High Throughput Microfluidic rapido ed economico prototipazione metodi a basso Packaging

L'obiettivo generale di questa procedura è quello di presentare diverse opzioni per le piattaforme di prototipazione rapida microfluidica. Ciò si ottiene fabbricando prima un interconnettore rimovibile utilizzando PDMS. Il secondo passo consiste nel fissare direttamente i microtubi nell'interconnettore o al chip microfluidico.

Successivamente, i chip microfluidici vengono assemblati e collegati a un'interfaccia elettrica. Alla fine, il fluido viene fatto fluire attraverso l'interconnettore e nel chip microfluidico a velocità diverse. Per valutare la forza dell'interconnettore PDMS, ho avuto l'idea di questo metodo durante la progettazione di un chip microfluidico ad alto ingresso elettrico e avevo bisogno di un interconnettore facilmente rimovibile per testare diversi modelli di propagazione del campo elettrico del canale ENC con un gran numero di elettrodi del canale ENC.

Per iniziare, preparare il PDMS mescolando il PDMS e l'agente indurente in un rapporto di 10 a uno, quindi degassare la miscela mettendola sotto vuoto per 60 minuti. Successivamente, preriscaldare la temperatura del forno a 80 gradi Celsius e attendere che la temperatura si stabilizzi mentre il forno si riscalda. Pulire la superficie del chip microfluidico in cui verrà posizionato l'interconnettore PDMS utilizzando etanolo.

Lasciarlo asciugare in un luogo privo di polvere. Trasferire la teglia di PDMS nel forno preriscaldato e lasciare che il PDMS polimerizzi leggermente a 80 gradi Celsius per 12-15 minuti, posizionare il chip microfluidico a cui verrà effettuato il collegamento nel forno con lo strato PDMS in modo che sia alla stessa temperatura dopo 15 minuti. Rimuovere il PDMS e il chip microfluidico dal forno di polimerizzazione.

Quindi usa una lama di rasoio per ritagliare un pezzo di PDMS di cinque per cinque millimetri. Quindi praticare due fori da due millimetri attraverso lo strato PDMS. Rimuovere il PDMS dalle piastre di Petri e posizionarlo sopra il chip microfluidico.

Fare attenzione ad allineare con precisione i fori, quindi premere delicatamente il PDMS in posizione. Con l'interconnettore in posizione, tagliare tubi in teflon di due millimetri di diametro con un diametro interno di 100 micron, utilizzando una nuova lama in modo che il bordo del microtubo finisca tagliato perpendicolarmente alla sua lunghezza. Il tubo deve essere sufficientemente lungo da poter essere collegato a una pompa a siringa senza applicare alcuna sollecitazione all'interconnettore.

Utilizzando un micro posizionatore, inserire i tubi attraverso lo strato di interconnessione PDMS, se necessario, aggiungere resina epossidica tra il tubo e il PDMS per una migliore aderenza. Quindi collegare l'altra estremità dei tubi al sistema di iniezione del liquido. In alternativa all'interconnettore basato su PDMS, è possibile utilizzare la resina epossidica per fissare in modo permanente i microtubi in posizione.

A tale scopo, utilizzare il microposizionatore per posizionare con cura il microtubo nel foro di accesso del chip microfluidico. Quindi applicare una resina epossidica standard o polimerizzabile ai raggi UV attorno ai fori di accesso e polimerizzarla secondo le specifiche del produttore. Per iniziare a saldare i connettori elettrici a pin multipli a montaggio superficiale su un circuito stampato.

Quindi ispezionare le pastiglie elettriche del chip microfluidico e pulire qualsiasi contaminazione superficiale esponendola all'ossigeno al plasma per circa 10 minuti con più o meno tempo, a seconda della quantità di pulizia richiesta. Se non viene rilevata alcuna contaminazione superficiale, è sufficiente pulire i tamponi con etanolo. Quindi, usa una lama affilata per tagliare il nastro conduttivo in piccoli pezzi di due millimetri per un millimetro in modo che abbiano le stesse dimensioni dei chip microfluidici.

Pastiglie elettriche. Quindi utilizzare una pinza pulita per posizionare il nastro conduttivo sul circuito stampato sopra i cuscinetti elettrici. Allineare il chip microfluidico con l'interconnettore già posizionato sopra il circuito stampato.

Utilizzando una macchina di allineamento, posizionare uno strato isolante come la carta sul circuito stampato per evitare cortocircuiti, quindi fissare la staffa metallica utilizzando viti e dadi a macchina con il gruppo completo. Iniziare a testare le singole configurazioni facendo scorrere acqua deionizzata attraverso la pompa a siringa. Aumentare lentamente la velocità della pompa fino a quando il sistema inizia a perdere, a quel punto è stata raggiunta la pressione massima.

Dopo l'esperimento, rimuovere i dadi delle viti a macchina e le staffe metalliche. Quindi separare delicatamente il chip microfluidico e il circuito stampato. Infine, utilizzare l'etanolo per rimuovere l'adesivo del nastro conduttivo dalle pastiglie elettriche sul circuito stampato e sul chip microfluidico prima del riassemblaggio.

Nella tabella riportata di seguito vengono confrontate tre diverse tecniche di fissaggio dei tubi di interconnessione. L'interconnettore PDMS è consigliato per l'uso con applicazioni a bassa pressione quando il design microfluidico deve essere scoperto e richiede una prototipazione rapida. La resina epossidica standard e UV fornisce una forte interconnessione e può essere utilizzata sia per applicazioni a bassa che ad alta pressione, ma crea una tenuta permanente con il dispositivo, che potrebbe essere indesiderata.

Gli interconnettori PDMS sono mostrati qui confrontati con alcune delle configurazioni di interconnettore più comuni. L'interconnettore PDMS di un millimetro di spessore può resistere a una pressione tre volte superiore rispetto all'interconnettore di 0,45 millimetri di spessore. Ciò si riferisce a cinque volte la portata per l'interconnettore di un millimetro di spessore rispetto all'interconnettore da 0,45 millimetri Una volta padroneggiata, questa tecnica può essere completata in 10-20 minuti se eseguita correttamente.