Los chips de microfluidos controlado con matrices elastoméricas microválvula

La microfluídica ofrece a los biólogos celulares la tecnología para realizar experimentos de alto rendimiento donde se requiere un manejo preciso de fluidos. Hola, soy Nin Chen Lee, del Folk Lab del Departamento de Bioingeniería de la Universidad de Washington. Hoy te voy a mostrar cómo hacer puntas microfluídicas controladas por PDMS Micro valve array.

El dispositivo consta de tres capas. La primera capa es la capa fluida que contiene microcámaras de diferentes tamaños, y la segunda capa es la capa de control que contiene canales entre las dos capas. Existe una membrana delgada de PMS debido a la hidrofobicidad y el cumplimiento de PMS.

La membrana se sella contra su semilla, por lo que aísla las cámaras de fluido entre sí. Si aplicamos vacíos a través de los canales de control, la membrana PDMS puede entonces desviar y enlazar las cámaras de fluido previamente aisladas. Hoy os voy a enseñar un mezclador paralelo que permite mezclar volúmenes sub nanolitros de soluciones aquí en diferentes proporciones de mezcla.

Y luego, un paso nítido de nuestro laboratorio le mostrará un sistema microfluídico integrado que permite profusar múltiples soluciones en cultivos celulares. Empecemos. Aquí te muestro un máster con características de muñeca de A SUH encima de una oblea de silicona.

El máster se fabricó a partir de los procedimientos estándar de fotografía SUH de este máster. Podemos hacer réplicas de PDMS una y otra vez. Para facilitar la liberación de PDMS de los maestros, primero necesitamos izar el maestro.

Normalmente usamos alimentos F porque estamos trabajando con Florence Island, primero pongo la oblea en el ator y pongo las gotas del bosque y luego cierro la cámara de patinaje del escritorio, enciendo la aspiradora, dejo la aspiradora durante 1, 2, 3 minutos y luego cierro la aspiradora. Deje que se evapore durante media hora y luego tome la ola gota. Antes de replicar MOD PDMS, primero debemos premezclar el prepolímero PDMS y los agentes de curado en una proporción de 10 a uno.

Así que peso un prepolímero de 31 gramos y luego peso los agentes de curado durante 3,1 gramos y los mezclo bien durante cinco minutos. El producto final se fijó en esto. Después de eso, pongo en un calor de densidad para desbarbar el PS durante cinco a 10 minutos hasta que se aclare.

Mientras espero a que el PMS se desvanezca, puedo pegar tubos de silicona en la región de la capa de control. Elegimos el tubo de silicona porque es el mismo componente del PMS, por lo que luego se puede incrustar en el dispositivo y crear un sello hermético y de tipo fluido. Ahora agrego un poco de cemento D pegamento en la punta del pequeño trozo de tubo de silicona y lo presiono sobre el área de entrada del maestro.

Entonces, para que los tubos no sobrepasen demasiado los amperios de esos tubos de silicona deben ser muy planos cuando cortes y no pongas demasiado pegamento encima, encima, explica cómo estás presionando el pegamento. Veamos. Se crean regiones tanto en la ventilación como en la extracción de la tapa.

Ahora el PS ha sido desarrollado. Voy a verter PS encima del maestro. Tenga cuidado de tirar de los PGA que rodean los tubos.

Ahora estoy vertiendo en el otro maestro que tiene las características de la capa fluida. Después de verter PS a los maestros, tienen que ser debub nuevamente en el pateador de polvo durante cinco a 10 minutos. Después de burbujear, curamos el PMS en el horno a 65 a 70 grados desde una hora hasta 24 horas.

Está bien, genial. Después de dos horas, el SPM se ha curado. Ahora cortamos el dispositivo PMS del maestro SU y el período de para la capa de control.

Con el modo de tubos activado, retiramos el pegamento de las zonas de entrada. En nuestros dispositivos. Las regiones de entrada se crean tanto en tres capas como en capas de control, pero solo colocamos el tubo de silicona en una capa.

Por ejemplo, aquí solo en la capa de control. Para crear acceso a la capa de fluido, podemos perforar la membrana debajo de los tubos de silicona para crear acceso. Así que podemos acceder a todos esos dispositivos desde la parte superior para que sea más fácil hacer microscopía de micrófono en estereoscopio y el microscopio invertido tradicional.

Ahora vamos a entrar en la sala C. Para preparar las membranas CTM S, te voy a enseñar a girar la membrana PDFs con el spinner de avance. Antes de poner la oblea en la parte superior del control de obleas, cubrí la bola con el gráfico de plástico y coloqué la toalla de papel debajo para facilitar la limpieza del desorden limpio posterior.

Entonces, si se ha finalizado, al igual que lo que hicimos con los maestros antes, después de limpiar en la aspiradora, dispenso unos dos mililitros del taxi PMS a continuación encima de la oblea de silicio porque queremos tener una membrana de seis de 11 a 12 micras, la oblea se girará a 7, 000 RTM durante 20 segundos y ahora diría algo como, Así que aquí pueden ver la oblea girando. Lo giraremos durante el tiempo que sea Después de girar, ponemos el fer en la placa caliente a 85 grados durante cuatro minutos. Ahora la membrana PDMS ha sido curada.

A continuación, oxidamos la membrana P DM S y la capa de control en un horno de plasma. Afectamos el poder del platino al 75% y usamos la presión de oxígeno del buey de 30 PSI y la tasa de gripe de cinco. Esos parámetros siempre se pueden ajustar de acuerdo con las diferentes aplicaciones.

Encienda la púa, encienda el plasma durante 30 segundos. Ahora coloque la capa de control encima de la membrana. Póngalos en contacto en un par de minutos, la capa de control se unirá a la membrana.

Pasados unos minutos, retire la capa de control con la membrana. Bien, ahora estamos listos para alinear la capa de control con la completamente clara. Como ya no estamos en la sala limpia, usamos la punta adhesiva para eliminar el polvo en la sala completamente transparente.

También necesitamos quitar la membrana del área de entrada de las capas de control. Esto es para hacer acceso a la capa de fluido inferior. Así que coloque la capa de control con la membrana encima de la capa de fluido.

Mire todas las cámaras, las cámaras de fluidos y las válvulas. Asegúrate de que todos estén alineados de izquierda a derecha. Si no está alineada, puede eliminar la capa de control y volver a hacerla.

Aquí puede ver que la capa de fluido y la capa de control están alineadas. Ahora insertaré algunos tubos más delgados en estas entradas para que se conecte a las fuentes de fluido y las fuentes de presión. Ahora conecte las válvulas a la fuente de presión y conecte las entradas de fluido a la fuente de fluido.

Aquí tenemos dos tintes diferentes, uno azul y otro amarillo para abrir y cerrar las micro válvulas PDMS. Utilizamos válvulas solenoides conectadas a una fuente de vacío y la fuerza de presión del aire y las válvulas están controladas por un software de visualización de luz. Ahora estoy abriendo el juego de válvulas número uno.

Podemos ver que las membranas del PDMS se desvían y las válvulas están abiertas. Ahora estoy cerrando el primer primer juego de las válvulas, cierre y abra el segundo juego, abra y cierre. Ahora todas las microválvulas están funcionando.

Voy a llenar las cámaras micro fluídicas con dos dados diferentes. Abriré el juego de válvulas número uno y también usaré una aspiradora para tirar de los dos dados hacia las cámaras. Después de que las cámaras estén llenas de dados, cierro el juego de válvulas número uno para aislar cada cámara y luego enciendo el juego de válvulas.

Número dos, mezclar los pares en las dos matrices. La apertura de la válvula y la mezcla de mezcla generalmente tardan de uno a dos minutos. Ya que diseñamos tamaños de cámara en 10 tamaños diferentes.

Así que tenemos una proporción de mezcla de 11 proporciones diferentes. Entonces, una vez terminada la mezcla, cierro la válvula y así puede ver cada cámara individual. Hay diferentes proporciones de mezcla.

El color cambió de azul a verde y luego a amarillo. Una vez fabricados, estos dispositivos pueden utilizarse potencialmente en ensayos biomédicos, como la detección de fármacos o estudios de biología celular, como la quimiotaxis o la respuesta celular a diferentes concentraciones de productos químicos y factores de crecimiento o fármacos. Soy Chris Sip y voy a hacer una demostración de un dispositivo que es un sistema integrado de perfusión microfluídica y es muy similar al dispositivo visto anteriormente en la fabricación.

La única diferencia principal es que en lugar de tener cámaras separadas por una válvula que se mezclan por difusión, tenemos múltiples entradas que convergen y están controladas por válvulas, un esquema de válvulas multiplex. Y lo que voy a demostrar es el accionamiento selectivo de válvulas, que controlarán el encendido o apagado de diferentes entradas. Además, mostraré el funcionamiento de un canal de mezcla integrado y la dirección de gradientes.

En la parte superior de la pantalla se ven 16 entradas que están convergiendo y el flujo va a venir de arriba hacia abajo a través de este canal vertical y hacia esta red de bifurcación, que es la cámara de cultivo celular. Así que ahora estamos viendo que las entradas de cambio a un tinte de color azul, que fluye y se puede ver el perfil de flujo laminar a medida que pasa por la cámara. Ahora estamos haciendo una combinación de azul y amarillo y luego podemos cambiar esto para crear la combinación opuesta.

Podemos dirigir nuestra pendiente hacia el lado derecho. Podemos crear otros tipos de degradados. Ahora, esto muestra el cambio rápido de válvulas para que podamos alternar bastante rápido entre diferentes soluciones.

Ahora estamos alimentando azul y amarillo a través de este homogeneizador y la solución sale verde en la cámara y también podemos cambiar cualquier número de entradas diferentes. En este caso, estamos alimentando una entrada roja, que está tomando el lugar de toda la solución verde. Hoy les acabo de mostrar cómo hacer dispositivos basados en válvulas de micro patas y destrostro la mezcla de dos tintes de color en diferentes proporciones como volúmenes de sub litros crujientes.

Chris, de nuestro laboratorio, también demostró un sistema microfluídico integrado para la profusión de diferentes soluciones. Gracias por mirar y buena suerte con tu propio experimento.