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Strumenti di microfluidica sono diventati utili per scienziati nella ricerca biologica e chimica. Dovuto l'utilizzazione di basso volume, capacità di misurazione rapida, profili di flusso ben definiti, microfluidica ha guadagnato la trazione in genomica e proteomica ricerca, high throughput screening, diagnostica medica, nanotecnologia e cella singola analisi1,2,3,4. Inoltre, la flessibilità del design dei dispositivi microfluidici consente prontamente ricerca di scienza di base, ad esempio indagando la dinamica spazio-temporale di colonie batteriche colta5.
Molti tipi di sistemi di iniezione di fluido sono stati sviluppati per fornire con precisione il flusso di dispositivi microfluidici. Esempi di tali sistemi di iniezione peristaltiche e pompe di ricircolo6, regolatore di pressione sistemi7e pompe a siringa8. Questi sistemi di iniezione, tra cui pompe a siringa, sono spesso composti da componenti costosi precisione costruita. Aumentando questi sistemi con controllo di feedback a circuito chiuso della pressione nel flusso di uscita aumenta il costo di questi sistemi. In risposta, abbiamo precedentemente sviluppato un sistema di pompa siringa robusto, a basso costo che utilizza il controllo di feedback a circuito chiuso per regolare la pressione di flusso di output. Utilizzando il controllo di pressione del circuito chiuso, la necessità di costosi componenti di altissima precisione è abrogato9.
La combinazione di conveniente stampa 3D hardware e una crescita significativa in associato software open-source ha fatto la progettazione e la fabbricazione di dispositivi microfluidici sempre più accessibile ai ricercatori da una varietà di discipline10. Tuttavia, i sistemi utilizzati per fluido in auto attraverso questi dispositivi rimangono costosi. Per soddisfare questa esigenza per un sistema di controllo fluidi di basso costo, abbiamo sviluppato un design che possa essere fabbricato dai ricercatori in laboratorio, che richiedono solo un piccolo numero di fasi dell'assemblaggio. Nonostante il suo basso costo e semplice montaggio, questo sistema può fornire un controllo di flusso preciso e fornisce un'alternativa ai sistemi a pompa siringa commercialmente disponibili, ciclo chiuso, che può essere proibitivo.
Qui, forniamo i protocolli per la costruzione e l'utilizzo del ciclo chiuso controllato siringa sistema pompa abbiamo sviluppato (Figura 1). Il fluido sistema di gestione è composto da una pompa a siringa fisico ispirata da un precedente studio11, un microcontrollore e un sensore di pressione piezoresistivo. Quando montato e programmato con un regolatore di proporzionale-integrale-derivato (PID), il sistema è in grado di erogare un flusso ben regolato, pressione-driven per dispositivi microfluidici. Questo fornisce un'alternativa di basso costo e flessibile ai prodotti commerciali ad alto costo, consentendo un più ampio gruppo di ricercatori di utilizzare microfluidica nel loro lavoro.