielectrolitos mediante el control de la temperatura, pH 17, 18,19 y la fuerza iónica. 18 Debido a estos aplicaciones ventajas, el método de auto-ensamblaje de las partículas coloidales ya ha encontrado para electrocromatografía, 20 biosensores, la concentración de proteína de 21 22 y la separación de las proteínas y el ADN en la microfluídica. 14,23 en este estudio, se desplegaron este método de auto-ensamblaje para construir una dispositivo de preconcentración en electrocinéticaPDMS que requiere una unión nanofluídico entre dos microcanales. 24 el mecanismo fundamental detrás de la concentración electrocinético se basa en polarización de la concentración de iones (ICP). 25 Una descripción detallada de los pasos de fabricación y montaje se incluye en el siguiente protocolo.