Puces microfluidiques contrôlée avec les tableaux microvanne élastomère

La microfluidique offre aux biologistes cellulaires la technologie nécessaire pour effectuer des expériences à haut débit où une manipulation précise des fluides est requise. Bonjour, je suis Nin Chen Lee du Folk Lab du Département de Bio-ingénierie de l’Université de Washington. Aujourd’hui, je vais vous montrer comment fabriquer des pointes microfluidiques contrôlées par un réseau de microvannes PDMS.

L’appareil se compose de trois couches. La première couche est la couche fluidique qui contient des microchambres de différentes tailles, et la deuxième couche est la couche de contrôle qui contient des canaux entre les deux couches. Il existe une fine membrane PMS en raison de l’hydrophobie et de la compliance du PMS.

La membrane scelle contre sa graine, isolez donc les chambres de fluide les unes des autres. Si nous appliquons des vides à travers les canaux de contrôle, la membrane PDMS peut alors dévier et relier les chambres de fluide précédemment isolées. Aujourd’hui, je vais vous montrer un mélangeur parallèle qui permet de mélanger des volumes inférieurs au nanolitre de solutions d’aquis à différents rapports de mélange.

Et puis une étape nette de notre laboratoire va vous montrer un système microfluidique intégré qui permet de profuser plusieurs solutions dans les cultures cellulaires. Commençons. Ici, je vous montre un master avec les caractéristiques du poignet d’un SUH sur une plaquette de silicium.

Le master a été fabriqué à partir des procédures de photographie SUH standard de ces masters. Nous pouvons faire des répliques PDMS encore et encore. Pour faciliter la libération du PDMS à partir des maîtres, nous devons d’abord ize le maître.

Nous maîtrisons normalement l’utilisation d’aliments F parce que nous travaillons avec l’île de Florence, je mets d’abord la plaquette dans l’ator et mets les gouttelettes de la forêt, puis je ferme la chambre de patin du bureau, allume l’aspirateur, laisse l’aspirateur pendant 1, 2, 3 minutes puis ferme l’aspirateur. Laissez le s’évaporer pendant une demi-heure, puis prenez la goutte d’onde. Avant de répliquer le PDMS MOD, nous devons d’abord pré-mélanger le prépolymère PDMS et les agents de durcissement dans un rapport de 10 pour un.

Je pèse donc un prépolymère de 31 grammes, puis je pèse les agents de durcissement pour 3,1 grammes et je les mélange soigneusement pendant cinq minutes. Le produit fini regardait cela. Après cela, je mets dans une chaleur de densité pour débuber le PS pendant cinq à 10 minutes jusqu’à ce qu’il devienne clair.

En attendant que le PMS se dégrade, je peux coller des tubes en silicone sur la région de la couche de contrôle. Nous choisissons un tube en silicone car il s’agit du même composant que le PMS, de sorte qu’il peut ensuite être intégré dans l’appareil et créer un joint étanche à l’air et fluide. Maintenant, j’ajoute un peu de colle D sur l’extrémité du petit morceau de tube en silicone et je le presse sur la zone d’entrée du master.

Donc, pour que les tubes ne dépassent pas trop les ampères de ces tubes en silicone, ils doivent être très plats lorsque vous coupez et vous ne mettez pas trop de colle par-dessus, par-dessus, expliquez comment vous appuyez sur la colle. Alors voyons voir. Des régions sont créées à la fois sur l’évent et le couvercle.

Aujourd’hui, le PS a été développé. Je vais verser du PS sur le master. Veillez à ne pas tirer les PGA autour des tubes.

Maintenant, je verse sur l’autre master qui a les caractéristiques de la couche fluide. Après avoir versé du PS aux maîtres, ils doivent être à nouveau débubés dans le kicker de poussière pendant cinq à dix minutes. Après ébullition, nous durcissons le PMS au four à 65 à 70 degrés d’une heure à 24 heures.

D’accord, super. Après deux heures, le syndrome prémenstruel a été guéri. Maintenant, nous coupons le périphérique PMS du maître SU et la période de pour la couche de contrôle.

Avec le mode tubes en place, nous retirons la colle des zones d’entrée. Dans nos appareils. Des zones d’entrée sont créées à la fois sur trois couches et sur les couches de contrôle, mais nous ne modelons le tube en silicone que sur une seule couche.

Par exemple, ici uniquement sur la couche de contrôle. Pour créer un accès à la couche fluide, nous pouvons percer la membrane sous les tubes en silicone pour créer un accès. Donc, nous, nous pouvons accéder à tous ces appareils par le haut, il est donc plus facile de faire de la microscopie microscopique sur le stéréoscope et le microscope inversé traditionnel.

Maintenant, nous entrons dans la salle C. Pour préparer les membranes CTM S, je vais vous montrer comment faire tourner la membrane PDFs à l’aide de la flèche de tête. Avant de mettre la plaquette sur le dessus de la plaquette, j’ai recouvert la boule dans le graphique en plastique et placé la serviette en papier en dessous pour faciliter le nettoyage des dégâts propres par la suite.

Donc, s’il a été finalisé, tout comme ce que nous avons fait avec les maîtres avant, après avoir nettoyé à l’aspirateur, je distribue environ deux millilitres du taxi PMS ensuite sur la plaquette de silicium parce que nous voulons avoir une membrane à six de 11 à 12 microns, la plaquette sera filée à 7 000 RTM pendant 20 secondes elle démarre Et maintenant je dirais quelque chose comme, Donc, ici, vous pouvez voir la, la plaquette tourner. Nous allons le faire tourner pendant, pendant combien de temps Après l’essorage, nous mettons le fer sur la plaque chauffante à 85 degrés pendant quatre minutes. Maintenant, la membrane PDMS a été guérie.

Nous oxydons ensuite la membrane P DM S et la couche de contrôle dans un four à plasma. Nous affectons la puissance du platine à 75 % et utilisons la pression d’oxygène du bœuf de 30 PSI et le taux de grippe de cinq. Ces paramètres peuvent toujours être ajustés en fonction de différentes applications.

Allumez la dent, allumez le plasma pendant 30 secondes. Placez maintenant la couche de contrôle sur la membrane. Mettez-les en contact : en quelques minutes, la couche de contrôle sera collée à la membrane.

Après quelques minutes, retirez la couche de contrôle avec la membrane. D’accord, nous sommes maintenant prêts à aligner la couche de contrôle sur le, pour qu’elle soit totalement claire. Comme nous ne sommes plus dans la salle blanche, nous utilisons le scotch tip pour enlever la poussière sur le complètement clair.

Nous devons également retirer la membrane de la zone d’entrée des couches de contrôle. Il s’agit de faire l’accès à la couche fluide inférieure. Mettez donc la couche de contrôle avec la membrane sur la couche de fluide.

Regardez toutes les chambres de fluide de la chambre et les vannes. Assurez-vous qu’ils sont tous alignés de gauche à droite. S’il n’est pas aligné, vous pouvez supprimer le calque de contrôle et le refaire.

Ici, vous pouvez voir que la couche fluide et la couche de contrôle sont alignées. Maintenant, je vais insérer des tubes plus minces dans ces entrées pour qu’il se connecte aux sources de fluide et aux sources de pression. Connectez maintenant les vannes à la source de pression et connectez les entrées de fluide à la source de fluide.

Ici, nous avons deux colorants différents, un bleu et un jaune pour ouvrir et fermer les microvannes PDMS. Nous utilisons des électrovannes connectées à une source de vide et à une force de pression d’air et les vannes sont contrôlées par un logiciel de visualisation de la lumière. Maintenant, j’ouvre le jeu de soupapes numéro un.

On peut voir les membranes PDMS fléchir et les vannes sont ouvertes. Maintenant, je ferme le premier premier ensemble de vannes, je ferme et j’ouvre le deuxième ensemble et je ferme. Maintenant, toutes les microvannes fonctionnent.

Je vais remplir les chambres microfluidiques avec deux dés différents. Je vais ouvrir le jeu de vannes numéro un et également utiliser un vide pour tirer les deux dés dans les chambres. Une fois que les chambres sont remplies de dés, je ferme le jeu de vannes numéro un pour isoler chaque chambre, puis j’allume le jeu de soupapes.

Numéro deux, pour mélanger les paires dans les deux réseaux. L’ouverture de la vanne et le mélange prennent généralement entre une et deux minutes. Depuis, nous avons conçu des tailles de chambre en 10 tailles différentes.

Nous avons donc un rapport de mélange de 11 rapports différents. Donc, une fois le mélange terminé, je ferme la vanne et vous pouvez voir chaque chambre individuelle. Il existe différents rapports de mélange.

La couleur est passée du bleu au vert à plus au jaune. Une fois fabriqués, ces dispositifs peuvent potentiellement être utilisés dans des essais biomédicaux tels que le criblage de médicaments ou des études de biologie cellulaire telles que la chimiotaxie ou la réponse cellulaire à différentes concentrations de produits chimiques et de facteurs de croissance ou de médicaments. Je m’appelle Chris Sip et je vais faire la démonstration d’un dispositif qui est un système de perfusion microfluidique intégré et qui est très similaire au dispositif précédemment vu en fabrication.

La seule et principale différence est qu’au lieu d’avoir des chambres séparées par une vanne qui se mélangent par diffusion, nous avons plusieurs entrées qui convergent et sont contrôlées par des vannes, un schéma de soupape multiplex. Et ce que je vais démontrer, c’est l’actionnement sélectif des vannes, qui contrôleront différentes entrées activées ou désactivées. De plus, je montrerai le fonctionnement d’un canal de mixage intégré et le pilotage des dégradés.

En haut de l’écran, vous voyez 16 entrées qui convergent et le flux va venir du haut vers le bas à travers ce canal vertical et dans ce réseau de bifurcation, qui est la chambre de culture cellulaire. Nous voyons maintenant les entrées de passage à un colorant de couleur bleue, qui s’écoule et vous pouvez voir le profil d’écoulement laminaire lorsqu’il traverse la chambre. Maintenant, nous faisons une combinaison de bleu et de jaune, puis nous pouvons l’inverser pour créer la combinaison opposée.

Nous pouvons orienter notre pente vers la droite. Nous pouvons créer d’autres types de dégradés. Maintenant, cela montre la commutation rapide des soupapes, de sorte que nous pouvons alterner assez rapidement entre différentes solutions.

Maintenant, nous alimentons en bleu et jaune à travers cet homogénéisateur et la solution sort verte dans la chambre et nous pouvons également commuter n’importe quel nombre d’entrées différentes. Dans ce cas, nous alimentons une entrée rouge, qui remplace toute la solution verte. Aujourd’hui, je viens de vous montrer comment fabriquer des appareils à base de soupapes à micro-pieds et j’ai démontré le mélange de deux colorants de couleur dans des proportions différentes comme des volumes inférieurs au litre.

Chris de notre laboratoire a également fait la démonstration d’un système microfluidique intégré pour une profusion de différentes solutions. Merci d’avoir regardé et bonne chance pour votre propre expérience.