Création de sous-50 Nm nanofluidiques Jonctions en PDMS microfluidique Chip via processus d&#39;auto-assemblage des particules colloïdales

Xi Wei; Abeer Syed; Pan Mao; Jongyoon Han; Yong-Ak Song

doi:10.3791/54145

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Article de méthode

Création de sous-50 Nm nanofluidiques Jonctions en PDMS microfluidique Chip via processus d'auto-assemblage des particules colloïdales

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DOI :

10.3791/54145

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13 mars 2016

Xi Wei¹^,² , Abeer Syed¹ , Pan Mao³ , Jongyoon Han⁴ , Yong-Ak Song¹^,²

¹Division of Engineering, New York University Abu Dhabi (NYUAD), ²Department of Chemical and Biomolecular Engineering, New York University Tandon School of Engineering, ³Newomics, Inc., ⁴Department of Electrical Engineering and Computer Science, Department of Biological Engineering, MIT

Dans cet article

Résumé

Nous proposons une technique simple d’auto-assemblage de nanoparticules colloïdales de silice pour créer une jonction nanofluidique entre deux microcanaux en polydiméthylsiloxane (PDMS). À l’aide de cette technique, une membrane de billes nanoporeuses avec une taille de pores allant jusqu’à ~45 nm a été construite à l’intérieur d’un microcanal et appliquée à la préconcentration électrocinétique d’échantillons d’ADN.

Résumé

Polydiméthylsiloxane (PDMS) est le matériau de construction en vigueur pour fabriquer des dispositifs microfluidiques en raison de sa facilité de moulage et de collage, ainsi que sa transparence. En raison de la souplesse du matériau PDMS, cependant, il est difficile à utiliser pour la construction de nanocanaux PDMS. Les chaînes ont tendance à s'effondrer facilement lors du collage de plasma. Dans cet article, nous présentons une méthode de nanoparticules colloïdales de silice auto-assemblage entraîné l'évaporation à créer des jonctions nanofluidiques avec des sous-50 nm pores entre deux microcanaux. La taille des pores ainsi que la charge de surface de la jonction nanofluidique est réglable en changeant simplement la perle de silice taille et surface fonctionnalisation colloïdale en dehors du dispositif microfluidique assemblé dans un flacon avant que le processus d'auto-assemblage. En utilisant l'auto-assemblage des nanoparticules avec une taille de goutte de 300 nm, 500 nm et 900 nm, il était possible de fabriquer une membrane poreuse ayant une taille de pores membranaires 45 nm environ 75 nm et ~ 135 nm, respectivement. Sous électriqueal potentiel, cette membrane nanoporeuse initiée concentration en ions polarisation (ICP) agissant comme une membrane sélective de cations pour concentrer l'ADN par ~ 1.700 fois pendant 15 min. Ce processus de nanofabrication non lithographique ouvre une nouvelle possibilité de construire une jonction nanofluidique accordable pour l'étude des processus de transport à l'échelle nanométrique des ions et des molécules à l'intérieur d'une puce microfluidique PDMS.

Introduction

Nanofluidique est un nouveau domaine de recherche de u TAS (Micro Systems Analysis total) pour étudier les processus biologiques ou des phénomènes de transport des ions et des molécules à l'échelle de longueur de ^{^{10 janvier au 10 février}} nm. Avec l'avènement des outils nanofluidiques tels que nanocanaux, les processus de transport des molécules et des ions peuvent être contrôlés avec une précision sans précédent et manipulés, si nécessaire, par des caractéristiques qui sont disponibles uniquement à cette échelle de longueur pour la séparation et la détection exploitation. ^1,2 L' un des ces caractéristiques nanomét....