Name: La sonda de microfluidos: Operación y Uso de tratamiento de superficies localizadas (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2009-06-04T00:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 7 s
Description: Aprende a ensamblar y usar la sonda de microfluidos (MFP) para el procesamiento localizado de superficies en ingeniería biomédica. Este método permite el patronado preciso de diversos sustratos con reactivos controlados.

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Este trabajo fue financiado por el Fonds de Recherche sur la Nature et les Tecnologías de Quebec, la Fundación Canadiense para la Innovación y los Institutos Canadienses de Investigación en Salud (CIHR).

1. Microfabricación de la cabeza de la sonda (proceso que no aparecen en el video) <ol><li> Una oblea de Si-2, cuatro pulgadas de diámetro, 525 micras de espesor, con una capa de SiO2 1 m de espesor térmico es spincoated con un fotoprotector (PR) durante 45 s a 4000 rpm. </li><li> La oblea se precocidos a 110 ° C durante 50 s, y se expone a través de una máscara con todos los elementos (puertos y microcanales) durante 5 s, desarrollado y aclarado con DI. </li><li> El SiO2 descubierto es grabado en un buffer 01:07 ácido fluorhídrico (BHF), solución de ≈ 15 min (deshumectación del sustrato donde se ha grabado SiO2 indica la finalización de la etch). Un plasma de O2 o la acetona se utiliza para la ceniza o la tira del resto de PR. </li><li> Una segunda capa de PR es spin-revestido a 1500 rpm durante 45 s, dando una sobrecapa de espesor de 10 micras ≈ [31]. El patrón de SiO2 por debajo de esta capa de PR es aún visible y se utiliza para alinear la oblea con una segunda máscara con los únicos puertos. </li><li> Después de la exposición y el desarrollo de las relaciones públicas, la oblea se lava, se seca, y postbaked a 95 ° C durante 20 min. </li><li> La oblea de silicio se une a una oblea de apoyo con cera fundida blanca para proteger el plato. </li><li> Un plasma de acoplamiento inductivo (ICP) DRIE se utiliza para transferir el PR y embebidos SiO2 patrones en la topografía de obleas en un proceso de tres pasos: <ol><li> DRIE para que los puertos ≈ 500μmdeep en Si (patrón definido por el espesor PR). </li><li> Sin necesidad de descargar la oblea de la máquina de DRIE, el PR se incinera con un plasma. </li><li> La exposición SiO2 patrón actúa como máscara para un segundo proceso de grabado en seco, la creación de 50 canales m de profundidad, y la apertura del relleno y los puertos de ventilación a través de la oblea. Después de la descarga, la oblea de apoyo se separa en una corriente de agua caliente. La oblea micromecanizados se limpia con acetona, etanol y DI. </li></ol></li><li> Fichas individuales MFP son cortados en cubitos. </li><li> Un bloque de interfaz de PDMS se fabrica de fundición en un micro molde formado por dos estructurado de poli (metacrilato de metilo) (PMMA) elementos, una placa de acero pulido que forman la parte inferior, y los capilares de dos (cada una se inserta en una de las dos vías de acceso a los agujeros en la placa de acero) que sirven como marcadores de posición de los orificios de conexión de fluidos. El PDMS se cura en un horno a 60 ° C durante al menos 1 h. </li><li> El bloque de PDMS se une a una picada de chips de silicio MFP mediante la activación de las dos partes en el aire de plasma a 1 mbar durante 24 s en 230 W, y que une los dos juntos con un hecho en casa a la alineación mecánica. </li><li> El montaje se deja a los bonos en un horno de 60 º C durante un mínimo de 1 hora </li></ol> 2. Asamblea de la MFP <ol><li> Impermeable a los gases jeringas de vidrio se llenan con los reactivos adecuados utilizando jeringas y agujas de plástico para asegurarse de que no queden burbujas de aire. Por lo general, se utiliza una jeringa de 1 -10 microlitro para la inyección, y una jeringa con un volumen de 5-10 veces mayor para la aspiración. </li><li> Las jeringas están conectadas a tubos capilares con accesorios Nanotight con bajo volumen muerto. </li><li> Los capilares se llenan y se analiza las burbujas bajo el microscopio. </li><li> El chip MFP es precargadas con solución tampón para evitar la captura de burbujas cuando se conectan los vasos capilares. </li><li> Los capilares están conectados a la pieza de conexión PDMS en la cabeza de la sonda </li></ol> 3. Configuración de la impresora multifunción <ol><li> La cabeza de la sonda se sujeta en el soporte de la sonda y se monta en la estación de la sonda sobre un microscopio invertido </li><li> Las jeringas se colocan en las bombas de jeringa de alta precisión. </li><li> El sustrato, como por ejemplo una lámina de vidrio, se inserta en un soporte de fabricación casera que se fija a la platina del microscopio. </li><li> El paralelismo de la mesa de la impresora multifunción y el soporte se ajusta mediante un par de goniómetros mediante la observación de los anillos de Newton (franjas de interferencia) que aparecen cuando el MFP se pone en contacto con el sustrato. El punto de contacto y la frecuencia de los anillos de servir como indicador de la inclinación. Cuando el equipo esté alineado con la superficie, un anillo de interferencia de una sola se extiende sobre toda la superficie. Esta medida también sirve para calibrar la separación entre el MFP y el sustrato. </li><li> La brecha entre la impresora multifunción y el soporte es fundamental para los procesos de modelado de superficie. Debido a que el sustrato se procesa mediante la exploración por debajo de la impresora multifunción, la alineación horizontal tiene que ser ajustada con precisión micrométrica y se logra utilizando un soporte de tres puntos formado por tres tornillos micrométricos. </li></ol> 4. El funcionamiento de la impresora multifunción <ol><li> La dispensación es controlado a través del software LabVIEW. La operación del dispositivo se visualiza a simple vista y con una cámara CCD. La inyección: relación de aspiración varía 01:03-1:10, en función de la difusividad del reactivo con el buffer de los alrededores y el patrón de flujo deseado geométricas. </li><li> Para comprobar el correcto funcionamiento de la jeringa de aspiración y la presencia de burbujas, primero se inyecta el líquido con la jeringa de aspiración antes de iniciar la aspiración adecuada.</li><li> Comienzo de la inyección de líquido y el flujo de monitor y el confinamiento de cuentas o de tinte fluorescente marcador. </li><li> Utilice la sonda para la aplicación particular, es decir, escanear a través de la superficie para el procesamiento de la deposición, el grabado o la tinción de la superficie o las células. </li></ol>

<ol><li>Juncker, D., Schmid, H., Delamarche, E. Nature Materials. 4 (8), 622-622 (2005).</li>
</ol>

La sonda de microfluidos (MFP) es muy versátil, ya que es (i) móvil, (ii) adaptable para su uso con diferentes tipos de reactivos y el sustrato y se puede (iii) ser manejados en grandes áreas. Burbujas no deseado puede llevar a la interrupción del flujo Para evitar burbujas, todos los componentes tienen que ser llenado con líquidos antes de su montaje. La brecha entre la sonda y la superficie es sólo de unos pocos micrómetros, sin embargo, la mesa es de varios cientos de micrómetros de ancho...

<table><tbody><tr><td>conectores microfluídicos</td><td>Upchurch Scientific</td><td>acoplamientos y mangas micro y nano herméticos</td><td></td></tr><tr><td>dispensador manual de dos componentes</td><td>Conprotec Inc.</td><td>DM400</td><td>para dispensar y mezclar la mezcla de PDMS</td></tr><tr><td>LabVIEW</td><td>National Instruments</td><td>versión 8.0</td><td></td></tr><tr><td>horno mecánico con convección</td><td>VWR international</td><td>1330FM</td><td></td></tr><tr><td>jeringas de vidrio</td><td>Hamilton Co</td><td></td><td></td></tr><tr><td>tubos capilares</td><td>Polymicro Technologies</td><td></td><td></td></tr><tr><td>cámara de plasma</td><td>Tegal Corporation</td><td>Plasmaline 415</td><td></td></tr><tr><td>microscopio invertido</td><td>Nikon Instruments</td><td>TE2000-E</td><td></td></tr><tr><td>bombas de jeringa</td><td>Cetoni</td><td>neMESYS</td><td></td></tr><tr><td>Sylgard 184</td><td>Ellsworth Adhesives</td><td>184 Sil Elast Kit</td><td></td></tr><tr><td>cámara</td><td>Photometrics</td><td>QuantEM 512SC</td><td></td></tr><tr><td>platina del microscopio</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>goniómetros para soporte de sonda microfluídica</td><td>Melles Griot</td><td>07GON504</td><td></td></tr><tr><td>etapa lineal</td><td>Applied Scientific Instrumentation</td><td>LS-50</td><td>para control en z de la sonda microfluídica (MFP)</td></tr><tr><td>etapa lineal manual</td><td>Newport Corp.</td><td>443-4 Series</td><td>para control en los ejes x e y de la sonda microfluídica (MFP)</td></tr><tr><td>platina del microscopio</td><td>Applied Scientific Instrumentation</td><td>PZ-2000</td><td>con control en x, y y z</td></tr></tbody></table>

la sonda de microfluidos: operación y uso de tratamiento de superficies localizadas

The Microfluidic Probe: Operation and Use for Localized Surface Processing

Dispositivos de microfluidos permiten los ensayos que se realizaron con cantidades de muestra y se han utilizado recientemente para controlar el microambiente de las células. Microfluídica se asocia comúnmente con microcanales cerrados que limitan su uso a las muestras que pueden ser introducidas y cultivadas en el caso de las células, dentro de un volumen reducido. Por otro lado, micropipetting sistema se han utilizado para la perfusión local y las superficies de las células, sobre todo con push-pull los casos en los actos de una pipeta como fuente y el otro como lavabo, pero el confinamiento del flujo es difícil en tres dimensiones. Además, las pipetas son frágiles y difíciles de colocar y por lo tanto se utilizan en la configuración estática. La sonda de microfluidos (MFP) evita las limitaciones impuestas por la construcción de canales de microfluidos cerrado y en lugar de encerrar la muestra en el sistema de microfluidos, el flujo de microfluidos pueden ser entregados directamente en la muestra, y explora a través de la muestra, utilizando la impresora multifunción. . La inyección y las aberturas de aspiración se encuentran dentro de unas cuantas decenas de micrómetros de unos a otros para que un microjet se inyecta en el espacio es limitado por las fuerzas hidrodinámicas del líquido que rodea por completo y aspirar de nuevo en la otra abertura. El microjet se pueden eliminar a través de la superficie del sustrato y proporciona una herramienta precisa para la deposición localizada / o entrega de los reactivos que pueden ser utilizados en grandes áreas de exploración de la sonda sobre la superficie. En este vídeo se presentan los microfluidos sonda 1 (MFP). Se explica en detalle cómo ensamblar el MFP, montarlo sobre un microscopio invertido, y alinearla con respecto a la superficie del sustrato y, finalmente, mostrar cómo se utilizan para procesar una superficie de sustrato sumergido en una solución tampón.

En este video se presenta la sonda de microfluidos<sup&gt; 1</sup&gt; (MFP). Se explica en detalle cómo ensamblar el MFP, montarlo sobre un microscopio invertido, y alinearla con respecto a la superficie del sustrato y, finalmente, mostrar cómo se utilizan para procesar una superficie de sustrato sumergido en una solución tampón.

La sonda de microfluidos: Operación y Uso de tratamiento de superficies localizadas

Los dispositivos microfluídicos permiten realizar ensayos utilizando cantidades mínimas de muestra y se han empleado recientemente para controlar el microambiente de las células. ...

Este procedimiento muestra cómo montar y utilizar la sonda microfluídica o MFP. Los componentes microfluídicos de la MFP son jeringas herméticas al gas, tubos capilares de vidrio, conectores micro herméticos de Upchurch y la cabeza de la MFP. Este video presentará los pasos críticos de montaje y alineación.Una vez ensamblado, el MFP puede utilizarse con una gran variedad de sustratos y reactivos para el grabado y procesamiento de superficies. Hola, soy Cecil Perot. Soy investigador postdoctoral en el laboratorio de David Yaker, del Departamento de Ingeniería Biomédica de la Universidad McGill en Montreal, Canadá.Hola, soy Mohammad Kasime. Soy candidato al doctorado en el laboratorio de David Y del departamento de ingeniería biomédica de la Universidad McGill. Hola, soy David Yoker.Soy profesor asistente en el Departamento de Ingeniería Biomédica, y me gustaría darles la bienvenida hoy a nuestra demostración sobre la sonda microfluídica. Hoy les mostraremos un procedimiento sobre el funcionamiento y uso de la sonda microfluídica. Utilizamos este procedimiento en nuestro laboratorio para el procesamiento y patrones de superficies.Así que comencemos. Para iniciar este protocolo, se utilizan jeringas y agujas de plástico para llenar jeringas de vidrio de tipo gas con reactivos, asegurándose de que no haya burbujas de aire presentes. Típicamente, usamos una jeringa de uno a 10 microlitros para la inyección y una jeringa con un volumen de cinco a 10 veces mayor para la aspiración.A continuación, utilizando conexiones herméticas de nano tamaño con bajo volumen muerto, las jeringas se conectan a tubos capilares. Los capilares se llenan luego y se revisan bajo el microscopio en busca de burbujas. El chip MFP se llena previamente con solución tampón para evitar el atrapamiento de burbujas al conectar los capilares.Finalmente, los capilares se conectan a la pieza de conexión de PDMS en la cabeza de propulsión microfabricada. Con el MFP ya ensamblado, estamos listos para comenzar su configuración. El sustrato se inserta en un soporte casero.Está fijado al portaobjetos del microscopio. La separación entre la punta de microfluídica (MFP) y el sustrato es crítica para los procesos de patrones superficiales. Mediante un soporte de tres puntos formado por tornillos micrométricos, el alineamiento horizontal se ajusta con precisión micrométrica.Esto es necesario porque el sustrato se procesa escaneándolo debajo del MFP. Para comenzar a configurar el MFP, la cabeza de la sonda se sujeta en el soporte de la sonda y se monta en la estación de sonda encima de un microscopio invertido. Luego, las jeringas se colocan en bombas de jeringa de alta precisión.A continuación, utilizando un par de goniómetros, se ajusta la alineación de la meza del MFP con el sustrato observando los anillos de Newton, también conocidos como franjas de interferencia. Estos aparecen cuando el MFP entra en contacto con el sustrato; el punto de contacto y la frecuencia de los anillos sirven como indicación de la inclinación. Cuando el MFP está alineado con la superficie, un único anillo de interferencia se extiende sobre toda la superficie.Esta medida también sirve para calibrar la separación entre la MFP y el sustrato. Con la MFP configurada, ahora estamos listos para pasar a la operación de la MFP. Durante la operación, la dispensación se controla mediante el software LabVIEW.El funcionamiento del dispositivo se visualiza a simple vista y con una cámara CCD. Antes de comenzar la aspiración adecuada, inyecte algo de líquido para asegurarse de que la jeringa de aspiración esté orientada correctamente y de que no haya burbujas. A continuación, se sumerge la MFP en el tampón.Ahora podemos comenzar la inyección del líquido mientras se monitorea el confinamiento del flujo de las perlas. La relación de inyección y aspiración varía de uno a tres hasta uno a 10, dependiendo de la difusividad del reactivo con un tampón circundante y del patrón de flujo geométrico deseado. Finalmente, la sonda ya puede utilizarse para una variedad de aplicaciones.Los patrones superficiales mostrados aquí se lograron mediante la MFP con biotina marcada con fluoresceína sobre portaobjetos de vidrio con hidrogel recubiertos de strep divide y ENC. La velocidad de flujo de inyección fue de un nanolitro por segundo, y la velocidad de flujo de aspiración fue de 10 nanolitros por segundo, utilizando jeringas de 10 y 50 microlitros, respectivamente. La separación entre la superficie y la sonda fue de cinco micrómetros.El MFP también puede utilizarse para la tinción y el procesamiento local de células y tejidos. El confinamiento del flujo prohíbe la difusión del reactivo y permite una tinción química precisa de las células. Como se muestra aquí, una monocapa de células de fibroblastos fue teñida con 100 microgramos por mililitro de dai.Así que les hemos mostrado cómo operar la sonda microfluídica. Al realizar este procedimiento, debe asegurarse de evitar cualquier burbuja en el sistema y de que la superficie de la sonda microfluídica esté paralela al sustrato. Eso es todo.Gracias por ver el video y buena suerte con sus experimentos.

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Investigación

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Biology

Biología

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