En une seule étape approche de manufacture des canaux microfluidiques polydiméthylsiloxane de différentes Sections géométriques par des procédés de gravure humide séquentiel

Résumé

Il existe plusieurs méthodes pour la fabrication des chaînes des sections non rectangulaire, enfouis dans des dispositifs microfluidiques polydiméthylsiloxane. La plupart d'entre eux comprendre plusieurs étapes fabrication et vaste alignement. Dans cet article, une approche en une seule étape est signalée pour fabriquer des canaux microfluidiques de différentes coupes géométriques de polydiméthylsiloxane séquentielle gravure humide.

Résumé

Matériaux de polydiméthylsiloxane (PDMS) sont exploitées essentiellement pour fabriquer des dispositifs microfluidiques à l’aide de techniques de moulage de réplique Lithographie douce. Schémas de configuration de canal personnalisés sont nécessaires pour des fonctions spécifiques et intégrée sur le rendement des dispositifs microfluidiques dans de nombreuses applications biomédicales et chimiques (par exemple, la culture cellulaire, biodétection, synthèse chimique et manipulation de liquide). En raison de la nature des approches à l’aide de plaquettes de silicium avec des couches de résine photosensible modelés par photolithographie comme maîtres moules de moulage, les canaux microfluidiques ont généralement des coupes régulières de formes rectangulaires avec des hauteurs identiques. En général, canaux avec plusieurs hauteurs ou différentes sections géométriques sont conçus pour possèdent des fonctions particulières et d’effectuer dans diverses applications de microfluidique (par exemple, hydrophoresis est utilisé pour le tri des particules et en flux continus pour séparer les globules^6,7,8,,⁹). Par conséquent, un effort important a été déposée dans la construction de canaux avec différentes sections à travers plusieurs étapes des approches comme la photolithographie à l’aide de plusieurs couches de résine photosensible et l’assemblage de différents PDMS minces feuilles. Néanmoins, de telles approches plusieurs étapes impliquent généralement toute procédure fastidieuse et vaste instrumentation. En outre, les dispositifs fabriqués ne peuvent pas exécuter régulièrement et les données expérimentales ont entraîné peuvent être imprévisibles. Ici, une approche en une seule étape est développée pour la fabrication directe des canaux microfluidiques avec différentes coupes géométriques au moyen de procédés de gravure humide séquentielle de PDMS, qui introduit le mordançage dans circuits prévus monocouche mises en incorporés dans les matériaux PDMS. Par rapport aux méthodes actuelles de fabrication des canaux microfluidiques PDMS géométries différentes, l’approche développée en une seule étape peut considérablement simplifier le processus pour fabriquer des canaux avec des sections non rectangulaire ou de différentes hauteurs. Par conséquent, la technique est un moyen de construire des canaux microfluidiques complexes, qui fournit une solution de fabrication pour la promotion de systèmes microfluidiques innovantes.

Introduction

Techniques microfluidiques ont attiré l’attention ces dernières décennies en raison de leurs avantages intrinsèques pour une variété d’applications et de la recherche biomédicale et chimique. Plusieurs options d’utilisation de matériaux pour la construction de puces microfluidiques sont disponibles de nos jours, par exemple, polymères, céramiques et matériaux de silicium. Au meilleur de notre connaissance, parmi les matières de la microfluidique, PDMS est le plus commun en raison de ses propriétés matérielles appropriées pour divers dispositifs microfluidiques recherche et applications, y compris ses compatibilités optiques et biologiques avec des particules, fluides ....

Protocole

1. fabrication des dispositifs microfluidiques avec des présentations de canal simple couche

NOTE : Dans cet article, la lithographie douce méthode³ est adopté pour la fabrication des dispositifs microfluidiques en matières PDMS, pour montrer comment fabriquer des canaux avec différentes sections.

1. Création de moules maîtres pour une couche PDMS avec des caractéristiques de conception de topologie
   1. Mises en page de canal sur une couche PDMS pour un seul processus de gravure ou de la gravure au design à la séquence.
   2. Esquissez les caractéristiques inversé de topologie de l....

Résultats

Récemment, un grand nombre d’études ont été fait sur la fabrication des dispositifs microfluidiques avec canaux de différentes sections par réplique de lithographie de moulage^13,14,15 et PDMS gravure techniques^{17 , 18 , 19 , 20 , 21}

Discussion

Durant les dernières décennies, la microfluidique a offert moyen prometteur par lequel des plateformes expérimentales pour la recherche biomédicale et chimique peuvent être construit systématiquement^{1,2,3,4, 5}. Les plates-formes ont également présenté leurs capacités d’enquêter sur plusieurs fonctions cellulaires in vivo dans des conditions physiolog.......

Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article

Nom	Entreprise	Numéro de catalogue	Commentaires
1-Méthyl-2-Pyrrolidinone	Tedia, Fairfield, OH	ME-1962
NMP Seringue de 10 ml	Becton-Dickinson, Franklin Lakes, NJ	302151 Boîte de
Pétri de 150 mm	Dogger Science	DP-43151
1H,1H,2H,2H- Perfluorooctyltrichlorosilane	Alfa Aesar, Ward Hill, MA	L16606	97 % silane  ;
4'' Silicon Dummy Wafer	Wollemi Technical, Taoyuan,	Taiwan-Acétone
	ECHO Chemical, Miaoli, Taiwan	AH3102-000000-72EC
AG Double Expose Mask Aligner	M& R Nano Technology, Taoyuan, Taïwan	AG500-4D-D-V-S-H
Biopsie Punch	Miltex, Plainsboro, NJ	33-31
Aiguille émoussée	Jensen Global, Santa Barbara, CA	Jauge 16
Tamponné Oxyde Etch	ECHO Chemical, Miaoli, Taïwan	PH3101-000000-72EC
Desicattor	A-VAC Industries, Anaheim, CA	35.10001.01
Fluorescéine sodique eau salée	Sigma-Aldrich Co., St Louis, MO	F6300
ImageJ	National Institutes of Health, Bethesda, MD	Ver. 1.51	Programme de traitement d’imagerie  ;
Microscope à fluorescence inversée  ;	Leica Microsystems, Wetzlar, Allemagne	DMI 6000 B
Alcool isopropylique (IPA)	ECHO Chemical, Miaoli, Taiwan	CMOS112-00000-72EC
Leica Application Suite  ;	Leica Microsystems GmbH	LAS X
MATLAB	MathWorks, Natick, MA	R2015b	Programmation pour l’évaluation MR
Four à convention mécanique	ThermoFisher Scientific,Waltham, MA	Lindberg Blue M MO1450C
Système de traitement au plasma	Nordson MARCH, Concord CA	PX-250	Traitement de surface au plasma d’oxygène
Polydimehtylsiloxane (PDMS)  ;	Dow Corning, Midland, MI	SYLGARD 184
Tube en polyéthylène	Becton-Dickinson and Company, Sparks, MD	427446	PE 205, 10'Spin
Coater	ELS Technology, Hsinchu, Taiwan	ELS 306MA
Photoresist à tons négatifs  ;	MicroChem, Westborough, MA	SU-8 2050
Révélateur photosensible à tons négatifs	MicroChem, Westborough, MA	Y020100	SU-8
Révélateur Plume de lame chirurgicale	, Osaka, Japon	5005093	PDMS coupeuse
Pompe à seringue	Chemyx, Houston, TX	Fusion 400
Fluorure de tétra-n-butylammonium (TBAF)	Alfa Aesar, Ward Hill, MA	A10588