Name: מליטה מרככת עבור ייצור של PMMA ו COP מכשירי microfluidic (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-01-17T15:00:00.000+00:00
Duration: 4 min 54 s
Description: למד טכניקת מליטה מרככת לייצור מכשירי מיקרו-זרימה מפלסטיק תרמי באיכות גבוהה. השיטה מאפשרת קשרים חזקים ועמידים בין שכבות PMMA ו-COP ליישומים ביורפואיים.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

אנו מכירים תמיכה כספית מן למדעי הטבע וההנדסה מועצת המחקר של קנדה (NSERC, # 436,117-2013), האגודה לחקר הסרטן (CRS, # 20,172), מיאלומה קנדה, וגראנד אתגרים קנדה.

שים לב כי כל הצעדים המתוארים להלן פותחו וביצע בסביבה לא-חדר נקי. השלבים המליטים הממס יכולים בהחלט להתבצע cleanroom, אם הוא זמין, אך הדבר אינו הכרחי. 1. הכנת שכבות המכשיר microfluidic תרמופלסטיים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עיצוב לפברק שכבות מכשיר microfluidic מן תרמופלסטיים של בחירה, באמצעות שיטת ייצור מתאימה (למשל, micromilling 15, בלטות 16 - 18, הזרקה). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ראייה לבדוק שכבות המכשיר על מנת להבטיח כי קצוות הם &quot;נקיים&quot; (כלומר, לא קוצים או רכסים של חומר שאריות מתהליך הייצור). לקבלת התוצאות הטובות ביותר, לבדוק את כל הקצוות מיקרו-תכונה במכונה בנוסף בקצוות החיצוניים של המכשיר תחת מיקרוסקופ אופטי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אם חומר שאריות נמצא במהלך בדיקה חזותית, השתמש סכין גילוח, או אזמל כדי להסיר כל מחצלת בזהירותerial שמונעת שכבות המכשיר לנוח שטוחה נגד אחד אחר כך הממשקים של שכבות באים במגע קונפורמי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מכשיר לניקוי משטחים עם סבון מעבדה ומים ויבש עם אוויר דחוס. לצלול שכבות מכשיר 2-propanol למשך 2 דקות ויבשות עם אוויר דחוס. </li></ol> 2. Bonding מרכך <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כן עיתונות מחוממת (עבור PMMA) או פלטה חשמלית (עבור COP). <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לקבלת PMMA (אקריליק היצוק, טמפרטורת מעבר כוס ~ 100-110 מעלות צלזיוס) 18 עיתונאים מחממים עד 70 מעלות צלזיוס, ולאפשר טמפרטורה לייצב. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עבור COP (טמפרטורת המעבר זכוכית של 102 מעלות צלזיוס, מיצרן), מחממים פלטה חשמלית ל -25 מעלות צלזיוס, ולאפשר הטמפרטורה לייצב. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כן ממס עבור תהליך מליט. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לקבלת PMMA, למדוד 0.5 מ&quot;ל של אתנול לאינץ &#39;מרובע של שטח מליטה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עבור COP, להכין תערובת 65:35 של 2-propanol ו cyclohexane, שנינותחה נפח כולל של 0.5 מיליליטר של התערובת לאינץ &#39;מרובע של שטח מליט. הערה: לקבלת COP, משתמשת זכוכית טפטפות ומכולות, כמו cyclohexane תתמוסס מעבדתי פוליפרופילן משותפת. בצע את כל הערבוב המליט במנדף, כמו cyclohexane הוא רעיל. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לוותר 0.1 מיליליטר של ממס לאינץ &#39;מרובע של שטח מליט בין שכבות פלסטיק לנקות ולהביא את השכבות יחד. ראייה לבדוק בועות אוויר על הממשק המליט, אשר נפוצות, ויש להסירם ככל האפשר. הערה: זה מועיל לעבוד במהירות ברגע הממס כבר לוותר, כמו ממסים נדיפים יתחילו להתאדות (ומכאן, תערובות ממסות תשתנינה רכב). <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אם בועות נוכחות, והחלק את שתי שכבות פלסטיק לאורך הממשק המליט כך שהם כמעט מתפרקים (אבל לשמור על קשר), ולאחר מכן להחליק אותם שוב ביחד. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יישר את השכבות של המכשיר עם סיכות יישור,לנענע מותאם אישית, או פשוט על ידי יד (ראה סעיף דיון לפרטים נוספים). <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אם באמצעות סיכות יישור, יישר את החורים של הפינים, והכנס את הסיכות לתוך הערימה המכשירה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אם אתה משתמש לנענע מותאם אישית, הכנס את מחסנית המכשיר לתוך לנענע והדק סביב המכשיר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אם יישור ביד, להשתמש באצבעות כדי ליישר את הקצוות החיצוניים של המכשיר. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את המכשיר עם הממס לתוך העיתונות מחומם מראש (עבור PMMA) או על פלטה חשמלית מחומם מראש (עבור COP). <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לקבלת PMMA, להחיל 2,300 kPa בלחץ למשך 2 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עבור COP, להחיל 350 kPa בלחץ. העלו את הטמפרטורה מ -25 ° C עד 70 ° C בשיעור של 5 ° C / min. לאחר שהגיע 70 ° C (לאחר 9 דקות), ואג&quot;ח בהיקף של 15 דקות נוספות. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להשתמש בפינצטה כדי להסיר את ההתקן החם בבטחה לבדיקה. Bonding הושלמה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את כל הנוזל הנותר במכשיר (ב microchannels או featur אחריםes). <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לקבלת PMMA, להסיר כל נוזל הנותר עם אוויר דחוס. עבור COP, במקום התקן מלוכדות על פלטה חמה ואופים בחום של 45 מעלות צלזיוס למשך 24 שעות כדי להסיר כל cyclohexane הנותרים. </li></ol></li></ol>

<ol><li>Beebe, D. J., Mensing, G. A., Walker, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Physics+and+applications+of+microfluidics+in+biology%5BTitle%5D)+AND+%22Annual+Review+of+Biomedical+Engineering%22%5BJournal%5D)">Physics and applications of microfluidics in biology.</a> Annual Review of Biomedical Engineering. 4, 261-286 (2002).</li>
<li>Situma, C., Hashimoto, M., Soper, S. a <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Merging+microfluidics+with+microarray-based+bioassays%5BTitle%5D)+AND+%22Biomolecular+Engineering%22%5BJournal%5D)">Merging microfluidics with microarray-based bioassays.</a> Biomolecular Engineering. 23 (5), 213-231 (2006).</li>
<li>Paguirigan, A. L., Beebe, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microfluidics+meet+cell+biology%3A+Bridging+the+gap+by+validation+and+application+of+microscale+techniques+for+cell+biological+assays%5BTitle%5D)+AND+%22BioEssays%22%5BJournal%5D)">Microfluidics meet cell biology: Bridging the gap by validation and application of microscale techniques for cell biological assays.</a> BioEssays. 30 (9), 811-821 (2008).</li>
<li>Young, E. W. K., Beebe, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fundamentals+of+microfluidic+cell+culture+in+controlled+microenvironments%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Society+Reviews%22%5BJournal%5D)">Fundamentals of microfluidic cell culture in controlled microenvironments.</a> Chemical Society Reviews. 39 (3), 1036-1048 (2010).</li>
<li>Duffy, D. C., McDonald, J. C., Schueller, O. J. A., Whitesides, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rapid+Prototyping+of+Microfluidic+Systems+in+Poly%28dimethylsiloxane%29%5BTitle%5D)+AND+%22Analytical+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Rapid Prototyping of Microfluidic Systems in Poly(dimethylsiloxane).</a> Analytical Chemistry. 70 (23), 4974-4984 (1998).</li>
<li>Berthier, E., Young, E. W. K., Beebe, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Engineers+are+from+PDMS-land%2C+Biologists+are+from+Polystyrenia%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+on+a+Chip%22%5BJournal%5D)">Engineers are from PDMS-land, Biologists are from Polystyrenia.</a> Lab on a Chip. 12 (7), 1224-1237 (2012).</li>
<li>Sackmann, E. K., Fulton, A. L., Beebe, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+present+and+future+role+of+microfluidics+in+biomedical+research%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">The present and future role of microfluidics in biomedical research.</a> Nature. 507 (7491), 181-189 (2014).</li>
<li>Young, E. W. K., Berthier, E., Beebe, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Assessment+of+enhanced+autofluorescence+and+impact+on+cell+microscopy+for+microfabricated+thermoplastic+devices%5BTitle%5D)+AND+%22Analytical+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Assessment of enhanced autofluorescence and impact on cell microscopy for microfabricated thermoplastic devices.</a> Analytical Chemistry. 85 (1), 44-49 (2013).</li>
<li>Wallow, T. I., Morales, A. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Low-distortion%2C+high-strength+bonding+of+thermoplastic+microfluidic+devices+employing+case-II+diffusion-mediated+permeant+activation%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+on+a+Chip%22%5BJournal%5D)">Low-distortion, high-strength bonding of thermoplastic microfluidic devices employing case-II diffusion-mediated permeant activation.</a> Lab on a Chip. 7 (12), 1825-1831 (2007).</li>
<li>Tsao, C. W., DeVoe, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bonding+of+thermoplastic+polymer+microfluidics%5BTitle%5D)+AND+%22Microfluidics+and+Nanofluidics%22%5BJournal%5D)">Bonding of thermoplastic polymer microfluidics.</a> Microfluidics and Nanofluidics. 6 (1), 1-16 (2009).</li>
<li>Young, E. W. K., Berthier, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rapid+prototyping+of+arrayed+microfluidic+systems+in+polystyrene+for+cell-based+assays%5BTitle%5D)+AND+%22Analytical+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Rapid prototyping of arrayed microfluidic systems in polystyrene for cell-based assays.</a> Analytical Chemistry. 83 (4), 1408-1417 (2011).</li>
<li>Truckenmüller, R., Henzi, P., Herrmann, D., Saile, V., Schomburg, W. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bonding+of+polymer+microstructures+by+UV+irradiation+and+subsequent+welding+at+low+temperatures%5BTitle%5D)+AND+%22Microsystem+Technologies%22%5BJournal%5D)">Bonding of polymer microstructures by UV irradiation and subsequent welding at low temperatures.</a> Microsystem Technologies. 10 (5), 372-374 (2004).</li>
<li>Tsao, C. W., Hromada, L., Liu, J., Kumar, P., DeVoe, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Low+temperature+bonding+of+PMMA+and+COC+microfluidic+substrates+using+UV%2Fozone+surface+treatment%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+on+a+Chip%22%5BJournal%5D)">Low temperature bonding of PMMA and COC microfluidic substrates using UV/ozone surface treatment.</a> Lab on a Chip. 7 (4), 499-505 (2007).</li>
<li>Wan, A. M. D., Sadri, A., Young, E. W. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Liquid+phase+solvent+bonding+of+plastic+microfluidic+devices+assisted+by+retention+grooves%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+on+a+Chip%22%5BJournal%5D)">Liquid phase solvent bonding of plastic microfluidic devices assisted by retention grooves.</a> Lab on a Chip. 15 (18), 3785-3792 (2015).</li>
<li>Guckenberger, D. J., de Groot, T. E., Wan, A. M. D., Beebe, D. J., Young, E. W. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Micromilling%3A+a+method+for+ultra-rapid+prototyping+of+plastic+microfluidic+devices%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+on+a+Chip%22%5BJournal%5D)">Micromilling: a method for ultra-rapid prototyping of plastic microfluidic devices.</a> Lab on a Chip. 15 (11), 2364-2378 (2015).</li>
<li>Cameron, N. S., Roberge, H., Veres, T., Jakeway, S. C., John Crabtree, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High+fidelity%2C+high+yield+production+of+microfluidic+devices+by+hot+embossing+lithography%3A+rheology+and+stiction%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+on+a+Chip%22%5BJournal%5D)">High fidelity, high yield production of microfluidic devices by hot embossing lithography: rheology and stiction.</a> Lab on a Chip. 6 (7), 936(2006).</li>
<li>Yang, S., Devoe, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microfluidic+device+fabrication+by+thermoplastic+hot-embossing%5BTitle%5D)+AND+%22Methods+in+Molecular+Biology%22%5BJournal%5D)">Microfluidic device fabrication by thermoplastic hot-embossing.</a> Methods in Molecular Biology. 949, 115-123 (2013).</li>
<li>Konstantinou, D., Shirazi, A., Sadri, A., Young, E. W. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Combined+hot+embossing+and+milling+for+medium+volume+production+of+thermoplastic+microfluidic+devices%5BTitle%5D)+AND+%22Sensors+and+Actuators+B%3A+Chemical%22%5BJournal%5D)">Combined hot embossing and milling for medium volume production of thermoplastic microfluidic devices.</a> Sensors and Actuators B: Chemical. 234, 209-221 (2016).</li>
<li>Maszara, W. P., Goetz, G., Caviglia, A., McKitterick, J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bonding+of+silicon+wafers+for+silicon-on-insulator%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Applied+Physics%22%5BJournal%5D)">Bonding of silicon wafers for silicon-on-insulator.</a> Journal of Applied Physics. 64 (10), 4943(1988).</li>
<li>Bhattacharyya, A., Klapperich, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanical+and+chemical+analysis+of+plasma+and+ultraviolet-ozone+surface+treatments+for+thermal+bonding+of+polymeric+microfluidic+devices%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+on+a+Chip%22%5BJournal%5D)">Mechanical and chemical analysis of plasma and ultraviolet-ozone surface treatments for thermal bonding of polymeric microfluidic devices.</a> Lab on a Chip. 7 (7), 876-882 (2007).</li>
</ol>

החוקרים מצהירים כי אין להם אינטרסים כלכליים מתחרים.

היתכנותו של אסטרטגיות מליטה הפוטנציאל תלוי הציוד זמין. בעוד כיריים הן תופעה שכיחות יחסית ומשקולת ניתן לרכוש בזול, אסטרטגיות בלחץ גבוה תחייבנה את השימוש של עיתונות מחוממת. לדוגמא, מתכון מליטת PMMA האופטימלי שלנו דורש בלחץ גבוה כדי להתחבר עם אתנול (ראה טבלה 1), ואת הלחץ הנדרש אינו בר השגה עבור גדלי מכשיר טיפוסיים באמצעות משקולות חופשיות. לכן, אם רק פלטה חשמלית ומשקלות זמינים, PMMA יכול להיות קשור במקום עם ממס שונה (75% אצטון במים). בנוסף, שימוש בממיסים הדורשים במנדף...

מיקרופלואידיקה התפתחה בעשרים השנים האחרונות כטכנולוגיה גם מתאים ללמוד כימיה ופיזיקה בבית microscale 1, ועם הבטחה הגוברת לתרום משמעותית למחקר בביולוגיה 2 - 4. רוב תקני microfluidic היסטורי נעשה מתוך פולי (dimethylsiloxane) (PDMS), אלסטומר סיליקון כי הוא קל לשימוש, זול, ומציע שכפול תכונה באיכות גבוהה 5. עם זאת, PDMS יש מתועד היטב ליקויים אינה עולה בקנה אחד עם ייצור בנפח גבוה תהליכים 6,7, וככזה, חלה מגמה הולכת וגוברת של בודה מכשירים microfluidic מחומרים תרמופלסטיים, בשל הפוטנציאל שלהם לייצור המוני ובכך מסחור. אחד המחסומים העיקריים לאימוץ של microfabrication פלסטיק רחב יותר כבר השיג מליט איכות קלה, גבוהה של מכשירי פלסטיק. אסטרטגיות נוכחיות להעסיק thermal, דבק, וטכניקות מליטה ממסות, אך רב סובלים אתגרים משמעותיים. מליטה תרמית מגדיל autofluorescence 8 ולעתים קרובות ומעווה גיאומטריות microchannel 9 - 11, בעוד טכניקות דבקות דורשות שבלונות, יישור זהיר, ובסופו של דבר לעזוב את העובי של הדבקה החשופה אל microchannel 10. מליטה מרכך אטרקטיבית בשל הפשטות שלה, tunability, ועלות נמוכה 10,12 - 14. בפרט, tunability שלה מאפשר אופטימיזציה עבור מגוון רחב של פלסטיק, אשר יכול להניב עקבי, מליט באיכות גבוהה ממזער עיוות של microfeatures 14. במהלך מליטה ממסה, וחשיפה לחומריים מגבירה את הניידות של שרשרות פולימר קרוב לפני השטח של הפלסטיק, המאפשר דיפוזיה יתר של רשתות על פני הממשק המליט. זה גורם הסתבכות באמצעות שלובים מכאניים של השרשרות לשדר, ואת תוצאת ap10 האג&quot;ח hysical. מליטת תרמי עובדת בצורה דומה, אך מסתמכת על טמפרטורה גבוהה לבד להגדיל ניידות שרשרת. לפיכך, שיטות תרמיות דורשות טמפרטורות ליד או מעל מעבר הזכוכית של הפולימר, ואילו השימוש בממסים יכול להפחית באופן משמעותי את הטמפרטורה דרושה מליט, ובכך להפחית עיוות בלתי רצויה. אנו מספקים פרוטוקול ספציפי עבור מליטה היא PMMA והתקני COP. עם זאת, פרוטוקול זה ושיטה מתארים גישה פשוטה, גנרי מליט ממס של מכשירי microfluidic תרמופלסטיים כי ניתן להתאים חומרים פלסטיים אחרים, ממסים, וציוד זמין. אנו מתארים שיטות רבות להערכת האיכות של אג&quot;ח (למשל, כיסוי אג&quot;ח, חוזק קשר, עמידות אג&quot;ח, דפורמציה של גיאומטריות microfeature), ולספק גישות לפתרון בעיות כדי לטפל באתגרים אלה נפוצים.

<table><tbody><tr><td>COP</td><td>Zeonor</td><td>604Z1020R080</td><td>כדורי COP 20 ק"ג - 1020R. ניתן להשתמש במספר ספקים, אך עשויים להשפיע על מאפייני ההדבקה.</td></tr><tr><td>PMMA</td><td>McMaster Carr</td><td>8560K173</td><td>עובי גיליון 1.5 מ"מ עבור היישומים האופייניים שלנו. ניתן להשתמש במספר ספקים, אך עשויים להשפיע על מאפייני ההדבקה.</td></tr><tr><td>ציקלוהקסאן</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>227048</td><td>ציקלוהקסאן, נטול מים, 99.5%. ניתן להשתמש במספר ספקים. רעיל, דורש אדים.</td></tr><tr><td>אתנול</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>24102</td><td>אתנול, מוחלט, &ge; 99.8% (GC). ניתן להשתמש במספר ספקים.</td></tr><tr><td>אצטון</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>179124</td><td>אצטון, מגיב ACS ו-ge; 99.5%. ניתן להשתמש במספר ספקים.</td></tr><tr><td>2-פרופנול</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td></td><td>278475-2-פרופנול, נטול מים, 99.5%. ניתן להשתמש במספר ספקים.</td></tr><tr><td>פלטות חמות</td> <td>טורי פיינס סיינטיפיק</td><td>HP60</td><td>פלטה דיגיטלית הניתנת לתכנות מלא. ניתן להשתמש במספר ספקים.</td></tr><tr><td>משקולות חופשיות</td><td>כובע משקולת</td><td>RPG # 2</td><td>צלחת ברזל יצוק סטנדרטית. ניתן להשתמש במספר ספקים ובמשקלים שונים.</td></tr><tr><td>מכבש מחומם</td><td>Carver</td><td>Auto CH</td><td>Auto מכבש הידראולי מחומם. ניתן להשתמש במספר ספקים. מכבש שמתאים למכסה אדים יאפשר את הגמישות הרבה ביותר (דגם זה לא).</td></tr><tr><td>מכונת כרסום CNC</td><td>Tormach</td><td>PCNC 770</td><td>טחנת CNC 3 צירים. ניתן להשתמש במספר ספקים.</td></tr><tr><td>טחנות קצה</td><td>שונות</td><td></td><td>גדלים נדרשים שונים תלויים בעיצובים. ניתן להשתמש במספר ספקים.</td></tr></tbody></table>

מליטה מרככת עבור ייצור של pmma ו cop מכשירי microfluidic

Solvent Bonding for Fabrication of PMMA and COP Microfluidic Devices

מכשירי microfluidic תרמופלסטיים מציעים יתרונות רבים על פני אלה עשויים אלסטומרים סיליקון, אך הליכים מליטים יש לפתח עבור כל תרמופלסטיים עניין. מליטה מרככת היא שיטה פשוטה תכליתית שיכול לשמש כדי לפברק מכשירים ממגוון פלסטיק. ממס מתאים מתווסף בין שתי שכבות המכשיר להיות מלוכד, ואת החום ולחץ מוחלים על המכשיר כדי להקל על המליטה. באמצעות שילוב מתאים של ממס, פלסטיק, חום, לחץ, המכשיר יכול להיות אטום עם קשר באיכות גבוהה, מאופיין כבעל כיסוי אג&quot;ח גבוה, חוזק קשר, בהירות אופטית, עמידות לאורך זמן, ועיוות נמוכה או ניזק microfeature גֵאוֹמֶטרִיָה. אנו מתארים את הליך התקנים מליטים עשויים משני תרמופלסטיים פופולריים, פולי (מתיל-methacrylate) (PMMA), ופולימר אולפינים-סקל (COP), כמו גם מגוון רחב של שיטות כדי לאפיין את איכות האג&quot;ח וכתוצאה מכך, ואסטרטגיות כדי Troubleshoot אג&quot;ח באיכות נמוכה. ניתן להשתמש בשיטות אלה כדי לפתח פרוטוקולים מליטים ממס חדשים למערכות פלסטיק ממסים אחרות.

סכמטי של ההליך המליט הממס הכללי מוצג באיור 1. הדרך הקלה ביותר כדי להעריך את איכות קשר היא לבדוק כיסוי אג&quot;ח חזותי, מאז כיסוי אג&quot;ח העני גלוי בקלות כאזורים של פלסטיק לא מחובר, והוא מעיד על מליטה חלשה. אזורים כאלה הם בדרך כלל בקצוות חינם ליד (למשל, בפריפריה של מכשיר, או ליד יציאות פתוחות או microchannels), וגם לעתים קרובות יכולים להופיע סביב כל חלקיקי אבק או לכלוך על הממשק המליט. כיסוי אג&quot;ח מסכן בשל מליטה חלשה ה...

מליטה מרככת היא שיטה פשוטה תכליתית עבור בודת מכשירי microfluidic תרמופלסטיים עם אג&quot;ח באיכות גבוהה. אנו מתארים פרוטוקול להשיג חזק, אג&quot;ח ברור אופטי ב PMMA והתקני microfluidic COP המשמרים פרטי microfeature, על ידי שילוב מושכל של לחץ, טמפרטורה, ממס מתאים, וגיאומטריה מכשירה.

מליטה מרככת עבור ייצור של PMMA ו COP מכשירי microfluidic

Thermoplastic microfluidic devices offer many advantages over those made from silicone elastomers, but bonding procedures must be developed for each ...

המטרה הכוללת של טכניקה זו היא לספק שיטה פשוטה ורב-גונית לייצור התקני מיקרופלואידיקה מתרמופלסטיים עם חיבורים באיכות גבוהה. הליך חיבור הממס (solvent bonding) יאפשר לנו לייצר התקני מיקרופלואידיקה תרמופלסטיים עמידים בעלי חיבור חזק עבור מגוון יישומים, ממערכות תרבית תאים מיקרופלואידיות ועד לאבות-טיפוס של כלי אבחון בנקודת הטיפול (point of care). היתרון המרכזי של טכניקה זו הוא שהיא מאפשרת לחבר במהירות ובקלות שכבות של התקנים תרמופלסטיים.ניתן להתאים את הפרוצדורה בקלות להדבקה של חומרים תרמופלסטיים שונים. תכננו וייצרו שכבות של התקן מיקרופלואידי מהחומר התרמופלסטי הנבחר, תוך שימוש בשיטת ייצור מתאימה. בצעו בדיקה חזותית של שכבות ההתקן כדי לוודא שהקצוות נקיים, ללא שבבים או בליטות של שאריות חומר מתהליך הייצור.לקבלת התוצאות המיטביות, יש לבדוק את כל קצוות המיקרו-מאפיינים שעובדו, בנוסף לקצוות החיצוניים של ההתקן, תחת מיקרוסקופ אופטי. אם נמצאו שאריות חומר במהלך הבדיקה הוויזואלית, השתמש בסכין גילוח או בסקלפל כדי להסיר בזהירות כל חומר המונע מהשכבות של ההתקן להישען אחת על השנייה בצורה שטוחה, כך שממשקי השכבות יגיעו למגע קונפורמי. לאחר מכן, נקה את משטחי ההתקן עם סבון למעבדה ומים.ולבסוף, ייבשו בעזרת אוויר דחוס. לאחר טבילת שכבות המכשיר ב-2-propanol למשך שתי דקות, ייבשו אותן בעזרת אוויר דחוס. סרטון זה מודגם באמצעות poly methyl methacrylate, המכונה בקיצור PMMA.אנא עיינו בפרוטוקול הטקסט עבור שינויים קלים בהליך בעת שימוש בפולימר אולפין ציקלי, או COP. חממו מראש מכבש מחומם ל-70 °C והמתינו להתייצבות הטמפרטורה. כדי להכין את הממס לתהליך ההדבקה, מדדו 0.5 milliliters של אתנול לכל אינץ' רבוע של שטח ההדבקה עבור PMMA.חשוב להחיל נפח מתאים של ממס על שכבות המכשיר, מכיוון שעדף של ממס עלול להוביל לקשיים ביישור השכבות. יש להניח 0.1 milliliters של ממס לכל אינץ' רבוע של שטח ההדבקה בין שכבות הפלסטיק המנוקות ולהצמיד את השכבות זו לזו. יש לבחון חזותית את ממשק ההדבקה כדי לאתר בועות אוויר, הנפוצות במצב זה ויש להסירן ככל האפשר.במידה וישנן בועות, החליקו את שתי השכבות הפלסטיות לאורך ממשק ההדבקה כך שיהיו קרובות להיפרדות. לאחר מכן, החליקו אותן בחזרה זו אל זו. כדי ליישר את שכבות המכשיר באופן ידני, השתמשו באצבעות כדי ליישר את הקצוות החיצוניים של המכשיר.אם נדרש יישור מדויק יותר, יש להוסיף תומכי פינה בצורת L כדי להחזיק את שכבות המכשיר יחד. לאחר מכן, מקמו את המכשיר עם הממס בתוך המכבש שחומם מראש והפעילו לחץ של 2,300 kPa למשך שתי דקות. השתמשו בפינצטה כדי להוציא בבטחה את המכשיר החם לבדיקה.תהליך ההדבקה הושלם כעת. לבסוף, הסירו כל נוזל שנותר במכשיר באמצעות אוויר דחוס. מוצגים כאן תוצאות מייצגות של זוג שכבות של המכשיר לפני ניקוי ואחרי ניקוי.שכבות המכשיר שויפו כדי להסיר שבבים. תמונה מייצגת של מכשיר אליו הוסף ממס מראה בועות הנוכחות על פני השטח של ההדבקה, שעלולות לעכב את ההדבקה. לעומת זאת, ממס המפוזר היטב וללא בועות מוביל לקשרי הדבקה חזקים ובאיכות גבוהה.אידוי מהיר של הממס במהלך החימום עלול להוביל לאזורים של חומר שאינו קשור סביב הקצוות החופשיים של ההתקן, מה שגורם לכיסוי הדבקה דל, לדליפות במבנים המיקרופלואידיים ולחוזק הדבקה כללי נמוך. אזורים אלו נראים ככתמים בהירים עם פסיי התאבכות צבעוניים. מערכת ממס-פלסטיק מותאמת תשיג כיסוי הדבקה וחוזק טובים ותמזער נזקים למבנים המיקרוסקופיים, תוך שהיא אוטמת אותם כראוי.ברגע שהשיטה נלמדה, ניתן לייצר עיצוב חדש של התקן תרמופלסטי תוך שעתיים בלבד, בתנאי שטכניקת ההדבקה תבוצע כהלכה. זכרו כי עבודה עם cyclohexane עלולה להיות מסוכנת ויש לבצעה תחת מכסוף תוך לבישת ציוד מגן אישי. לאחר צפייה בסרטון זה, תעמדו לרשותכם שיטה פשוטה ורב-גונית לייצור התקני מיקרופלואידיקה תרמופלסטיים בעלי קשרי הדבקה איכותיים, חסרי דליפות ומתאימים לשימוש בתרביות תאים וביישומים של אבחון בנקודת הטיפול (point of care).

solvent-bonding-for-fabrication-of-pmma-and-cop-microfluidic-devices

Research

JoVE Journal

Engineering

הנדסה

בסרטון הזה אנחנו מדגימים איך להשתמש במכשיר נוירון microfluidic בלי מליטה פלזמה.

Non-Bonding פלזמה של PDMS עבור ייצור זולה של מכשירים microfluidic

אנו מציגים פרוטוקול לסינתזה של מיקרו-הידרוג'לים של Janus המורכבים כולו מאותו חומר בסיס, poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPAAm), עם בסיס מבנה ממודר בבירור על הפרדת הפאזה של תמיסת מונומר NIPAAm סופר-רוויה. המיקרו-הידרוג'לים המסונתזים של Janus מראים תכונות ייחודיות כגון היענות תרמו-אניזוטרופית ויכולת העמסה אורגנופילית/הידרופילית.

סינתזה של פולי (<em&gt; N</em&gt; -isopropylacrylamide) יאנוס Microhydrogels בשל חוסר תגובה Thermo אניזוטרופי ו Organophilic / טוען הידרופיליות יכולת

יצירת תחליבים כפולים מיקרופלואידיים כוללת בדרך כלל מכשירים עם יכולת הרטבה מעוצבת או רכיבי זכוכית בהתאמה אישית. כאן אנו מתארים את הייצור והבדיקה של מחולל תחליב כפול שכולו פולידימתילסילוקסן (PDMS) שאינו דורש טיפול פני שטח או תהליכי ייצור מסובכים, ומסוגל לייצר תחליבים כפולים עד 14 מיקרומטר.

זוגי אמולסיה דור שימוש בהתקן זרימת פוקוס Co-הצירית polydimethylsiloxane (PDMS)

אנו מציעים טכניקת הרכבה עצמית פשוטה של ננו-חלקיקים קולואידיים של סיליקה כדי ליצור צומת ננו-פלואידית בין שני מיקרו-ערוצים בפולידימתילסילוקסן (PDMS). באמצעות טכניקה זו, קרום חרוז ננו-נקבובי בגודל נקבוביות של עד ~45 ננומטר נבנה בתוך מיקרו-ערוץ והוחל על ריכוז מוקדם אלקטרוקינטי של דגימות DNA.

יצירת צומת תת-50 ננומטר ננו-נוזלי ב PDMS Microfluidic שבב באמצעות תהליך ההרכבה העצמית של חלקיקים קולואיד

אנו מציגים שיטה חדשה microfluidic מבוסס סינתזה של מסגרות אורגניות קוולנטיים (COF). אנו מדגימים כיצד גישה זו יכולה לשמש לייצור סיבי COF רציפה, וגם 2D או 3D מבנים COF על משטחים.

Microfluidic מבוסס סינתזה של מסגרות אורגני קוולנטי (COF): כלי לייצור רציף של סיבים COF והדפסה ישירה על משטח

המטרה של הליך זה היא לייצר בקלות, במהירות מכשיר microfluidic עם גאומטריה להתאמה אישית והתנגדות נפיחות על ידי נוזלים אורגניים ללימודי שחזור שמן. תבנית polydimethylsiloxane שנוצר first, ואז השתמש להטיל את המכשיר על בסיס אפוקסי. הזחה נציג מחקר הוא דיווח.

מכשירי Microfluidic אפיון תהליכים אירוע בקנה מידה נקבובית בתקשורת נקבובי עבור יישומים התאוששות שמן

פרוטוקול זה מתאר את הזיוף של התקנים microfluidic מ- MY133-V2000 כדי לסלק חפצים שעולות לעתים קרובות microchannels עקב המדדים השבירה המאולתר בין מבנים microchannel של תמיסה מימית. פרוטוקול זה משתמש של מחזיק אקרילי כדי לדחוס את המכשיר שעברו אנקפסולציה, שיפור הדבקות הן מבחינה כימית והן מבחינה מכנית.

ייצור של התקנים השבירה-אינדקס-מתאימים עבור מיקרופלואידיקה ביו

כאן אנו מציגים פרוטוקול כדי לעצב והרכיבו מכשירים מיקרופלואידים מותאמים אישית עם השקעה פיננסית וזמן מינימלי. המטרה היא להקל על אימוץ טכנולוגיות microflu, מעבדות מחקר ביו והגדרות חינוכיות.

ייצור מהיר של התקני מיקרופלואידיג מותאמים אישית למחקר וליישומים חינוכיים

Microfluidics הוא כלי רב עוצמה לפיתוח בדיקות אבחון. עם זאת, ציוד וחומרים יקרים, כמו גם טכניקות ייצור וטיפול מייגע, נדרשים לעתים קרובות. כאן אנו מפרטים את פרוטוקול הייצור של התקן מיקרופלואידי אקרילי עבור אימונו-אנליזות מגנטיות מבוססות מיקרו וננו-חלקיקים בסביבה זולה ופשוטה לשימוש.

מיקרומילינג בקרה נומרי ממוחשב של מכשיר אקרילי מיקרופלואידי עם הגבלה מדורגת עבור בדיקות חיסוניות מבוססות ננו-חלקיקים מגנטיים

פרוטוקול זה מתאר סדרה של שיטות לסינתזה של אבני הבניין של המיקרוג'ל עבור פיגומים של חלקיקים חישוליים מיקרו-נקבוביים, אשר יכולים לשמש למגוון יישומי רפואה רגנרטיבית.

סינתזה מיקרופלואידית של אבני בניין מיקרוג'ל עבור פיגום חלקיקים מחושלים מיקרו-נקבוביים

פרוטוקול זה מתאר שלוש שיטות אטימה פשוטות לייצור מכשיר מיקרופלואידי היברידי המשלב רכיבי פוליקרבונט וסיליקון. על ידי יישום קשרי ממס, דחיסה תרמית ואסטרטגיות דחיסה מכנית, אנו מאפשרים טכניקות אטימה אמינות בטמפרטורות נמוכות, הנמנעות מציוד מיוחד למכשירים מיקרופלואידיים היברידיים.

שיטות בנייה למכשירים מיקרופלואידיים היברידיים מפוליקרבונט-סיליקון

למד טכניקת מליטה מרככת לייצור מכשירי מיקרו-זרימה מפלסטיק תרמי באיכות גבוהה. השיטה מאפשרת קשרים חזקים ועמידים בין שכבות PMMA ו-COP ליישומים ביורפואיים.

מליטה מרככת עבור ייצור של PMMA ו COP מכשירי microfluidic

גלה סרטונים נוספים