PDMSデバイスの作製と表面改質

私の名前はケン・コッツです。私はここマサチューセッツ総合病院と提携しているBio MAs Resource Centerのポスドクです。私の主な研究プロジェクトは、マイクロ流体構造を持つ免疫親和性捕捉デバイスを使用して好中球を単離することです。

この装置は、全国の5つの病院で使用されており、下流のゲノム解析のためのRNAを単離しています。基本的にあなたが持っているのは、シリコンの上にSU8フォトレジストのマスターです。そのマスターの上に2液性エラストマーA-P-D-M-Sを流し込み、PDMSが金型を形成します。

マスターモールドをケースから取り出し、ペトリ皿に入れます。マスターはペトリ皿の底にテープで固定されています。スケールでは、PDMS、硬化剤、ベース樹脂の混合物を計量します。

比率は硬化剤1部に対して樹脂10部です。通常、切り取られたデバイスの場合、樹脂は20〜30グラム、硬化剤は2〜3グラムの重量を量ります。硬化剤と樹脂の両方を小さなホエイボートに注いだ後、標準的なプラスチックフォークを使用して2つを混ぜ合わせます。

激しく混合し、混合物を互いに折り重ねて、硬化剤が樹脂内に均一に分布するようにする必要があります。通常、2 つの混合がどの程度良好に行われているかを監視します。気泡の数を調べることで、エラストマー全体に小さな気泡が均等に分布するようにします。

次に、ペトリ皿にあるSUエイトマスターの上にPDMSを注ぎます。PDMSを上に乗せたマスターを真空ベルジャーに入れ、チャンバーを排気して、混合した空気を脱気します。通常、脱気プロセスには30分から1時間かかります。

脱気後、真空チャンバーからデバイスを取り出し、65〜80°Cのオーブンに置き、これらの温度での最小硬化時間は3〜6時間です。私たちの研究室では、通常、デバイスをオーブンに一晩置いたままにします。

通常、11番の外科用スチールナイフを使用します。シリコンマスターの端から半センチほどのところをまっすぐに切り込み、マスターの縁の周りをカットして大きな円盤を作ります。マスターからPDMSモールドをはがし、フィーチャー面を上にしてきれいなシャーレに置きます。

遊離した型をペトリ皿から取り出し、ナイフまたはリニアレールに取り付けられたナイフを使用して切断面に置きます。金型に含まれているデバイスを切片化します。その後、各切片装置をペトリ皿に戻してさらに処理します。

通常、デバイスを流体とインターフェースするために、PDMSデバイスに穴を開けます。穴を開けるために使用する装置は、標準的な3ミルシリンジです。スリーミルシリンジの先端には、鈍い先端のステンレス製の針があります。

ステンレス製の針の中には、針の内径に合うワイヤーが入っています。そのワイヤーがシリンジのプランジャーに取り付けられていますプランジャーを引き戻し、その針を引っ込めることで、PDMSに穴を開けたり、プラグを打ち抜くことができます。PDMSデバイスを裏返し、プランジャーを押して取り出します。

パンチングデバイスの秘訣は、プランジャーをできるだけ垂直に保ち、パンチングデバイスをまったく回転させないことです。PDMSをパンチスルーするときは、デバイス全体を持ち上げ、PDMSデバイス全体をピンセットで持ち上げ、プランジャーを押し下げてプラグを取り出します。ピンセットでプラグをつかみ、廃棄します。

次に、プランジャーを再度引っ込め、デバイスを下に戻し、切断デバイスを引き出します。すべての穴が開けられるまで、これを繰り返します。そのため、ボンディングプロセスでは、PDMSデバイスをスライドガラスにボンディングします。

私たちのデバイスでは、PDMSをスライドガラスに非可逆的に結合したり、共有結合したりします。これを達成する方法は、それらをaに配置し、プラズマAsherに配置し、活性酸素プラズマにさらすことです。したがって、これを行うための手順は、PDMSデバイスを取り、プラズマアッシャーのトレイに置くことです。

デバイスの機能を上に向けて、標準的なガラス顕微鏡スライドを使用することができます。少し拡大した1インチ半の顕微鏡スライドを使用して、デバイスに合わせます。パッケージから出してすぐに使用できます。

私たちはそれらをピラニア溶液で治療することを好みます。これにより、スライドガラスの表面にある可能性のある有機汚染物質が取り除かれます。プラズマアッシャー用のトレイの上にデバイスとスライドガラスを置いた後、トレイをプラズマアッシャーにスライドさせて活性酸素プラズマにさらします。

プラズマアッシャーのプログラムが完了したら、チャンバーを開き、デバイスを使用してプレートをベンチトップに取り外します。ピンセットを使用して、指で接着面に触れないように注意しながら、PDMSデバイスを慎重に持ち上げます。接着面をガラスに裏返し、スライドガラスの上に置き、PDMSとスライドガラスの間に気泡がないことを確認します。

ガラスに接着したPDMSデバイスを、65〜75°Cのホットプレートに10分間置いて、化学結合を改善します。そこで、このセクションでは、クリーンルームでの接着後にガラス中のPDMSの表面を化学的に修飾しますが、表面上に反応性OL基を持つ表面A PMS表面が残ります。この反応性表面は親水性であり、最終的にはPMSの大部分に拡散する必要があります。

したがって、表面化学はプラズマ処理の直後に最もよく達成されるため、meキャプトの5%溶液を使用します。それは3つのmeカプト、プロピル、トリメスオキシです。これは体積で5%の溶液であり、基本的に私たちが行うことは、それを入口に注入し、気泡なしでデバイスを完全に満たすことを確認することです。

気泡がある場合は、ピンセットで押し出します。これは、スランを注入したら、15〜30分間放置します。室温では、通常、反応に10分間スランの2番目の容量を注入します。

したがって、シリンが約30分間反応した後、3〜4個のデバイス容量の純粋なエタノールですべてのデバイスを洗い流します。私たちが排出する余分なものは、ケムワイプで拭き取るだけです デバイスをすすいだ後、デバイスを手に取り、100°Cに設定されたホットプレートに置き、基本的にそこにあるエタノールを蒸発させます。これは、サイリング面をひざまずくのに役立ちます。

デバイスが乾燥したら、乾燥させて数か月間保管することも、デバイスを持ってすぐに次のステップに進むこともできます。デバイスが硬化した後、ガラスとPDMS表面の両方に正弦波コーティングが施されて硬化します。正弦はチオール基と結合するカプトサインであり、チオール基はGMBSであるヘテロ二官能性架橋剤と反応します。

純粋なエタノールで希釈されています。水に反応するので、水性条件にさらさないように注意する必要があります。それをデバイスに注入し、ここで行っているようにピンセットで気泡を取り除き、すべての表面がこの分子と密接に結びついていることを確認します。

私たちはそれを覆い、30分間反応させます。GMBSが30分間反応した後、デバイス内のエタノールの痕跡を取り除くために、デバイスを脱イオン水で洗い流します。そして、ビオチン結合タンパク質であるノイトラバインを流れます。

次に、neu travainを1ミルあたり10マイクログラムの濃度に事前に希釈します。誤ってデバイスに空気が注入された場合、すべてのエアエタノールウェットを効果的に除去するためにデバイスをエタノールで再フラッシュする必要がある場合、デバイスの表面が良好になり、誤ってデバイスに導入された気泡を除去できます。そして、デバイスがイオン化された水で洗い流されたら、通常、希釈された中性証拠Tトラバイン溶液の2〜4個のデバイス容量をデバイスに充填します。

ナットトラヴェインは、ナットトラヴェインの任意の主要な手段を通じて表面に固定されるGMBSと反応します。このプロセスは、室温で1時間発生する可能性があります。通常、私はデバイスを4°Cの冷蔵室に一晩置きます。

ただし、抗体を添加する前に、溶液中に結合していない任意のAdenを洗い流したいと思います。そして、PBSで希釈された1%溶液BSAを流すことによってそれを行います。これらのチップはダウンストリームのゲノム解析に使用されるため、使用するすべての溶液はRNAフリーです。

通常、私たちが行うことは、1%BSA溶液の4〜5ボリュームでデバイスをフラッシュすることです。そして、その後、抗体を添加します。この実験の抗体は CD 66 B であり、全血中の顆粒球に特異的な抗体です。

1ミルあたり10〜25マイクログラムの濃度を使用し、抗体を注入します。各デバイスに200マイクロリットルの抗体を注入します。100マイクロリットルをデバイスの各ポートに1つずつ、2回注入します。

通常、1つのポートに100マイクロリットルを注入し、30分待ってから反対側のポートに追加の100マイクロリットルを注入します。