Piattaforma microfluidica pneumatica per la concentrazione di microparticelle

Summary

Il presente protocollo descrive una piattaforma microfluidica pneumatica che può essere utilizzata per un'efficiente concentrazione di microparticelle.

Abstract

Il presente articolo introduce un metodo per fabbricare e utilizzare una valvola pneumatica per controllare la concentrazione di particelle utilizzando una piattaforma microfluidica. Questa piattaforma ha una rete tridimensionale (3D) con canali fluidi curvi e tre valvole pneumatiche, che creano reti, canali e spazi attraverso la replica duplex con polidimetilsilossano (PDMS). Il dispositivo funziona in base alla risposta transitoria di una portata del fluido controllata da una valvola pneumatica nel seguente ordine: (1) carico del campione, (2) blocco del campione, (3) concentrazione del campione e (4) rilascio del campione. Le particelle sono bloccate dalla deformazione dello strato sottile del diaframma della piastra della valvola del setaccio (Vs) e si accumulano nel canale microfluidico curvo. Il fluido di lavoro viene scaricato mediante l'azionamento di due valvole on/off. Come risultato dell'operazione, tutte le particelle di vari ingrandimenti sono state intercettate e disimpegnate con successo. Quando viene applicata questa tecnologia, la pressione di esercizio, il tempo necessario per la concentrazione e la velocità di concentrazione possono variare a seconda delle dimensioni del dispositivo e dell'ingrandimento delle dimensioni delle particelle.

Introduction

Data l'importanza dell'analisi biologica, le tecnologie dei sistemi microelettromeccanici microfluidici e biomedici (BioMEMS) ^1,2 sono utilizzate per sviluppare e studiare dispositivi per la purificazione e la raccolta di micromateriali ^2,3,4. La cattura delle particelle è classificata come attiva o passiva. Le trappole attive sono state utilizzate per le forze dielettriche⁵ esterne, magnetoforetiche⁶, uditive⁷, visive⁸ o t....

Protocol

1. Progettazione della piattaforma microfluidica per la concentrazione delle particelle

1. Progettare la piattaforma microfluidica pneumatica composta da una valvola pneumatica per il flusso del fluido nella rete di flusso 3D e tre valvole pneumatiche per il funzionamento della valvola setaccio (Vs), fluido (Vf) e particella (Vp) (Figura 1).
   NOTA: Vs blocca le particelle concentrate dal liquido e Vf e Vp consentono il rilascio di fluidi e particelle dopo la concentrazione. Tre porte pneumatiche forniscono aria compressa dallo strato di alimentazione fluido/pneumatico (normalmente aperto) e dall'uscita della luce....

Results

La Figura 8 mostra la portata delle fluidità per un funzionamento a quattro stadi della piattaforma, come indicato nella Tabella 2. Il primo stadio è lo stato di caricamento (uno stato). La piattaforma è stata fornita con fluido con tutte le valvole aperte e il fluido di lavoro (Qf) e le particelle (Qp) sono quasi identici poiché la rete di canali microfluidici presenta simmetria strutturale. Nel secondo stadio (stato b), l'aria compressa è stata trasportata a Vs per bloccar.......

Discussion

Questa piattaforma fornisce un modo semplice per purificare e concentrare particelle di varie dimensioni. Le particelle vengono accumulate e rilasciate attraverso il controllo pneumatico della valvola e non si osserva alcun intasamento perché non esiste una struttura passiva. Utilizzando questo dispositivo, viene presentata la concentrazione di particelle di tre dimensioni. Tuttavia, la pressione di esercizio, il tempo necessario per la concentrazione e la velocità possono variare a seconda delle dimensioni del dispositi.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Puntura da 1,5 mm	Autoproduzione	Autoproduzione	Questa foratura è stata effettuata richiedendo un produttore di stampi basato sul Miltex® Punzone per biopsia con stantuffo (15110-15).
Wafer di silicone da 4 pollici / stampo SU-8	4science	29-03573-01	4 pollici (100) Tipo di wafer di silicone / stampo SU-8
Particella reticolata in polistirene carbossilico (24,9 μ m)	Spherotech	CPX-200-10	Campione di perline concentrato1
Flussometro	Sensirion	SLI-1000	Misurazione del flusso
Telecamera ad alta velocità	Photron	FASTCAM Mini	Osservazione della concentrazione
Piastra riscaldante	Come una	HI-1000	per la polimerizzazione di liquidi PDMS
KOVAX-SIRINGA 10 mL/siringa	Koreavaccine	22G-10ML	Riempire il canale microfluidico con acqua demineralizzata senza bolle.
Laboratorio Trattamento Conona/Plasma atmosferico	Electro-Technic	BD-20AC	Legame chip/plasma atmosferico
Polidimetilsilossano liquido, PDMS	Dow Corning Inc.	Sylgard 184	Componenti del
chip Microscopio	Olympus	IX-81	Osservazione della concentrazione
Tubi in PEEK	SAINT-GOBAIN PPL CORP.	AAD04103	Iniettare o raccogliere particelle
polistirene Particella (4.16 μ m)	Spherotech	PP-40-10	Campione concentrato di perline3
Particella di polistirene (8.49 μ m)	Spherotech	PP-100-10	Campione di perle concentrato2
Regolatore di pressione/μ flucon	AMED	μ flucon	Controllo della pressione dell'aria
Spin coater	iNexus	ACE-200	sparge il PDMS liquido sullo stampo SU-8