이 문서에서는, 우리는 유체 흐름에 따라 입자의 구속을위한 microfluidic 기반의 방법을 제시한다. 우리는이를 통합 microdevice에 임의의 입자의 감금 및 미세 조작을 가능하게, 피드백 제어 메커니즘을 사용하여 유체의 정체 지점에 안정적인 입자 트래핑을 보여줍니다.
이 문서에서는, 우리는 유체 흐름에 따라 입자의 구속을위한 microfluidic 기반의 방법을 제시한다. 우리는이를 통합 microdevice에 임의의 입자의 감금 및 미세 조작을 가능하게, 피드백 제어 메커니즘을 사용하여 유체의 정체 지점에 안정적인 입자 트래핑을 보여줍니다.
무료 솔루션에서 단일 입자들을 가두고 조작하는 능력은 기초 및 응용 과학의 주요 사용 기술입니다. 광학, 자기 계면과 음향 기술을 기반으로 입자 트래핑을위한 방법은 분자에서 세포 수준에 이르기까지 물리학 및 생물학의 주요 발전을 주도했습니다. 이 문서에서는, 우리는 전적으로 유체 유체의 흐름에 따라 입자 트래핑 및 조작을위한 새로운 microfluidic 기반 기술을 소개합니다. 이 방법을 사용하여, 우리는 오랫동안 비늘을위한 수성 솔루션 마이크로 및 나노 스케일 입자의 트래핑 보여줍니다. 유체 트랩은 두 반대 층류 흐름은 따라서 유체 침체 포인트 (제로 속도 포인트)와 평면 extensional 흐름을 생성, 모이 교차 슬롯 채널 기하학과 통합 microfluidic 장치로 구성되어 있습니다. 이 장치에서는, 입자는 유체 정체 지점에 입자의 위치를 유지하기 위해 유량 분야의 적극적인 제어에 의해 트랩 센터에 국한되어있다. 이러한 방식으로, 입자가 효과적으로 맞춤식 LabVIEW 코드로 구현 피드백 제어 알고리즘을 사용하여 무료로 솔루션에 갇혀있다. 제어 알고리즘은 입자 추적, 입자 중심 위치를 결정하고, 압력 조절기를 사용하여 온 칩 공압 밸브에 적용되는 압력을 조절하여 유체 흐름의 적극적인 조정에 의해 다음 microfluidic 장치에 입자에 대한 이미지 수집 구성되어 있습니다. 이런 방식으로, 온 칩 동적 미터링 밸브 기능함으로써 침체 지점 위치 및 입자 트래핑의 미세 규모의 제어를 가능하게, 아울렛 채널의 상대적인 흐름 속도를 조절합니다. microfluidic 기반 유체 입자 트랩은 트래핑을위한 방법으로 몇 가지 장점을 전시하고 있습니다. 유체 트래핑은 덫을 객체의 물리적 또는 화학적 성질에 대한 특정 요구 사항없이 임의의 입자 가능합니다. 또한, 유체 트래핑 대체 인력 분야 기반 트래핑 방법을 사용하여 어려운 농축이나 붐비는 입자 suspensions에서 "하나의"대상 개체의 감금 수 있습니다. 유체 함정 구현하는 사용자 친화적인, 간단하고 입자의 트래핑과 긴 시간 분석을 촉진하기 위하여 기존의 microfluidic 장치에 추가할 수 있습니다. 전체 유체 함정 감금, 미세 조작 및 표면 고정하지 않고 입자의 관찰을위한 새로운 플랫폼입니다 작은 입자의 자유 솔루션 트래핑에 잠재적으로 섭동의, 광학 자성, 전기 분야에 대한 필요가 없습니다.
유체 입자 트랩은 감금에 대한 두 계층 하이브리드 (polydimethylsiloxane (PDMS) / 유리) microfluidic 장치로 구성되어 있습니다. 단계 1-2 microfluidic 장치의 제조를 설명하고, 3-4 토론 장치 설계 및 운영 단계를 반복합니다.
1. SU - 8 몰드 제작 (비디오에 표시되지 않음)
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유체 흐름에 따라 입자의 조작에 대한 현재 microfluidic 방식은 문의 - 기반 또는 비 접촉 방식으로 특징 수 있습니다. 비 - 연락 방법이 흐름이나 microeddies 10 순환에 의존하는 반면, 연락처 기반의 방법은, 물리적 경계 및 microfabricated 채널 벽면 구에 대한 입자를 고정하기 위해 유체 흐름을 사용합니다. 이 작품에서 우리는 유체 흐름의 단독 작업을 사용하여 자유 솔루션 입자 트래핑하는 방법을 제시. 유체 함정 microfluidic 교차 슬롯 장치에 유체 침체 지점에 작은 입자의 감금 및 조작이 가능합니다. 이 장치에서 자동 피드백 제어 메커니즘은 흐르는 유체의 정체 지점 위치의 미세 규모와 적극적인 조정에 의해 입자를 한정하는 데 사용됩니다.
어떤 유체의 입자 트랩 구속의 죄어져 있음 무엇이며 어떻게이 최적화할 수 있습니까? 입자의 위치를 현지화 때 트랩 센터 입자를 confining의 정확성.......
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우리는 도움이 토론 어바나 - 샴페인 일리노이 대학에서 Kenis 그룹을 감사하고 넉넉한 청정실 시설의 사용을 제공합니다.
이 작품은 그랜트 번호 4R00HG004183 - 03 (찰스 M. 슈뢰더와 Melikhan Tanyeri)에서 독립 PI 수상에 NIH 패스에 의해 투자되었다.
이 작품은 에릭 M. 존슨 - Chavarria에 졸업 연구 활동을 통해 국립 과학 재단 (National Science Foundation)에 의해 지원되었다.
....액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 21 gauge 뭉툭한 바늘 | Zephyrtronics | ZT-5-021-1-L | PDMS에 포트 구멍을 뚫기 위함 |
| 3 ml 플라스틱 주사기 | BD Biosciences | 309585 | 밸브에 오일을 채우기 위함 |
| Si 웨이퍼 | University Wafer | 3” P(100) 단면 연마 380 μm 테스트 등급 | |
| 커버 글라스 | VWR international | 48404-428 | 24 x 40 mm #1.5 |
| DAQ 카드 | National Instruments | PCI 6229 | |
| 형광 비드 | Spherotech, Inc. | FP-2056-2 | 2.2 μm Nile red |
| Fluorinert | 3M | FC 40 | 불소화 캐리어 오일 |
| 도립 현미경 | Olympus Corporation | IX-71 | |
| LabVIEW | National Instruments | Version 9.0f3 (32bit) | |
| 실체 현미경 | Leica Microsystems | MZ6 | PDMS 제어층을 유체층에 정렬하기 위함 |
| 기계식 대류 오븐 | VWR international | 1300U | 장치를 구워 두 층으로 된 일체형 PDMS 슬래브를 제작하기 위함 |
| 미세유체 튜브 및 커넥터 | Upchurch Scientific | 1/16 x .020 PFA 튜브 및 슈퍼 플랜지리스 피팅 | |
| PDMS | GE Healthcare | RTV 615 A&B | |
| 플라즈마 챔버 | Harrick Scientific Products, Inc. | PDC-001 | |
| 압력 트랜스듀서 | Proportion Air | DQPV1 | |
| 스핀 코터 | Specialty Coating Systems | G3P-8 Spin Coat | |
| 포토레지스트 | MicroChem Corp. | SU 8 2050 | |
| 주사기 펌프 | Harvard Apparatus | PHD 2000 Programmable | |
| 터미널 블록 | National Instruments | BNC 2110 | 압력 조절기 및 판독을 위한 아날로그 출력용 |
| UV 콜리메이팅 광원 및 노광 시스템 | OAI | Model 30 Enhanced Light Source |
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