Name: Bonding solvente per la fabbricazione di PMMA e COP dispositivi microfluidici (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-01-17T15:00:00.000+00:00
Duration: 4 min 54 s
Description: Impara la tecnica di bonding solvente per fabbricare dispositivi microfluidici in PMMA e COP con giunzioni di alta qualità. Questo metodo versatile permette di creare sistemi durevoli per colture cellulari e diagnostica.

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Ringraziamo il sostegno finanziario del Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada (NSERC, #436117-2013), della Cancer Research Society (CRS, #20172), di Myeloma Canada e di Grand Challenges Canada.

Si noti che tutti i passi descritti di seguito sono stati sviluppati ed eseguito in un ambiente non-camera sterile. I passi bonding solvente può certamente essere eseguite in una camera sterile, se disponibile, ma questo non è necessario. 1. Preparazione di termoplastici microfluidici Livelli dispositivo <ol><li> Progettare e fabbricare strati dispositivo microfluidica dalla termoplastico di scelta, utilizzando un metodo di fabbricazione adeguato (per esempio, micromilling 15, goffratura 16 - 18, stampaggio ad iniezione). </li><li> Visivamente strati di dispositivi per assicurare che i bordi sono &quot;puliti&quot; (cioè, senza sbavature o creste di materiale residuo dal processo di fabbricazione). Per ottenere risultati ottimali, controllare tutti micro-includono bordi lavorati oltre ai bordi esterni del dispositivo al microscopio ottico. </li><li> Se il materiale residuo viene rilevato durante l&#39;ispezione visiva, usare una lama di rasoio, o bisturi per rimuovere attentamente qualsiasi tappetinoerial che impedisce gli strati del dispositivo dalla disteso uno contro l&#39;altro in modo che le interfacce degli strati entrano in contatto conformazionale. </li><li> dispositivo di pulire le superfici con sapone di laboratorio e l&#39;acqua e asciugare con aria compressa. Immergere strati dispositivo in 2-propanolo per 2 minuti e asciugare con aria compressa. </li></ol> 2. Bonding solvente <ol><li> Preparare pressa riscaldata (per PMMA) o piastra riscaldante (COP). <ol><li> Per PMMA (acrilico colato, temperatura di transizione vetrosa ~ 100-110 ° C) 18 preriscaldamento premere a 70 ° C, e consentire temperatura si stabilizzi. </li><li> Per COP (temperatura di transizione vetrosa di 102 ° C, dal produttore), preriscaldare piastra riscaldante a 25 ° C, e consentire temperatura si stabilizzi. </li></ol></li><li> Preparare solvente per processo di incollaggio. <ol><li> Per PMMA, misurare 0,5 ml di etanolo per pollice quadrato di area di incollaggio. </li><li> Per COP, preparare una miscela 65:35 di 2-propanolo e cicloesano, ingegnoha volume totale di 0,5 ml della miscela per pollice quadrato di area di incollaggio. NOTA: per COP, utilizzare pipette di vetro e contenitori, come cicloesano si dissolverà comune labware polipropilene. Eseguire tutte miscelazione e incollaggio in una cappa aspirante, come cicloesano è tossico. </li></ol></li><li> Versare 0,1 ml di solvente per pollice quadrato di area legame tra gli strati di plastica puliti e portare insieme gli strati. Visivamente bolle d&#39;aria all&#39;interfaccia di legame, che sono comuni, e dovrebbero essere rimossi il più possibile. NOTA: E &#39;utile per lavorare rapidamente una volta che il solvente è stato erogato, come solventi volatili cominceranno ad evaporare (e, di conseguenza, miscele di solventi cambieranno in composizione). <ol><li> Se le bolle sono presenti, far scorrere i due strati di plastica lungo l&#39;interfaccia di legame in modo che quasi si disfano (ma rimanere in contatto), e quindi far scorrere di nuovo insieme. </li></ol></li><li> Allineate gli strati del dispositivo con i perni di allineamento,una giga personalizzato, o semplicemente a mano (vedere la sezione di discussione per ulteriori dettagli). <ol><li> Se utilizzando perni di allineamento, allineare i fori per i perni, e inserire i perni nello stack dispositivo. </li><li> Se si utilizza una maschera personalizzata, inserire la pila dispositivo nella maschera e stringere intorno al dispositivo. </li><li> Se allineare manualmente, utilizzare le dita per allineare i bordi esterni del dispositivo. </li></ol></li><li> Posizionare il dispositivo con solvente nella stampa pre-riscaldato (per PMMA) o sulla piastra di pre-riscaldato (COP). <ol><li> Per PMMA, applicare 2.300 kPa di pressione per 2 min. </li><li> Per COP, applicare 350 kPa di pressione. Aumentare la temperatura da 25 ° C a 70 ° C ad una velocità di 5 ° C / min. Dopo aver raggiunto i 70 ° C (dopo 9 min), legame per altri 15 min. </li></ol></li><li> Utilizzare le pinzette per rimuovere in sicurezza il dispositivo caldo per l&#39;ispezione. Bonding è ora completa. </li><li> Rimuovere eventuali residui di liquido nel dispositivo (in microcanali o altri featurES). <ol><li> Per PMMA, rimuovere il liquido in eccesso con aria compressa. Per COP, posizionare dispositivo incollato sulla piastra e cuocere in forno a 45 ° C per 24 ore per eliminare ogni residuo di cicloesano. </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>

Gli autori dichiarano di non avere interessi finanziari concorrenti.

La fattibilità di potenziali strategie di incollaggio dipende dalle attrezzature disponibili. Mentre le piastre riscaldanti sono relativamente comuni e i pesi liberi possono essere acquistati a buon mercato, le strategie ad alta pressione richiedono l'uso di una pressa riscaldata. Ad esempio, la nostra ricetta ottimale di incollaggio del PMMA richiede un'alta pressione per legarsi con l'etanolo (vedere la Tabella 1) e la pressione richiesta non è raggiungibile per le dimensioni tipiche dei dispositivi ch...

Microfluidica è emerso nel corso degli ultimi venti anni come la tecnologia adatta per lo studio chimica e fisica alla microscala 1, e con crescente promessa di contribuire in modo significativo alla ricerca di biologia 2-4. La maggior parte dei dispositivi microfluidici stata storicamente fatta da poli (dimetilsilossano) (PDMS), un elastomero siliconico che è facile da usare, poco costoso, e offre alta qualità funzionalità di replica 5. Tuttavia, PDMS ha carenze ben documentato ed è incompatibile con elevati volumi di fabbricazione processi 6,7, e come tale, c&#39;è stata una crescente tendenza fabbricazione di dispositivi microfluidici da materiali termoplastici, a causa del loro potenziale per la produzione di massa e quindi commercializzazione. Uno dei principali ostacoli alla più ampia adozione di microfabbricazione di plastica sta realizzando facile, incollaggio di alta qualità dei dispositivi di plastica. strategie attuali impiegano tHermal, adesivi, e le tecniche di incollaggio di solventi, ma molti soffrono di sfide significative. Incollaggio termico aumenta autofluorescenza 8 e spesso deforma geometrie microcanali 9 - 11, mentre le tecniche adesive richiedono stencil, allineamento preciso, ed infine lasciato lo spessore dell&#39;adesivo esposto al microcanali 10. Bonding solvente è attraente grazie alla sua semplicità, tunability, e basso costo 10,12 - 14. In particolare, la sua tunability consente ottimizzazione per una varietà di materie plastiche, che possono produrre coerente, bonding alta qualità che riduce al minimo la deformazione di microfeatures 14. Durante bonding solvente, esposizione solvente aumenta la mobilità delle catene polimeriche vicino alla superficie della plastica, che permette inter-diffusione catene attraverso l&#39;interfaccia bonding. Questo fa sì che entanglement tramite interblocco meccanico delle catene diffusore e si traduce in aplegame hysical 10. incollaggio termico funziona in modo simile, ma si basa sulla temperatura elevata solo aumentare la mobilità della catena. Così, metodi termici richiedono temperature prossime o superiori alla transizione vetrosa del polimero, mentre l&#39;uso di solventi può ridurre significativamente la temperatura necessaria per l&#39;incollaggio, e quindi ridurre la deformazione indesiderata. Forniamo un protocollo specifico per l&#39;incollaggio sia PMMA e dispositivi COP. Tuttavia, questo protocollo e metodo descrive un approccio semplice, generico per incollaggio con solvente di dispositivi microfluidici termoplastici che può essere adattato per altre materie plastiche, solventi e apparecchiature disponibili. Descriviamo numerosi metodi per la valutazione della qualità delle obbligazioni (ad esempio, la copertura legame, forza di adesione, durata legame, e la deformazione di geometrie microfeature), e di fornire approcci di risoluzione dei problemi per affrontare queste sfide comuni.

<table><tbody><tr><td>COP</td><td>Zeonor</td><td>604Z1020R080</td><td>20 kg Pellet COP - 1020R. È possibile utilizzare più fornitori, ma possono influire sulle caratteristiche di adesione.</td></tr><tr><td>Lamiera di PMMA</td><td>McMaster Carr</td><td>8560K173</td> spessore <td>1,5 mm per le nostre applicazioni tipiche. È possibile utilizzare più fornitori, ma possono influire sulle caratteristiche di adesione.</td></tr><tr><td>Cicloesano</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>227048</td><td>Cicloesano, anidro, 99,5%. È possibile utilizzare più fornitori. Tossico, richiede cappa fumaria.</td></tr><tr><td>Etanolo</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>24102</td><td>Etanolo, assoluto, &ge; 99,8% (GC). È possibile utilizzare più fornitori.</td></tr><tr><td>Acetone</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>179124</td><td>Acetone, reagente ACS, &ge; 99.5%. È possibile utilizzare più fornitori.</td></tr><tr><td>2-propanolo</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>278475</td><td>2-propanolo, anidro, 99,5%. È possibile utilizzare più fornitori.</td></tr><tr><td>Piastra riscaldanteTorrey</td> <td>Pines Scientific</td><td>HP60</td><td>Piastra riscaldante digitale completamente programmabile. È possibile utilizzare più fornitori.</td></tr><tr><td>Pesi liberi</td><td>Cap Barbell</td><td>RPG#2</td><td>Piastra standard in ghisa. È possibile utilizzare più fornitori e pesi diversi.</td></tr><tr><td>Pressa riscaldata</td><td>Carver</td><td>Auto CH</td><td>Pressa idraulica riscaldata serie Auto. È possibile utilizzare più fornitori. Una pressa che si inserisce in una cappa aspirante consentirebbe la massima flessibilità (questo modello no).</td></tr><tr><td>Fresatrice CNC</td><td>Tormach</td><td>PCNC 770</td><td>Fresa CNC a 3 assi. È possibile utilizzare più fornitori.</td></tr><tr><td>Frese</td><td>a candela Varie</td><td>Varie</td><td>Le dimensioni richieste dipendono dai disegni. È possibile utilizzare più fornitori.</td></tr></tbody></table>

bonding solvente per la fabbricazione di pmma e cop dispositivi microfluidici

Solvent Bonding for Fabrication of PMMA and COP Microfluidic Devices

dispositivi microfluidici termoplastici offrono molti vantaggi rispetto a quelli a base di elastomeri di silicone, ma le procedure di incollaggio devono essere sviluppate per ogni termoplastico di interesse. bonding solvente è un metodo semplice e versatile che può essere utilizzato per fabbricare dispositivi da una varietà di plastiche. Viene aggiunto un solvente appropriato tra due strati di dispositivo da incollare, e il calore e pressione vengono applicati al dispositivo per facilitare l&#39;incollaggio. Utilizzando una combinazione appropriata di solvente, di plastica, il calore e la pressione, il dispositivo può essere sigillato con un legame di alta qualità, caratterizzato come avere una copertura ad alta legame, forza di adesione, la chiarezza ottica, durata nel tempo, e bassa deformazione o danni microfeature geometria. Descriviamo la procedura per dispositivi incollaggio realizzati due termoplastici popolari, poli (metil-metacrilato) (PMMA), e polimeri ciclo-olefina (COP), così come una varietà di metodi per caratterizzare la qualità delle obbligazioni risultanti, e strategie a troubleshoot obbligazioni di bassa qualità. Questi metodi possono essere usati per sviluppare nuovi protocolli bonding solvente per altri sistemi plastica-solvente.

Uno schema del procedimento generale di incollaggio con solvente è mostrato in Figura 1. Il modo più semplice per valutare la qualità del collegamento è ispezionare visivamente la copertura del collegamento, poiché una scarsa copertura risulta facilmente evidente come aree di plastica non incollata e indica un collegamento debole. Tali aree si trovano tipicamente in prossimità di bordi liberi (ad es., periferia del dispositivo o vicino a porte aperte o microcanal...

Il legame con solvente è un metodo semplice e versatile per fabbricare dispositivi microfluidici termoplastici con legami di alta qualità. Descriviamo un protocollo per ottenere legami forti e otticamente chiari nei dispositivi microfluidici in PMMA e COP che preservano i dettagli delle microcaratteristiche, mediante una sapiente combinazione di pressione, temperatura, un solvente appropriato e la geometria del dispositivo.

Bonding solvente per la fabbricazione di PMMA e COP dispositivi microfluidici

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

L'obiettivo generale di questa tecnica è fornire un metodo semplice e versatile per la fabbricazione di dispositivi microfluidici in termoplastica con legami di alta qualità. Questa procedura di incollaggio con solvente ci permetterà di realizzare dispositivi microfluidici in termoplastica ben saldati e duraturi per una varietà di applicazioni, dai sistemi microfluidici per colture cellulari fino a prototipi di strumenti diagnostici point-of-care. Il vantaggio principale di questa tecnica è che ci consente di unire rapidamente e facilmente gli strati del dispositivo in termoplastica.La procedura può essere facilmente adattata per unire diversi materiali termoplastici. Progettare e realizzare i livelli del dispositivo microfluidico utilizzando il termoplastico desiderato, mediante un metodo di fabbricazione appropriato. Ispezionare visivamente i livelli del dispositivo per assicurarsi che i bordi siano puliti e privi di bave o creste di materiale residuo derivante dal processo di fabbricazione.Per ottenere i migliori risultati, ispezionare al microscopio ottico tutti i bordi delle microstrutture lavorate, oltre ai bordi esterni del dispositivo. Se durante l'ispezione visiva si rileva materiale residuo, utilizzare una lametta o un bisturi per rimuovere con attenzione qualsiasi materiale che impedisca ai diversi strati del dispositivo di aderire perfettamente l'uno all'altro, in modo che le interfacce degli strati entrino in contatto conformale. Successivamente, pulire le superfici del dispositivo con sapone da laboratorio e acqua.E asciugare con aria compressa. Dopo aver immerso gli strati del dispositivo in 2-propanolo per due minuti, asciugarli con aria compressa. Questo video è dimostrato utilizzando poli metilmetacrilato, abbreviato PMMA.Consultare il protocollo scritto per le leggere modifiche alla procedura quando si utilizza il polimero olefinico ciclico, o COP. Preriscaldare un pressa riscaldata a 70 gradi Celsius e attendere che la temperatura si stabilizzi. Per preparare il solvente per il processo di incollaggio, misurare 0,5 millilitri di etanolo per pollice quadrato di area da incollare per il PMMA.È importante applicare un volume appropriato di solvente agli strati del dispositivo, poiché un eccesso di solvente può causare difficoltà nell'allineamento degli strati. Dispensare 0,1 millilitri di solvente per pollice quadrato di area da incollare tra gli strati di plastica puliti e unire gli strati. Ispezionare visivamente l'interfaccia di incollaggio alla ricerca di bolle d'aria, che sono comuni e devono essere rimosse il più possibile.Se sono presenti bolle d'aria, far scivolare i due strati di plastica lungo l'interfaccia di incollaggio in modo che siano quasi completamente separati. Quindi, farli scivolare nuovamente insieme. Per allineare manualmente gli strati del dispositivo, utilizzare le dita per allineare i bordi esterni del dispositivo.Se è necessario un allineamento più preciso, includere staffe d'angolo a forma di L per tenere insieme gli strati del dispositivo. Successivamente, posizionare il dispositivo con il solvente nella pressa preriscaldata ed applicare una pressione di 2.300 kPa per due minuti. Utilizzare pinzette per rimuovere in sicurezza il dispositivo caldo ed esaminarlo.L'incollaggio è ora completato. Infine, rimuovere qualsiasi liquido residuo nel dispositivo utilizzando aria compressa. Qui di seguito sono mostrati i risultati rappresentativi di una coppia di strati del dispositivo prima e dopo la pulizia.Gli strati del dispositivo sono stati fresati per rimuovere le sbavature. Un'immagine rappresentativa di un dispositivo a cui è stato aggiunto il solvente mostra bolle presenti attraverso la superficie di incollaggio che possono ostacolare l'adesione. Al contrario, un solvente ben distribuito e privo di bolle porta a unioni resistenti e di alta qualità.L'evaporazione rapida del solvente, durante il riscaldamento, può portare alla formazione di aree di materiale non legato vicino ai bordi liberi del dispositivo, causando una scarsa copertura del legame, caratteristiche microfluidiche con perdite e una bassa resistenza complessiva del legame. Queste aree sono visibili come chiazze più chiare con frange di interferenza colorate. Un sistema plastico con solvente ottimizzato garantisce una buona copertura e resistenza del legame e minimizza i danni alle microstrutture, sigillandole comunque adeguatamente.Una volta acquisita padronanza, un nuovo design di dispositivo termoplastico può essere realizzato in appena due ore, a condizione che la tecnica di incollaggio venga eseguita correttamente. Ricordare che il cicloesano può essere pericoloso e deve essere manipolato sotto cappa chimica e indossando dispositivi di protezione individuale. Dopo aver visto questo video, si disporrà di un metodo semplice e versatile per realizzare dispositivi microfluidici in termoplastica con giunzioni di alta qualità, prive di perdite e adatte all'uso in colture cellulari e in applicazioni diagnostiche point-of-care.

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In questo video ci dimostra come utilizzare il dispositivo a microfluidi neurone senza legame plasma.

Non plasmatici Incollaggio di PDMS Economico per la Fabbricazione di dispositivi microfluidici

Presentiamo un protocollo per sintetizzare microidrogel Janus composti interamente dallo stesso materiale di base, poli(N-isopropilacrilammide) (PNIPAAm), con una struttura chiaramente compartimentata basata sulla separazione di fase di una soluzione monomerica NIPAAm supersatura. I microidrogel Janus sintetizzati mostrano proprietà uniche come la termoreattività anisotropa e la capacità di carico organofilo/idrofilo.

Sintesi di Poly (<em&gt; N</em&gt; -isopropylacrylamide) Janus Microhydrogels per anisotropico Thermo-reattività e organofile / idrofilo Caricamento Capability

La generazione di doppie emulsioni microfluidiche coinvolge tipicamente dispositivi con bagnabilità modellata o componenti in vetro fabbricati su misura. Qui descriviamo la fabbricazione e il collaudo di un generatore di doppia emulsione interamente in polidimetilsilossano (PDMS) che non richiede trattamenti superficiali o complicati processi di fabbricazione ed è in grado di produrre doppie emulsioni fino a 14 μm.

Doppia Emulsione Generazione Utilizzando un Polidimetilsilossano (PDMS) coassiale flusso fuoco Dispositivo

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Creazione di Sub-50 Nm nanofluidic giunzioni in PDMS Microfluidic Chip tramite processo di auto-assemblaggio di particelle colloidale

Presentiamo un nuovo metodo basato su microfluidici per la sintesi di strutture organiche covalenti (COFs). Abbiamo dimostrato come questo approccio possa essere utilizzato per produrre fibre continue di COF, nonché strutture di COF 2D o 3D sulle superfici.

Sintesi microfluidica a base di strutture organiche COF (COF): uno strumento per la produzione continua di fibre COF e stampa diretta su una superficie

L'obiettivo di questa procedura è facilmente e velocemente produrre un dispositivo microfluidico con geometria personalizzabile e resistenza al rigonfiamento di fluidi organici per gli studi di recupero olio. Uno stampo di polidimetilsilossano è generato in primo luogo e quindi usato per lanciare il dispositivo base epossidica. Uno studio rappresentativo cilindrata è segnalato.

Dispositivi microfluidici per la caratterizzazione di processi di evento di poro-scala in mezzi porosi per le applicazioni di recupero olio

Questo protocollo descrive la fabbricazione di dispositivi microfluidici da MY133-V2000 per eliminare gli artefatti che spesso sorgono a microcanali dovuto gli indici di rifrazione disadattamento tra microchannel strutture e una soluzione acquosa. Questo protocollo utilizza un supporto acrilico per comprimere il dispositivo incapsulato, migliorare l'adesione sia chimicamente e meccanicamente.

Fabbricazione di dispositivi rifrangenti-Indice-abbinati per biomedica microfluidica

Qui presentiamo un protocollo per progettare e fabbricare dispositivi microfluidici personalizzati con un minimo investimento finanziario e temporale. L'obiettivo è facilitare l'adozione di tecnologie microfluidiche nei laboratori di ricerca biomedica e negli ambienti educativi.

Rapida fabbricazione di dispositivi microfluidici personalizzati per applicazioni di ricerca e didattiche

La microfluidica è un potente strumento per lo sviluppo di test diagnostici. Tuttavia, sono spesso necessarie attrezzature e materiali costosi, nonché laboriose tecniche di fabbricazione e manipolazione. Qui, descriviamo in dettaglio il protocollo di fabbricazione di un dispositivo microfluidico acrilico per saggi immunologici magnetici basati su micro e nanoparticelle in un ambiente a basso costo e semplice da usare.

Microfresatura a controllo numerico computerizzato di un dispositivo acrilico microfluidico con restrizione sfalsata per saggi immunologici magnetici basati su nanoparticelle

Questo protocollo descrive una serie di metodi per sintetizzare i mattoni del microgel per lo scaffold di particelle ricotto microporoso, che possono essere utilizzati per una varietà di applicazioni di medicina rigenerativa.

Sintesi microfluidica di blocchi costitutivi in microgel per scaffold di particelle ricotto microporose

Questo protocollo descrive tre metodi di sigillatura semplici per la fabbricazione di un dispositivo microfluidico ibrido che integra componenti in policarbonato e silicio. Implementando strategie di legame con solventi, compressione termica e compressione meccanica, consentiamo tecniche di sigillatura affidabili a bassa temperatura che evitano apparecchiature specializzate per dispositivi ibridi microfluidici.

Metodi di costruzione per dispositivi microfluidici ibridi policarbonato-silicio

Impara la tecnica di bonding solvente per fabbricare dispositivi microfluidici in PMMA e COP con giunzioni di alta qualità. Questo metodo versatile permette di creare sistemi durevoli per colture cellulari e diagnostica.

Bonding solvente per la fabbricazione di PMMA e COP dispositivi microfluidici

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