Name: Microfluidic 장치에 수동 펌핑을위한 고속 비말 기반 전달 시스템 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2009-09-02T11:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 22 s
Description: 배우세요 마이크로플루이딕 장치에서 수동 펌핑을 활용한 고속 비말 기반 유체 전달 시스템을 구축하고 교정하는 방법을. 이 기술은 생물학적 실험에서 정밀한 유량 제어와 높은 재현성을 제공합니다.

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자금은 발견의 위스콘신 연구소에 의해 제공되었다.

이 보고서에서 우리는 서로 다른 유체 현상의 숫자를 달성하기 위해 microfluidic 채널을 통해 원하는 볼륨을 펌프 작은 비말의 표면 장력을 사용 유체 전달 방법을 보여줍니다. 예를 들어, 사용자가 최대한 빨리 하나의 유체 흐름하실 수 있습니다, 또는 특정 유체 패턴을 만들 수 연거푸 여러 체액을 제공합니다. 이 작업을 수행하기 위해 사용자는 먼저 microfluidic 장치 주위에 내장된 응용 프로그램이 있어야합니다. microflluidic 장치는 보세 필요하지 않지만, 친수성 ​​물질에서하여야한다. 성능이 크게 microfluidic 채널의 기하학적 제약 조건에 의해 결정과 Therfore, 방법은 거의 모든 microfluidic 장치와 함께 이용하실 수 있습니다. 이 방법을, 해당 수치 분석에 대한 소개의 기하학적 제약을 탐색하는 데 도움하려면 먼저 표시됩니다. <ol><li> 분석 방법 : 라플라스 법률 및 와슈번 법률에 따르면 [1], 하나는 크기와 방정식에서 볼로 흐르는 액체 (1)의 속성에 microfluidic 채널 내의 유량을 연관 수 <img src="/files/ftp_upload/1329/eqn1.png" alt="방정식 1" /> (1) Δ P는 입구와 출구 사이의 압력 차이가 어디에, γ은 액체 표면 장력이다, R은 유량이다 Q 입구 드롭 반경,이고 방정식 (2)에 의해 설명된 K는 유체 저항이다 <img src="/files/ftp_upload/1329/eqn2.png" alt="방정식 2" /> (2) η는 액체 점도 어디에, L 0 채널의 길이이며, H는 채널 높이, W는 채널 폭이고, λ = W / H와 G (λ) = 1.5 경우 λ&gt; 4.45 또는 <img src="/files/ftp_upload/1329/g_lambd.png" alt="기호 6" /> λ &lt;4.45 경우. 항상, H &lt;w와 Q에 대한 해결은 한 방정식 (3) 획득한다고 가정, 방정식 (1)에 방정식 (2) 대체 (3) <img src="/files/ftp_upload/1329/eqn3.png" alt="방정식 3" /> 동일한 분석 것을 아는하여 채널 내부의 유체의 속도를 위해 할 수 V는 유체 평균 속도이고는 HW 단면적되거나 Q = VA. 방정식으로 이들을 연결해 (3) 당신은 방정식 (4) 마련 (4) <img src="/files/ftp_upload/1329/eqn4.png" alt="방정식 4" /> 자주 microfluidic 생물학에 적용하는 중요한 기계적 개념은 방정식 (5)에 의해 속도와 속도를 흐름에 관한 전단 응력으로서, (5) <img src="/files/ftp_upload/1329/eqn5.png" alt="방정식 5" /> 유량, 속도 및 채널 크기 및 유체 특성의 함수로 자신의 실제 의미 사이의 관계를 아는 것은 특정 목적을 위해 microfluidic 장치의 설계에 중요합니다. 장치가 만들어지면, 사용자는 다음 장치 내에서 원하는 유량 특성을 달성하기 위해 유체 전달 시스템을 보정해야합니다. </li><li> 설정 및 전달 시스템을 눈금 보정의 단계 : <ol><li> polydimethylsiloxane (PDMS, Sylgard 184, 다우 코닝) [2]을 사용하여 소프트 리소그래피 기술을 통해 microfluidic 장치를 만듭니다. PDMS microfluidic 장치에게 [5]를 만드는 방법을 보여줍니다 번호 조브 기사가 있습니다. 2.2mm 두께, 10mm 길이 260um 높이 :이 예제의 경우, 우리는 다음과 같이 크기와 함께, 간단한 직선 채널을 선택하셨습니다. 입구와 출구의 지름은 (그림 1) 각각 1.8mm와 5.1mm입니다. Reversibly 유리 슬라이드 (또는 다른 적합한 기판)에 그것을 눌러 및 공기 방울 [5]을 압박하여 유리 슬라이드에 PDMS 장치를 연결합니다. 가역 첨부 파일은 장치가 여러 번 다시 사용할 수 있습니다. 방법도 영구적으로 접착 장치와 함께 사용하지만, 그것은 필요하지 수 있습니다. </li><li> 액체와 장치를 입력합니다. PDMS의 소수성 자연과 유리 도움 친수성 ​​자연 채널로, 입구에 위치 드롭하거나, 콘센트를 이동합니다. 액체의 방울이 자체 채널로 또는 거품이 채널로 이동하면 가고 싶지 않다면, 사용자는 입구, 또는 콘센트에서 액체 한 방울을 넣어 액체를 빨아 반대 끝에 피펫을 사용할 수 있습니다 채널을 통해. 채널에 액체 이동을 돕는 또 다른 방법은 유리 슬라이드에서 PDMS 장치를 분리하고 부드럽게 PDMS 장치와 에탄올로 유리 슬라이드를 청소하는 것입니다. 이것은 시간과 사용 약화되었을 수도 있습니다 각각 PDMS와 유리 슬라이드 자신의 소수성 및 친수성 ​​본성, 돌아갑니다. </li><li> 액체와 장치를 작성 후, 입구에 작은 방울과 비그를 배치R은 콘센트에 놓습니다. 펌프 수동 있는지 확인이 유입 붕괴에 작은 방울을보고하고 콘센트에 대한 유체 흐름을 관찰하여 발생합니다. 다시 채널 내부 거품이 없습니다 있는지 확인하십시오. </li><li> 리 회사의 [3] VHS 마이크로 분배 시작 키트를 사용하여 리 VHS M / 2 24 볼트 밸브로 구성된 하나 이상의 밸브 (그림 2의 밸브 설치), 0.0100의 구멍 크기 0.062 MINSTAC 노즐 &quot;함께하다 소프트 튜브 어댑터, 리 스파이크 길게 드라이버 (사용자 정의 컨트롤을 위해 표시되지 않음)와 리드 와이어 어셈블리 (스파이크에 밸브를 연결하고 표시된 드라이버를 안 잡아)에 리 0.062 Minstac. </li><li> 밸브를 잡아 쉬운 방법은 Bioscience 도구 미니어처 홀더를 사용하는 것입니다 (그림 2) [4]. 이것은 정확하게 조준하고 소유자의 권력을 gluing 밸브에 의해 실험 도중에 특정 위치에 밸브를 잡고 반대쪽에있는 자기 기지 (표시되지 않음)를 사용하는 방법을 제공합니다. </li><li> 몇 피트 PDMS microfluidic 장치 (우리의 경우에 우리가 사용 잡아 주위 열려 온스의 주사기는 그림 2 참조) 위에 배치하는 저수지 시스템을합니다. 저수지는 저수지의 높이에 비례되는 압력, 노즐 운전 압력 머리를 제공합니다. 또는 노즐 밸브는 서로 다른 의미의 숫자 (즉, 압축 가스)에 의해 가압 수 있습니다. 주사기에 주사 바늘을 연결합니다. 일반적인 주사 바늘이 쉽게 1.14 mm 내경의 튜브에 장착합니다. 1.14 mm의 튜브 다음 쉽게 1.58 mm (1 / 16 &quot;) 밸브의 소프트 튜브 어댑터&quot;자체는 연결 후 내부 직경 튜브 &quot;에 첨부합니다. 1.58 mm의 튜브 연결에 1.14 mm에서 액체의 누설을 방지하기 위해, 하나는 밀봉 재로 PDMS를 사용할 수 있습니다. 주사기의 바늘과 리 (주) 밸브 사이에 라인이 이제, 액체와 주사기의 저수지를 입력하십시오. 추가 주사기와 밸브는 정화 과정 (표시하지만, 그림 2에 표시되지 않음)의 도움을 사용할 수 있습니다. 밸브의 측면에 자석을 플레이스, 이것은 이러한 밸브는 (그들이 일반적으로 솔레노이드 밸브를 폐쇄됩니다) 정화하는 방법이고, 액체 시작 밸브 통하여 0.0100 &#39;&#39; 노즐 밖으로 저수지에서 흐르는보세요. </li><li> 밸브 개방 시간 (오픈 시간이 밸브가 당 펄스 기준 통과 유체 허용되는 시간)과 주파수 (초당 펄스의 숫자)을 선택하여 시스템을 보정합니다. 선택한 기간 (분 정도 그냥 전체 실행 시간을 기억) 하나의 밸브를 활성화합니다. 밸브에서 운반되었을 때 유체의 무게를. 총 실행 시간, 주파수 및 당 펄스 열 시간, 밀리초 당 그램을 계산 아는 것은 밸브에서 밖으로 쐈어. 이 &quot;밀리초마다 g&quot;값은 당신이 원하는 볼륨에 대해 사용자가 밸브에서 전달 할 수 있습니다 열려있는 시간을 선택할 수 있습니다. </li></ol></li></ol> 예 : 시스템이 분 (60 초)에 대한 활성화. 주파수는 15 Hz에서 (1 초 15 펄스)되었습니다. 당 펄스 열 시간은 20 밀리초 (MS)되었습니다. (20ms) (15Hz) (60) = 18000ms. 이 한 분 60,000 MS의 밖을 의미, 밸브는 18,000 MS에 대한 사실 오픈했습니다. 가자 유체의 볼륨 5 그램 무게 배달 가정합니다. 그런 다음, 5g / 18000 MS / = 2.78e -4 g MS. 물의 경우에는, 그 밀도는 밀리리터 당 일g (ML)되는, 2.78e -4 g / MS = 2.78e -4 ML / MS. 교정 후, 한 방울의 부피는 오픈 시간에 따라 달라집니다. 예를 들어, 20ms의 개방 시간, 모든 매개 변수는 이전 예제에서와 같이 동일하게 남아있는 (2.78e -4 ML / MS) (20 MS) = 5.56e -3 ML은 = 5.56 μL. Y는 X microliter (μL) 볼륨 한 방울을 만드는 데 필요한 열 시간을 찾으려면, (X μL) / [(2.78e -4 ML / MS) (1000 μL / ML)] = Y MS 8) 조준 PDMS 장치의 입구 (그림 3)에 하나 이상의 노즐. 시스템을 보정하는 데, microfluidic 장치 크기에 따라 각각의 밸브에서 나오는 볼륨을 계산합니다. (최대 유속을 얻기 위해) 양수 고속 수동 들어, 입구의 표면 [2]와 90deg 연락처 각도를 가지고 유입 드롭을 만드는 데 필요한 입구 드롭 볼륨을 계산합니다. 패킷 생성에, 밸브 주파수 및 개방 시간과 순서에서 두 밸브를 활성화하는 데 필요한 밸브 타이밍을 계산합니다. 그림 3에서 본, 두 노즐은 입구에서 지적 수 있습니다. 이것은 모든 채널 입구 목적으로 여러 개의 노즐을 연장하실 수 있습니다. 대표 결과 : 제대로 보정하면, 밸브 개방 정확하게 계산 시간과 제대로 입구 목표로 노즐과 함께, 사용자는 흐름이 수동적으로 (그림 4) 펌프 볼 수 있어야합니다. 액체 쉬의 버스트ould는 밸브 나와서 입구에 도달. 액체가 입구에 도달 때, 채널에 유입 드롭의 즉각적인 붕괴는 아웃렛을 향해있다. 채널 내의 액체 유입 드롭의 붕괴에만 이동합니다. 채널 내에 완벽한 유체의 움직임은 즉각 중단을위한 유체 제공 드롭 붕괴의 끝에서 중지하고 잘 (사용자가 여러 액체를 흐르는되는 경우) 유체 경계를 정의. 드롭 붕괴의 기간은 입구 포트 반경 및 유입 드롭 [1]의 볼륨에 따라 달라집니다. 우리의 실험 설정 및 디자인에 유입 드롭 붕괴는 몇 밀리초 만에 발생합니다. <img border="0" src="/files/ftp_upload/1329/figure1tmb.jpg" alt="그림 1" /> 그림 1. PDMS microfluidic하다 입구와 장치, 왼쪽, 하나의 콘센트, 맞아. 하시기 바랍니다 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/1329/figure1.jpg">여기를 클릭</a> 그림 1의 더 큰 버전을 볼 수 있습니다. <img border="0" src="/files/ftp_upload/1329/figure2tmb.jpg" alt="그림 2" /> 그림 2. 리저뷰어 시스템 및 밸브 설치. 하시기 바랍니다 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/1329/figure2.jpg">여기를 클릭</a> 그림 2의 더 큰 버전을 볼 수 있습니다. <img border="0" src="/files/ftp_upload/1329/figure3tmb.jpg" alt="그림 3" /> 그림 3. 두 밸브 모두 microfluidic 장치의 하나의 유입을 목표로. 하시기 바랍니다 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/1329/figure3.jpg">여기를 클릭</a> 그림 3의 더 큰 버전을 볼 수 있습니다. <img border="0" src="/files/ftp_upload/1329/figure4tmb.jpg" alt="그림 4" /> 그림 4. 밸브에서 유체의 방출 다음과 같은 유입 드롭 붕괴의 시간 단계 시퀀스 (33 밀리초). 하시기 바랍니다 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/1329/figure4.jpg">여기를 클릭</a> 그림 4의 더 큰 버전을 볼 수 있습니다.

<ol><li>Berthier, E., Beebe, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Flow+rate+analysis+of+a+tension+driven+passive+micropump%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+Chip%22%5BJournal%5D)">Flow rate analysis of a tension driven passive micropump.</a> Lab Chip. 7, 1475-1478 (2007).</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+%22Anal.+Chem%22%5BJournal%5D)">Rapid Prototyping of Microfluidic Systems in Poly(dimethylsiloxane).</a> Anal. Chem. 70, 4974-4984 (1998).</li>
<li>Harris, J., Lee, H., Vahidi, B., Tu, C., Cribbs, D., Cotman, C., NL, J. eon <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Non-plasma+Bonding+of+PDMS+for+Inexpensive+Fabrication+of+Microfluidic+Devices%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">Non-plasma Bonding of PDMS for Inexpensive Fabrication of Microfluidic Devices.</a> J Vis Exp. (9), (2007).</li>
<li>Walker, G. M., Beebe, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+passive+pumping+method+for+microfluidic+devices%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+Chip%22%5BJournal%5D)">A passive pumping method for microfluidic devices.</a> Lab Chip. 2 (3), 131-134 (2002).</li>
</ol>

<ol><li> 주파수 당 펄스 볼륨의 오른쪽 조합 (정확한 오픈 시간에 따라)가 선택된 경우, 펌핑 고속 수동의 경우, 사용자는 정적 떨어뜨 리거나 껍질 입구에서, 매우 빠른 유속 채널 안쪽으로 보이는가 나타납니다. 오버플로가 발생하면 열린 시간 및 / 또는 주파수가 너무 높습니다. </li><li> 추진력 / 표면 장력의 상호 작용을 감지하기 위해 사용자는 한 번에 하나의 펄스를 펌프 및 펄스는 (처음부터 끝까지)가 발생하는 동안 내부 채널 환경을 관찰해야합니다. 이것은 내부 채널 유체의 행동의 정확한 묘사를 제공하기 위해 형광 구슬을 사용하여 저자에 의해 권장합니다. 입구에 한 방울의 붕괴되면 사용자는 콘센트 향해 구슬의 채널 안에서 움직임이 나타납니다. 고속 카메라를 사용하여, 사용자는 구슬이 (콘센트쪽으로) 앞으로 일정한 거리를 이동하고 완전하고 갑자기 중단에 오기 전에 작은 역류에서 고통받는 점에 유의하실 수 있습니다. 입구 드롭이 내부 채널 매체로 동시에 관찰하는 경우, 사용자는 구슬의 작은 역류가 유입 드롭의 작지만 갑자기 리바운드에 해당하는 점에 유의한다...

<ol><li> <a href="http://www.theleeco.com">http://www.theleeco.com</a> . </li><li> <a href="http://www.biosciencetools.com/Catalog/mHolders.htm">http://www.biosciencetools.com/Catalog/mHolders.htm</a> . </li></ol>

microfluidic 장치에 수동 펌핑을위한 고속 비말 기반 전달 시스템

High Speed Droplet-based Delivery System for Passive Pumping in Microfluidic Devices

소설 microfluidic 시스템은 수동 사용자 제어 기반의 비말 유체 전달 시스템과 함께 펌프의 현상을 사용하는 개발되었습니다. 수동 펌프는 표면 장력이 닫힌 채널의 압력 차이 드라이브 유체의 움직임을 유도하는 현상입니다. 자동 유체 전달 시스템은 유체 저수지 및 제어 시스템에 연결된 마이크로 노즐과 전압 제어 밸브의 집합으로 구성되어 있습니다. 이 전압 제어 밸브는 높은 주파수 방식으로 microfluidic 장치의 입구에 유체 방울을 제공하는 volumetrically 정확한 방법을 제공합니다. 현재 공부 예제에서 보여주는 차원에 따라 시스템은 분당 4 밀리리터를 (260um 횡단면 채널에 의해 2.2mm를 통해) 흐르는이 가능합니다. 이 같은 채널 크기에 따라, 채널 내부 지점의 유체 교환으로 작은 여덟 밀리초 단위로 얻을 수 있습니다. 이것은 시스템의 운동량 (채널에있는 밸브 및 유체 속도에 의해 생성된 방울의 조합으로 이수)와 액체의 표면 장력 간의 상호 작용이있다는 것을 관찰합니다. 기세가 유체 흐름 (또는 그 반대)에 속도를 제공 어디서 입구에서 표면 장력의 평균은 어떤 흐름을 갑자기 중지를 제공합니다. 이 갑자기 중단은 사용자가 채널의 흐름 특성을 제어할 수 및 시약 공급에서 약물 세포 연구 어디까지, 생물 응용 프로그램의 다양한 문을 엽니다. 또한 노즐이 얕은 각도 입구 목적으로하는 경우, 비말의 기세가 같은 입구 여러 방울의 혼합으로 추가 흥미로운 유체 현상을 일으킬 수있는 관찰입니다.

소설 microfluidic 시스템을 수동 펌프의 현상과 사용자가 제어 유체 전달 시스템을 사용하여 개발되었습니다. 이 microfluidic 시스템의 사용의 저렴한 비용으로, 쉽게, 체적 정밀, 고속, repeatability 및 자동화 주어진 생물 학적 응용 프로그램의 다양한에서 사용될 수있는 잠재력이있다.

Microfluidic 장치에 수동 펌핑을위한 고속 비말 기반 전달 시스템

수동 펌핑 현상과 사용자 제어 방식의 액적 기반 유체 전달 시스템을 결합한 새로운 미세유체 시스템이 개발되었습니다...

수동 펌핑을 위해서는 출구 쪽에 큰 액적을, 입구 쪽에 작은 액적을 배치해야 합니다. 이렇게 하면 유동을 유도하는 데 필요한 압력 차이가 발생합니다. 서로 다른 유체의 액적을 교대로 배치하면 채널 내로 패킷이 흐르게 되며, 최종적으로 출구에서 수집됩니다.입구에서 안정적인 유체 껍질(fluid shell)을 형성할 수 있을 만큼 충분히 높은 빈도로 소량의 액적을 전달함으로써 높은 유량을 달성할 수 있습니다. 안녕하세요, 저는 위스콘신 대학교 메디슨 의과대학 생체 의공학과의 Justin Williams 연구실 소속 Pedro Reto입니다. 그리고 저 또한 Williams 연구실의 Brian Mogan입니다.저는 UW Medicine 의생명공학과의 S 교수님 연구실 소속 Aaron Burier입니다. 오늘은 미세유체 장치에서 수동 펌핑을 수행하는 절차를 보여드리겠습니다. 저희 연구실에서는 이 절차를 통해 미세 채널 내의 흐름을 분석하고, 생물학적 응용을 위한 채널 내 유체 교환을 연구하고 있습니다.그럼 시작하겠습니다. 먼저, 소프트 리소그래피 기술을 사용하여 폴리메틸실록산(polymethyl siloxane)으로 미세유체 장치를 제작합니다. 다음으로, 장치를 절단한 후 가역적으로 처리합니다.PDMS 장치를 유리 슬라이드 위에 누르고 공기 방울을 밀어내어 부착합니다. 가역적 부착을 통해 장치를 여러 번 재사용할 수 있습니다. 이제 장치에 액체를 채웁니다.식용 색소를 섞은 물을 사용합니다. 액체가 스스로 채널 내부로 들어가지 않는 경우, 입구에 액체 한 방울을 떨어뜨리고 반대쪽 끝에서 피펫을 사용하여 액체를 채널 쪽으로 흡입합니다. 장치 내부를 액체로 채운 후, 입구에는 작은 방울을, 출구에는 더 큰 방울을 떨어뜨립니다.입구의 작은 액적은 작아지고 출구의 액적은 커지는 것을 관찰하여 유체가 이동하고 있는지 확인하십시오. 더 진행하기 전에 수동 펌핑의 기본 관계에 대해 설명하겠습니다. 펌핑되는 액적의 역학은 높이와 길이와 같은 채널 치수 및 입구에 배치된 액적의 크기 등 여러 요인에 따라 달라집니다.이러한 요인들이 유동에 어떤 영향을 미치는지 더 잘 이해하실 수 있도록 몇 가지 예를 들어보겠습니다. 먼저 두 개의 유사한 채널로 시작하겠습니다. 두 채널의 너비와 높이는 동일하지만, 하나가 다른 하나보다 더 깁니다.이제 각 채널의 입구에 동일한 크기의 액적을 배치합니다. 짧은 채널의 입구에 있는 액적이 긴 채널의 액적보다 더 빠르게 붕괴되는 것을 확인하십시오. 이는 채널이 길수록 유체 저항이 커져 내부의 흐름이 더 느려지기 때문입니다.다음으로, 길이와 높이는 같지만 너비가 서로 다른 두 개의 채널을 살펴보겠습니다. 각 채널의 입구에 동일한 액적을 배치하고 액적이 붕괴되는 과정을 관찰해 보겠습니다. 너비가 더 좁은 채널에서 입구의 액적이 붕괴되는 데 더 오랜 시간이 걸리는 것을 확인해 보십시오.이는 더 얇은 채널이 더 넓은 채널보다 더 큰 유체 저항을 갖기 때문입니다. 마지막으로, 두 개의 동일한 채널을 준비하고 각 입구에 서로 다른 크기의 액적을 배치해 보겠습니다. 더 큰 입구 액적이 더 작은 입구 액적보다 붕괴하는 데 더 오랜 시간이 걸리는 것을 확인할 수 있습니다.이는 작은 액적(drop)이 더 큰 액적보다 부피가 작고 내부 압력이 더 높기 때문입니다. 작은 액적이 더 유리하다는 점을 알게 되었고, 이러한 작은 액적들이 얼마나 빠르게 붕괴하는지 관찰했으므로, 이제 생물학적 실험을 수행할 수 있도록 채널 입구에 부피적으로 정밀한 액적을 전달하는 방법에 대해 알아보고자 합니다.Lee Company의 마이크로 디스펜싱 스타터 키트를 사용하여 vol 밸브, 오리피스 크기가 0.0100 inches인 노즐, 소프트 튜브 어댑터로 구성된 밸브를 하나 이상 조립합니다. 여기서는 이전 단계에서 수행한 대로 튜브 밸브 커넥터를 통해 밸브가 컨트롤 박스에 연결되어 있습니다. 그리고 여기 루트에 있는 스파이크 전압원이 있습니다.그런 다음 제어 전압원이 있으며, 이어서 유지 전압원이 있습니다. 마지막으로 접지에 연결하여 입구를 겨냥하는 동안 밸브를 제자리에 유지합니다. Bioscience Tools사의 소형 홀더를 사용하십시오.이는 밸브를 특정 위치에 정확하게 조준하고 고정하는 방법을 제공합니다. 실험 중에 3/4 온스 주사기를 사용하여 PDMS 장치보다 몇 피트 위에 배치할 리저버 시스템을 만드십시오. 이 리저버는 노즐을 구동하기 위한 압력 수두(pressure head)를 제공합니다.주사기에 주사 바늘을 연결합니다. 이제 주사 바늘을 내경 1.14 millimeter 튜브에 연결하고, 이를 다시 내경 1.58 millimeter 튜브에 연결합니다. 이때 PDMS를 밀봉제로 사용하십시오.이제 내경 1.58 millimeter 튜브를 밸브의 소프트 튜브 어댑터에 연결하십시오. 주사기 바늘과 밸브 사이에 라인이 연결되었으므로, 주사기 저장조를 액체로 채워 밸브 내부를 세척하고 튜브에 물이 가득 차도록 하십시오. 밸브 옆에 자석을 배치하면 액체가 저장조에서 밸브를 통해 0.01 inch 노즐 밖으로 흐르기 시작하는 것을 확인할 수 있습니다.우리는 LabVIEW와 Lee Company의 spike and hold 제어 박스를 사용하는 컴퓨터로 이 시스템을 제어합니다. 시스템을 보정하려면, 밸브 하나를 페트리 접시나 무게 측정을 위한 웨이 보트(whey boat)로 향하게 합니다. 이제 원하는 시간 동안 밸브를 열고 노즐에서 나오는 총 수량을 측정하여 무게를 잽니다.이 부피를 시스템의 총 개방 시간으로 나눕니다. 이 교정을 통해 사용자는 임의의 시간 동안 노즐에서 분사되는 물의 부피를 구할 수 있습니다. 시스템 교정을 마친 후, 이전의 교정 분사 결과를 바탕으로 노즐을 채널 입구로 조준하여, 너무 커서 주변을 더럽히거나 너무 작아 인지되지 않는 일이 없도록 채널 입구에 액적 하나가 분사될 정도의 부피를 분사합니다.실험 사이에 기포를 제거하는 것을 잊지 마십시오. 수동 펌핑의 기본 원리를 이해하고 시스템 보정 방법을 설명했으므로, 이제 모든 과정이 올바르게 진행될 때 사용자가 확인해야 할 내용을 살펴보겠습니다. 다음 영상은 저주파수에서의 고유량부터 고주파수에서의 저유량까지 미세유체 채널을 통해 흐르는 유체의 모습입니다.이를 통해 사용자는 자동 유체 전달 시스템과 함께 과거 펌핑의 성능을 이해할 수 있습니다. 다음 동영상에서 사용되는 장치의 크기는 너비 2.22 millimeter, 길이 10 millimeter, 높이 260 micrometer입니다. 입구 및 출구 직경은 각각 1.78 millimeter와 5.11 millimeter입니다.위에서 보여준 것과 같이 교차 흐름을 생성하려면 두 개 이상의 밸브가 필요합니다. 다음은 현재 사용 중인 장치에서 가능한 최대 유량을 보여주는 비디오입니다. 이 경우에는 유체를 전달하기 위해 단일 밸브가 사용되었습니다.시스템의 균형을 유지하기 위해서는 밸브를 입구 상단에서 직접적으로 조준하는 것이 중요합니다. 입구에서 형성되는 물방울의 모양을 확인하십시오. 이는 장치가 수동으로 펌핑할 수 있는 최대한의 속도로 입구에 물을 공급함으로써 유지되는 일정 압력을 나타냅니다.또한, 어느 시점에서 입구 방울이 넘쳐흐르는 것을 확인하십시오. 이는 아마도 출구 방울을 교란함으로써 발생했을 가능성이 큽니다. 입구의 넘침 현상을 제거하면 시스템이 다시 평형 상태를 되찾고 흐름이 계속됩니다.지금까지 시판되는 마이크로 노즐을 이용한 수동 펌핑 시스템의 설정, 보정 및 작동 방법을 살펴보았습니다. 이러한 실험을 수행할 때는 채널 내에 기포가 유입되는 것을 방지하기 위해 항상 일정한 압력원을 확보하는 것이 중요하며, 원하는 유량과 교환을 달성하기 위해 채널 기하 구조와 액적 크기 사이의 상관관계를 파악해야 합니다. 예를 들어, 출구 액적이 너무 커지면 주변이 오염되거나 입구까지 도달할 수 있으므로 이를 방지하고 PDMS 장치를 깨끗하고 건조하게 유지해야 합니다.이상입니다. 시청해 주셔서 감사하며, 실험에 좋은 결과가 있기를 바랍니다.

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Biology

생물학

그들은 kHz에서 속도 저렴 picoliter, 자기들에게만 혈관을 생성할 수 있기 때문에 비말 기반 microfluidic 플랫폼은 높은 처리량 실험을위한 유망한 후보자 있습니다. 빠르고, 민감하고 고해상도 형광 spectroscopic 방법과의 통합을 통해 이러한 시스템 내에서 발생하는 정보의 다량은 효율적으로 추출 무력화하고 이용하실 수 있습니다.

microfluidic 비말 플랫폼 형광 검출 방법

세포 및 입자의 관성 주문과 monodisperse 드롭 생성을 결합하여, 우리는 kHz에서 속도에서 한 방울의 세포 또는 입자의 원하는 숫자를 캡슐하는 방법을 설명합니다. 우리는 두 번 단일 및 이중 입자 술을 정렬되지 않은 캡슐 분들을 초과 효율성을 보여줍니다.

높은 처리량 마이크로 캡슐 단일 셀 및 다중 셀

우리는 금속 전극을 필요로하지 않는 마이크로 유체 방울 picoinjecting위한 기술을 개발했다. 이와 같이, 우리의 기술을 통합 장치 제조 및 사용이 간단합니다.

미세 유체의 Picoinjection 금속 전극없이 삭제

계자 디웨팅 장치(Field-DW)의 제조 및 작동을 위한 프로토콜과 액적 내용물에 대한 전기장의 영향에 대한 예비 연구에 대해 설명합니다.

감소 물방울 표면 상호 작용을 활용하는 디지털 미세 유체에 Bioanalytes의 전송을 최적화하려면

우리는 유도 결합 플라즈마 질량 분석법 (ICPMS) 미국 이산 액적 샘플 도입 시스템을 제시한다. 그것은 90 내지 7000 Hz의 주파수로 40-60 ㎛의 크기 범위 고도로 단 분산 액 적을 생성 저렴하고 일회용 미세 유체 칩에 기초한다.

ICPMS 샘플 소개를위한 미세 유체 칩

여기에서는 모세관 기반 원심 미세유체 장치를 사용하여 크기 제어 가능한 단분산 W/O(Water-in-Oil) 미세방울에 대한 간단한 생산 방법을 보여줍니다. 이 방법은 소량의 시료만 필요하며 고수율 생산이 가능합니다. 우리는 이 방법이 신속한 생화학 및 세포 분석에 유용할 것으로 기대합니다.

단 분산 미세 방울의 크기가 제어 형성을위한 모세관 기반 원심 미세 유체 장치

위상 반전 공동 흐름 장치는 단 분산 높은 점도 방울 방울 마이크로에서 실현 하기 어려운 1 파 위 생성을 보여 줍니다.

위상 반전 공동 흐름 구조와 미세 모 세관 장치를 사용 하 여 조작 높은 점도 방울

이 문서 시드 방울에 세포의 캡슐화 능률을 제공 하기 위해 물방울 미세 장치에 피 펫 팁을 사용 하 여 셀의 부족 한 인구를 위한 프로토콜을 제공 합니다.

피 펫 팁 드롭릿 미세 플랫폼 시드 셀에 대 한 메서드를 기반으로

본 프로토콜은 효율적인 미세입자 농축을 위해 사용될 수 있는 공압 미세유체 플랫폼을 기술한다.

미세입자 농도를 위한 공압 구동 미세유체 플랫폼

여기에서는 수중수(water-in-oil) 에멀젼(플러그)의 조합 라이브러리를 생산하기 위한 폴리디메틸실록산(PDMS) 기반 이중층 장치의 제조를 소개합니다. 플러그 생산을 자동화하는 데 필요한 하드웨어 및 소프트웨어는 프로토콜에 자세히 설명되어 있으며 형광 플러그의 정량적 라이브러리 생산도 시연됩니다.

조합 플러그 생산을 위한 이중층 미세유체 장치

배우세요 마이크로플루이딕 장치에서 수동 펌핑을 활용한 고속 비말 기반 유체 전달 시스템을 구축하고 교정하는 방법을. 이 기술은 생물학적 실험에서 정밀한 유량 제어와 높은 재현성을 제공합니다.

Microfluidic 장치에 수동 펌핑을위한 고속 비말 기반 전달 시스템

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