Chips Microfluidic controllati con le matrici elastomeriche microvalvola

Microfluidics offre ai biologi cellulari la tecnologia per eseguire esperimenti ad alta produttività dove è richiesta una manipolazione precisa dei fluidi. Ciao, sono Nin Chen Lee del Folk Lab presso il Dipartimento di Bioingegneria dell'Università di Washington. Oggi vi mostrerò come realizzare punte microfluidiche controllate da PDMS Micro valve array.

Il dispositivo è composto da tre strati. Il primo strato è lo strato fluidico che contiene microcamere di diverse dimensioni e il secondo strato è che lo strato di controllo contiene canali tra i due strati. C'è una sottile membrana PMS a causa dell'idrofobicità e della conformità della PMS.

La membrana si sigilla contro il suo seme, quindi isola le camere del fluido l'una dall'altra. Se applichiamo il vuoto attraverso i canali di controllo, la membrana PDMS può quindi deviare e collegare le camere del fluido precedentemente isolate. Oggi vi mostrerò un miscelatore parallelo che permette di miscelare volumi inferiori al nanolitro di soluzioni aqui a diversi rapporti di miscelazione.

E poi un passo secco dal nostro laboratorio vi mostrerà un sistema microfluidico integrato che consente di immergere più soluzioni in colture cellulari. Iniziamo. Qui vi mostro un master con le caratteristiche del polso di A SUH sopra un wafer di silicio.

Il master è stato fabbricato con le procedure fotografiche standard SUH di questo master. Possiamo creare repliche PDMS più e più volte. Per facilitare il rilascio di PDMS dai master, dobbiamo prima ize il master.

Normalmente ize master usando F foods perché stiamo lavorando con Florence Island, prima metto la cialda nell'atomizzatore e metto le goccioline della foresta e poi chiudo la camera del pattino da tavolo, accendo il vuoto, lascio il vuoto per 1, 2, 3 minuti e poi chiudo il vuoto. Lasciate evaporare per mezz'ora e poi prendete la goccia d'onda. Prima di replicare il PDMS MOD, dobbiamo prima premiscelare il prepolimero PDMS e gli agenti indurenti con un rapporto di 10 a uno.

Quindi peso un prepolimero di 31 grammi e poi peso gli agenti indurenti per 3,1 grammi e li mescolo accuratamente per cinque minuti. Il prodotto finito ha guardato questo. Dopodiché ho messo in una densità di calore per eliminare il PS per cinque o 10 minuti fino a quando non diventa chiaro.

In attesa che la sindrome premestruale si disintegri, posso incollare tubi in silicone sulla regione dello strato di controllo. Scegliamo il tubo in silicone perché è lo stesso componente del PMS, quindi in seguito può essere incorporato nel dispositivo e creare una tenuta ermetica e di tipo fluido. Ora aggiungo un po' di colla D sulla punta del piccolo pezzo di tubo di silicone e lo premo sulla zona di ingresso del master.

Quindi, affinché i tubi non superino troppo gli amplificatori di quei tubi in silicone, devono essere molto piatti quando si taglia e non si mette troppa colla sopra, sopra di essa, Spiega come stai premendo la colla. Quindi vediamo. Le regioni vengono create sia sullo sfiato che sul coperchio di ritiro.

Ora il PS è stato sviluppato. Verserò PS sopra il master. Fare attenzione a tirare i PGA che circondano i tubi.

Ora sto riversando sull'altro master che ha le caratteristiche del livello fluido. Dopo aver versato PS ai master, devono essere nuovamente debub nel dust kicker per cinque o 10 minuti. Dopo la gorgogliamento, polimerizziamo la PMS in forno a 65-70 gradi da un'ora a 24 ore.

Va bene, fantastico. Dopo due ore, la sindrome premestruale è guarita. Ora tagliamo il dispositivo PMS dal master SU e il periodo di per il livello di controllo.

Con la modalità tubi attivata, rimuoviamo la colla dalle aree di ingresso. Nei nostri dispositivi. Le regioni di ingresso vengono create sia su tre strati che su strati di controllo, ma modelliamo il tubo in silicone su un solo strato.

Ad esempio, qui solo sul livello di controllo. Per creare l'accesso allo strato di fluido, possiamo perforare la membrana sotto i tubi in silicone per creare l'accesso. In questo modo possiamo accedere a tutti questi dispositivi dall'alto, quindi è più facile eseguire la microscopia microfonica sullo stereoscopio e sul tradizionale microscopio invertito.

Ora stiamo entrando nella sala C. Per preparare le membrane CTM S, vi mostrerò come far girare la membrana PDF utilizzando lo spinner headway. Prima di mettere il wafer sulla parte superiore del controllo del wafer, ho coperto la palla con il grafico di plastica e ho posizionato il tovagliolo di carta sotto per pulire facilmente il disordine pulito in seguito.

Quindi, se è stato finalizzato, proprio come abbiamo fatto con i master prima, dopo la pulizia sull'aspirapolvere, eroso circa due millilitri del taxi PMS accanto sopra il wafer di silicio perché vogliamo avere una membrana da 11 a 12 micron a sei, il wafer verrà fatto girare a 7, 000 RTM per 20 secondi si avvia E ora direi qualcosa del tipo, Quindi qui puoi vedere il, l'ostia che gira. Lo gireremo per, per quanto tempo Dopo la centrifuga, mettiamo il fer sulla piastra calda a 85 gradi per quattro minuti. Ora la membrana PDMS è stata polimerizzata.

Successivamente ossidiamo la membrana P DM S e lo strato di controllo in un forno al plasma. Influenziamo il potere del platino al 75% e usiamo la pressione dell'ossigeno del bue di 30 PSI e il tasso di influenza di cinque. Questi parametri possono sempre essere regolati in base alle diverse applicazioni.

Accendi il dente, accendi il plasma per 30 secondi. Ora posiziona lo strato di controllo sopra la membrana. Portateli a contatto in un paio di minuti, lo strato di controllo sarà incollato alla membrana.

Dopo qualche minuto, rimuovere lo strato di controllo con la membrana. Ok, ora siamo pronti per allineare il livello di controllo al completamente chiaro. Dal momento che non siamo più nella camera bianca, usiamo la punta dello scotch per rimuovere la polvere sul completamente trasparente.

Dobbiamo anche rimuovere la membrana dall'area di ingresso degli strati di controllo. Questo serve per accedere allo strato fluido sottostante. Quindi metti lo strato di controllo con la membrana sopra lo strato di fluido.

Guarda tutte le camere del fluido della camera e le valvole. Assicurati che siano tutti allineati da sinistra a destra. Se non è allineato, puoi rimuovere il livello di controllo e ripeterlo.

Qui puoi vedere che il livello fluido e il livello di controllo sono allineati. Ora inserirò alcuni tubi più sottili in questi ingressi per collegarli alle fonti di fluido e alle fonti di pressione. Ora collegando le valvole alla fonte di pressione e collegando gli ingressi del fluido alla fonte del fluido.

Qui abbiamo due coloranti diversi, uno blu e uno giallo per aprire e chiudere le micro valvole PDMS. Utilizziamo elettrovalvole collegate a una fonte di vuoto e la forza di pressione dell'aria e le valvole sono controllate da un software di visualizzazione della luce. Ora apro il set di valvole numero uno.

Possiamo vedere che le membrane PDMS si flettono e le valvole sono aperte. Ora sto chiudendo il primo set di valvole, chiudo e apro il secondo set e chiudo. Ora tutte le Micro valvole funzionano.

Riempirò le micro camere fluidiche con due dadi diversi. Aprirò il set di valvole numero uno e userò anche un vuoto per tirare i due dadi nelle camere. Dopo che le camere sono state riempite con i dadi, chiudo il set di valvole numero uno per isolare ciascuna camera e poi accendo il set di valvole.

Numero due, per mescolare le coppie nei due array. L'apertura della valvola e la miscelazione della miscela richiedono generalmente da uno a due minuti. Dal momento che abbiamo progettato le dimensioni della camera in 10 diverse dimensioni.

Quindi abbiamo un rapporto di miscelazione di 11 rapporti diversi. Quindi, dopo che la miscelazione è terminata, chiudo la valvola e così puoi vedere ogni singola camera. Ci sono diversi rapporti di miscelazione.

Il colore è passato dal blu al verde e più al giallo. Una volta fabbricati, questi dispositivi possono potenzialmente essere utilizzati in saggi biomedici come lo screening di farmaci o studi di biologia cellulare come la chemiotassi o la risposta cellulare a diverse concentrazioni di sostanze chimiche e fattori di crescita o farmaci. Sono Chris Sip e sto per dimostrare un dispositivo che è un sistema di perfusione microfluidica integrato ed è molto simile al dispositivo precedentemente visto nella fabbricazione.

L'unica, principale differenza è che invece di avere camere separate separate da una valvola che mescola per diffusione, abbiamo più ingressi che convergono e sono controllati da valvole, uno schema di valvole multiplex. E quello che sto per dimostrare è l'azionamento selettivo delle valvole, che controllerà l'accensione o lo spegnimento di diversi ingressi. Inoltre, mostrerò il funzionamento di un canale di miscelazione integrato e l'orientamento dei gradienti.

Nella parte superiore dello schermo si vedono 16 ingressi che convergono e il flusso arriverà dall'alto verso il basso attraverso questo canale verticale e in questa rete di biforcazione, che è la camera di coltura cellulare. Quindi ora stiamo vedendo gli ingressi del passaggio a un colorante di colore blu, che scorre e si può vedere il profilo del flusso laminare mentre passa attraverso la camera. Ora stiamo facendo una combinazione di blu e giallo e poi possiamo cambiarla per creare la combinazione opposta.

Possiamo orientare la nostra pendenza sul lato destro. Possiamo creare altri tipi di gradienti. Ora questo mostra la rapida commutazione delle valvole in modo da poter alternare abbastanza rapidamente tra diverse soluzioni.

Ora stiamo alimentando il blu e il giallo attraverso questo omogeneizzatore e la soluzione esce verde nella camera e possiamo anche cambiare un numero qualsiasi di ingressi diversi. In questo caso stiamo alimentando un ingresso rosso, che sta prendendo il posto di tutta la soluzione verde. Oggi vi ho appena mostrato come realizzare dispositivi basati su valvole micro a pedale e ho dimostrato la miscelazione di due coloranti colorati in rapporti diversi come volumi inferiori al litro nitidi.

Chris del nostro laboratorio ha anche dimostrato un sistema microfluidico integrato per la profusione di diverse soluzioni. Grazie per aver guardato e buona fortuna con il tuo esperimento.