生体の屈折率-屈折率整合素子の作製

この方法は、マイクロチャネル構造とチャネル内の水性媒体との間の屈折率マッチングを可能にすることにより、顕微鏡とマイクロ流体工学を組み合わせる際の重要な課題に対処するのに役立ちます。この技術の主な利点は、マイクロ流体デバイスの作成に一般的に使用される製造方法と互換性があることです。また、高屈折率ポリマーに共通する問題である低接着性材料でできたマイクロ流路の封止方法も大きなメリットです。

この方法を視覚的にデモンストレーションすることは、チャネルをシールする手順を正しく理解するのが難しい場合があるため、非常に重要です。たとえば、クランプ中にリザーバーが遮られていないことが重要です。この手順は、テキストプロトコルに記載されているポリジメチルシロキサンまたはPDMS陰性の作製から開始します。

次に、PDMSネガティブに400マイクロリットルのMY-133-V-2000を入れます。ネガは少し過剰に埋める必要があります。MY-133-V-2000で充填されたPDMSネガティブを真空チャンバーに2時間入れて、気泡を取り除きます。

MY-133-V-2000を真空チャンバーから取り出した後、わずかに過剰に充填されたネガティブの上部にスライドガラスを押し付けて、MY-133-V-2000の平らな面を作成し、酸素が重合を阻害するのを防ぎます。次に、MY-133-V-2000を400ワットのUVオーブンに挿入します。紫外線を最大強度の50%に300秒間設定して、マイクロチャネルを硬化させます。

これは1平方センチメートルあたり約4.5ジュールの出力で、メーカーが推奨する最小硬化力の約2倍です。テキストプロトコルに記載されているようにアクリルを切断した後、アクリルの端に2つの小さな滴を置き、使い捨てのツールを使用して接着剤を均等に広げます。ガラス基板をアクリルの上に置き、ガラスの重さで接着剤を乾

ポジスプレースメント式ピペットを使用して、露光したガラスに100マイクロリットルのPDMSをコーティングします。次に、ベースレイヤーを真空スピンコーターに挿入し、厚さ約10μmのPDMSフィルムで1500RPMの速度で2分間ガラスを均一にコーティングします。スピンコーターからベースレイヤーを取り外し、アクリルをコーティングした余分なPDMSをアセトンとペーパータオルで慎重に拭き取ります。

未硬化のPDMSを邪魔しないように注意してください。次に、PDMSを含むベースレイヤーを摂氏65度のオーブンで2時間焼き、PDMSを硬化させます。1ミリリットルのPDMSをスライドガラスにピペットで移し、次に別のスライドガラスを使用して、側面からにじみ出始めるまでPDMSを均等に広げます。

これを150°Cのホットプレートで10分間硬化させます。硬化したPDMSをMY-133-V-2000デバイスと同じ寸法の長方形にカットします。次に、アクリルの中層を型として使用して、リザーバー用の穴を開け、PDMSに正方形の覗き窓を開けてPDMSガスケットを作ります。

次に、硬化したMY-133-V-2000をUVオーブンから取り出し、ネガからチャネルを取り外して、チャネル側を上にして平らな基板に置きます。硬化したPDMSを含むベース層を65°Cオーブンから取り出し、基板上に置きます。次に、MY-133-V-2000チャンネルとベース層の両方を備えた基板を酸素プラズマクリーナーに配置します。

真空圧を200ミリトールに設定し、無線周波数レベルを高に設定します。チャネルとガラス基板の表面処理に進み、30秒間処理します。プラズマクリーナーのスイッチがオンになると、酸素プラズマが青色に光るはずです。

30秒後、マイクロチャネルとベース層の両方をプラズマクリーナーから取り外します。鉗子を使用して、MY-133-V-2000チャネルを下にして、PDMSに接触するように、ベースレイヤーアクリルの長方形の切り欠きにすぐに配置します。次に、PDMSガスケットをMY-133-V-2000デバイスの上に配置し、ガスケットの穴をデバイスのリザーバーに合わせます。

PDMSはMY-133-V-2000よりも弾力性があり、したがってより圧縮できるため、このPDMSガスケットの使用は非常に重要です。これにより、ガラスを壊すことなく、アクリルからマイクロチャネルに力を伝達することができます。この時点で、未完成のデバイスをベンチの上の隆起したプラットフォームに置き、clを提供しますampデバイスアセンブリの表面を提供します。

次に、シリンジを使用して3ミリリットルのアクリルセメントを抽出します。ベースレイヤーの上に十分なアクリルセメントを分散させて、薄いコーティングを提供します。コートはできるだけ均一にし、材料がチャネルに浸透しないようにします。

次に、中間層のアクリルピースをベースレイヤーのアクリルの上に置きます。穴がMY-133-V-2000チャネルのリザーバーと揃っていることを確認してください。中間層をベース層にできるだけしっかりと固定し、セメントが硬化してアクリル片を接着するまで2分間保持します。

MY-133-V-2000デバイスの下に空気が閉じ込められるのを防ぐために、この手順中にリザーバーが塞がれていないことを確認してください。MY-133-V-2000と基板の間に閉じ込められた空気は、リザーバーが塞がれている場合、閉じ込められたままになります。これにより、完成したデバイスに漏れが発生します。

したがって、このステップ中に穴が塞がれないようにすることが重要です。セメントが固まったら、デバイスから圧力を取り除きます。アクリルセメントを、アクリルの最上層と予想される接触位置の中間層に置きます。

次に、アクリルの最上層をアクリルの中間層に置き、穴がリザーバーと揃っていることを確認します。アクリルセメントが乾くまで、ベンチで2分間休ませます。MY-133-V-2000デバイスをテストするには、10マイクロリットルの食用色素または脱イオン水をリザーバーの穴の1つに追加して、接着と流れをテストします。

反対側のリザーバーにチューブを挿入し、もう一方の端をバキュームトラップに接続します。バキュームをオンにして、染料または水をチャネルに引き込み、デバイスが正常に作成されたことを確認します。顕微鏡でチェックして、チャネルまたはリザーバーに漏れがないことを確認します。

真空を使用して、両方のリザーバーから染料を取り除きます。次に、リザーバーをエタノールですすいでください。エタノールを1つのリザーバーに入れます。

真空を使用してエタノールを引き抜きます。エタノールを室温で10分間放置します。チャネルにエタノールを十分にスプレーし、滅菌ポリスチレン皿に入れます。

パラフィルムでしっかりと包み、必要になるまで保管してください。ここに示すヒートマップは、マイクロチャネル内のFOD付着体MCF-7細胞の質量を表しています。マイクロチャネルの壁の近くには、アーティファクトはほとんど見られません。

この測定では、壁の隣のマイクロチャネルの端に単一のアデレントMCF-7セルが見られます。壁の近くにアーティファクトがないため、細胞がチャネル壁に近接している場合でも、正確な定量的測定を行うことができます。この最終図は、マイクロチャネル壁の近くに座っているMCF-7細胞のペアを示しています。

各ピクセルにおけるこれらの細胞の質量は、定量的位相顕微鏡を用いて正確に測定することができる。このプロトコルに従いながら、アクリルセメントが乾燥している間にデバイスをクランプするときにリザーバーを遮らないようにすることが重要です。穴を塞ぐと、MY-133-V-2000と基板の間に空気が閉じ込められます。

これにより、フロー中にチャネルに漏れが発生します。MY-133-V-2000をマイクロ流体デバイスの製造材料として使用すると、マイクロチャネル壁付近のアーチファクトを大幅に低減することにより、従来の材料に比べて明確な利点が得られます。これにより、マイクロチャネル構造に近接して定量的な測定を行うことができます。

このプロトコルで作られたデバイスは、一般的に使用されるあらゆる顕微鏡技術と互換性があります。このプロトコルは細胞の病理学に基づいているため、細胞の挙動を研究するためのセルソーターやグラジエントジェネレーターなど、他の高度なマイクロ流体技術と互換性があります。全体として、この技術は、顕微鏡法に基づく生物医学マイクロ流体アッセイのための新しいツールを研究者に提供します。

マイクロチャネルでの定量測定に高い精度を与えることは、創薬やシングルセル解析など、多くの分野で重要なアプリケーションを持っています。