Plate-forme microfluidique à entraînement pneumatique pour la concentration de microparticules

Summary

Le présent protocole décrit une plate-forme microfluidique pneumatique qui peut être utilisée pour une concentration efficace de microparticules.

Abstract

Le présent article présente une méthode de fabrication et d’exploitation d’une vanne pneumatique pour contrôler la concentration de particules à l’aide d’une plate-forme microfluidique. Cette plate-forme dispose d’un réseau tridimensionnel (3D) avec des canaux de fluide incurvés et trois vannes pneumatiques, qui créent des réseaux, des canaux et des espaces grâce à la réplication duplex avec du polydiméthylsiloxane (PDMS). Le dispositif fonctionne en fonction de la réponse transitoire d’un débit de fluide contrôlé par une vanne pneumatique dans l’ordre suivant: (1) chargement de l’échantillon, (2) blocage de l’échantillon, (3) concentration de l’échantillon et (4) libération de l’échantillon. Les particules sont bloquées par la déformation de la fine couche de diaphragme de la plaque de la vanne de tamis (Vs) et s’accumulent dans le canal microfluidique incurvé. Le fluide de travail est évacué par l’actionnement de deux vannes marche/arrêt. À la suite de l’opération, toutes les particules de divers grossissements ont été interceptées et désengagées avec succès. Lorsque cette technologie est appliquée, la pression de fonctionnement, le temps nécessaire à la concentration et le taux de concentration peuvent varier en fonction des dimensions de l’appareil et du grossissement de la taille des particules.

Introduction

En raison de l’importance de l’analyse biologique, les technologies des systèmes microélectromécaniques microfluidiques et biomédicaux (BioMEMS) ^1,2 sont utilisées pour développer et étudier des dispositifs de purification et de collecte de micromatériaux ^2,3,4. La capture de particules est classée comme active ou passive. Des pièges actifs ont été utilisés pour les forces diélectriques^{externes 5}, magnétophorétiques⁶,^{auditives 7},^....

Protocol

1. Conception de la plateforme microfluidique pour la concentration de particules

1. Concevoir la plate-forme microfluidique pneumatique composée d’une vanne pneumatique pour l’écoulement du fluide dans le réseau d’écoulement 3D et de trois vannes pneumatiques pour le fonctionnement de la vanne de tamis (Vs), de fluide (Vf) et de particules (Vp) (Figure 1).
   REMARQUE: Vs bloque les particules de concentré du liquide, et Vf et Vp permettent la libération de fluide et de particules après la concentration. Trois orifices pneumatiques fournissent de l’air comprimé à partir de la couche d’alimentation fluide/pneumatiq....

Results

La figure 8 montre le débit des débits de fluide pour une opération de plate-forme à quatre étages, comme mentionné dans le tableau 2. La première étape est l’état de chargement (un état). La plate-forme a été fournie avec du fluide avec toutes les vannes ouvertes, et le fluide de travail (Qf) et les particules (Qp) sont presque identiques car le réseau de canaux microfluidiques présente une symétrie structurelle. Dans la deuxième étape (état b), l’air comprimé a été transpo.......

Discussion

Cette plate-forme offre un moyen simple de purifier et de concentrer des particules de différentes tailles. Les particules sont accumulées et libérées par la commande pneumatique de la vanne, et aucun colmatage n’est observé car il n’y a pas de structure passive. En utilisant ce dispositif, la concentration de particules de trois tailles est présentée. Cependant, la pression de fonctionnement, le temps nécessaire à la concentration et le débit peuvent varier en fonction des dimensions de l’appareil, du grossissement de l.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Perforation de 1,5 mm	Auto-production		Auto-production Cette ponction a été réalisée en demandant à un fabricant de moules basé sur le Miltex® ; Poinçon de biopsie avec piston (15110-15) produit.
Moule de plaquette de silicium de 4 pouces / SU-8	4science	29-03573-01	4 pouces (100) Moule de plaquette de silicium de type P. / SU-8
Particules de polystyrène réticulé carboxyle (24,9 &mu ; m)	Spherotech	CPX-200-10	Échantillon de billes concentré1
Débitmètre	Sensirion	SLI-1000	Mesure de débit
Caméra à grande vitesse	Photron	FASTCAM Mini	Observation de la concentration
Plaque chauffante	Comme une	HI-1000	pour le durcissement de PDMS LIQUIDE
KOVAX-SYRINGE 10 mL/Seringue	Koreavaccine	22G-10ML	Remplissez le canal microfluidique avec de l’eau déminéralisée sans bulles.
Laboratoire Conona traiteur/Plasma atmosphérique	Electro-Technic	BD-20AC	Collage de puces/plasma atmosphérique
Polydiméthylsiloxane liquide, PDMS	Dow Corning Inc.	Sylgard 184	Composants de la puce
Microscope	Olympus	IX-81	Observation de la concentration
Tubes PEEK	SAINT-GOBAIN PPL CORP.	AAD04103	Injecter ou collecter des particules
de particule de polystyrène (4.16 &mu ; m)	Spherotech	PP-40-10	Échantillon de billes concentrées3
Particules de polystyrène(8.49 &mu ; m)	Spherotech	PP-100-10	Échantillon de billes concentré2
Régulateur de pression/&mu ; flucon	AMED	; flucon	Contrôle de la pression de l’air
Spin coater	iNexus	ACE-200	étaler le liquide PDMS sur le moule SU-8