Microfluidic 칩은 탄성 Microvalve의 배열을 제어

Microfluidics는 세포 생물학자에게 정확한 유체 취급이 필요한 고처리량 실험을 수행할 수 있는 기술을 제공합니다. 안녕하세요, 저는 워싱턴 대학교 생명공학과 포크 랩(Folk Lab)의 닌 첸 리(Nin Chen Lee)입니다. 오늘은 PDMS 마이크로 밸브 어레이로 제어되는 미세유체 팁을 만드는 방법을 보여 드리겠습니다.

이 장치는 세 개의 레이어로 구성됩니다. 첫 번째 레이어는 서로 다른 크기의 마이크로 챔버를 포함하는 유체 층이고, 두 번째 레이어는 두 레이어 사이에 채널을 포함하는 제어 레이어입니다. PMS의 소수성과 순응성으로 인해 얇은 PMS 멤브레인이 있습니다.

멤브레인은 씨앗을 밀봉하므로 유체 챔버를 서로 격리하십시오. 제어 채널을 통해 진공을 적용하면 PDMS 멤브레인이 이전에 격리된 유체 챔버를 편향시키고 연결할 수 있습니다. 오늘은 나노리터 이하의 aqui 용액을 다양한 혼합 비율로 혼합할 수 있는 병렬 믹서를 보여 드리겠습니다.

그런 다음 우리 실험실의 선명한 단계는 세포 배양에 여러 솔루션을 풍부하게 사용할 수 있는 통합 미세유체 시스템을 보여줄 것입니다. 시작하자. 여기에서는 실리콘 웨이퍼 위에 A SUH의 손목 특징이 있는 마스터를 보여줍니다.

마스터는 이 마스터의 표준 SUH 사진 절차로 제작되었습니다. PDMS 복제본을 반복해서 만들 수 있습니다. 마스터에서 PDMS를 쉽게 릴리스하려면 먼저 마스터를 ize해야 합니다.

우리는 피렌체 섬과 함께 일하기 때문에 일반적으로 F 식품을 사용하여 마스터를 ize, 먼저 웨이퍼를 에이터에 넣고 숲의 물방울을 넣은 다음 책상 스케이트 챔버를 닫고 진공 청소기를 켜고 1, 2, 3 분 동안 진공 청소기를 그대로 둔 다음 진공을 닫습니다. 30 분 동안 증발시킨 다음 파도 방울을 가져 가십시오. MOD PDMS를 복제하기 전에 먼저 PDMS 프리폴리머와 경화제를 10:1 비율로 사전 혼합해야 합니다.

그래서 31g의 프리 폴리머의 무게를 잰 다음 3.1g의 경화제의 무게를 잰 다음 5분 동안 완전히 혼합합니다. 완성품은 이것을 보았습니다. 그 후 밀도 열을 가하여 PS가 맑아질 때까지 5-10분 동안 PS를 뭉

PMS가 거품이 제거되기를 기다리는 동안 실리콘 튜브를 대조층 영역에 붙일 수 있습니다. 우리가 실리콘 튜브를 선택하는 이유는 PMS와 동일한 구성 요소이기 때문에 나중에 장치에 내장하여 기밀 및 유체 유형 씰을 만들 수 있기 때문입니다. 이제 작은 실리콘 튜브 조각의 끝에 약간의 접착제 D 시멘트를 추가하고 마스터의 입구 영역에 누릅니다.

따라서 튜브가 실리콘 튜브의 암페어를 크게 넘지 않도록 절단할 때 매우 평평해야 하고 그 위에 접착제를 너무 많이 바르지 않아야 하며 그 위에 접착제를 누르는 방법을 설명하십시오. 그럼 보자. 영역은 통풍구와 뚜껑을 모두 벗겨냅니다.

이제 PS가 개발되었습니다. 마스터 위에 PS를 붓습니다. 튜빙 주위의 PGA를 당길 때 주의하십시오.

이제 유체 레이어 기능이 있는 다른 마스터에 붓고 있습니다. 마스터에게 PS를 쏟아부은 후, 그들은 5분에서 10분 동안 더스트 키커에서 다시 디뎁을 해야 합니다. 거품이 일어난 후 65도에서 70도의 오븐에서 1시간에서 24시간까지 PMS를 치료합니다.

좋아요, 좋습니다. 두 시간 후, PMS는 완치되었습니다. 이제 SU 마스터에서 PMS 장치를 자르고 제어 계층의 기간을 잘라냅니다.

튜빙 모드를 켜고 입구 영역에서 접착제를 제거합니다. 우리의 장치에서. 입구 영역은 세 개의 레이어와 제어 레이어 모두에 생성되지만 실리콘 튜브는 하나의 레이어에만 모드를 지정합니다.

예를 들어, 여기서는 컨트롤 계층에만 있습니다. 유체 층에 대한 접근을 만들기 위해 실리콘 튜브 아래의 멤브레인에 구멍을 뚫어 접근을 만들 수 있습니다. 그래서 우리는 위에서 모든 장치에 액세스할 수 있으므로 입체경과 기존의 도립 현미경으로 마이크 현미경을 더 쉽게 수행할 수 있습니다.

이제 C 룸으로 들어갑니다. CTM S 멤브레인을 준비하기 위해 헤드 웨이 스피너를 사용하여 PDF 멤브레인을 회전시키는 방법을 보여 드리겠습니다. 웨이퍼 검사 위에 웨이퍼를 올려 놓기 전에 플라스틱 그래프로 공을 덮고 나중에 깨끗한 지저분한 것을 쉽게 청소할 수 있도록 종이 타월을 아래에 놓습니다.

그래서 만약 그것이 완성되었다면, 우리가 전에 마스터들과 함께 했던 것처럼, 진공 청소기를 청소한 후, 우리는 11-12 미크론의 6 멤브레인을 갖고 싶기 때문에 실리콘 웨이퍼 위에 약 2 밀리리터의 PMS 택시를 분배합니다, 웨이퍼는 20 초 동안 7, 000 RTM에서 회전합니다 그리고 이제 저는 다음과 같이 말할 것입니다. 여기에서 웨이퍼가 회전하는 것을 볼 수 있습니다. 우리는 그것을 얼마나 오래 돌릴 것입니다 회전 한 후, 우리는 4 분 동안 85도의 핫 플레이트에 퍼를 놓습니다. 이제 PDMS 멤브레인이 치료되었습니다.

다음으로 플라즈마 오븐에서 P DM S 멤브레인과 대조층을 산화시킵니다. 우리는 75%의 백금 전력에 영향을 미치고 30PSI의 황소 산소 압력과 5의 독감 비율을 사용합니다. 이러한 매개변수는 항상 다른 응용 프로그램에 따라 조정할 수 있습니다.

타인을 켜고 30초 동안 플라즈마를 켭니다. 이제 멤브레인 위에 제어 레이어를 놓습니다. 몇 분 안에 접촉시키면 제어층이 멤브레인에 결합됩니다.

몇 분 후 멤브레인이 있는 대조층을 제거합니다. 자, 이제 Control layer를 완전히 명확하게 정렬할 준비가 되었습니다. 우리는 더 이상 클린 룸에 있지 않기 때문에 스카치 팁을 사용하여 완전히 깨끗한 먼지를 제거합니다.

또한 제어 층의 입구 영역에서 멤브레인을 제거해야 합니다. 이것은 아래의 유체 층에 접근하기 위한 것입니다. 따라서 유체 층 위에 멤브레인이 있는 제어 층을 놓습니다.

모든 챔버 유체 챔버와 밸브를 살펴보십시오. 모두 왼쪽에서 오른쪽으로 정렬되어 있는지 확인합니다. 정렬되지 않은 경우 컨트롤 레이어를 제거하고 다시 실행할 수 있습니다.

여기에서 유체 레이어와 컨트롤 레이어가 정렬된 것을 볼 수 있습니다. 이제 이 입구에 더 얇은 튜브를 삽입하여 유체 소스와 압력 소스에 연결하도록 하겠습니다. 이제 밸브를 압력 소스에 연결하고 유체 입구를 유체 소스에 연결합니다.

여기에는 PDMS 마이크로 밸브를 열고 닫을 수 있는 파란색과 노란색의 두 가지 염료가 있습니다. 우리는 진공 소스에 연결된 솔레노이드 밸브를 사용하며 공기 압력과 밸브는 광보기 소프트웨어에 의해 제어됩니다. 이제 밸브 세트 번호 1을 열고 있습니다.

PDMS 멤브레인이 편향되고 밸브가 열려 있는 것을 볼 수 있습니다. 이제 밸브의 첫 번째 첫 번째 세트를 닫고 두 번째 세트를 열고 닫습니다. 이제 모든 마이크로 밸브가 작동합니다.

마이크로 유체 챔버를 두 개의 다른 주사위로 채울 것입니다. 나는 첫 번째 밸브 세트를 열고 진공 청소기를 사용하여 두 개의 주사위를 챔버로 끌어당길 것입니다. 챔버에 주사위를 채운 후 밸브 세트 1을 닫아 각 챔버를 격리한 다음 밸브 세트를 켭니다.

두 번째, 두 배열의 쌍을 혼합합니다. 밸브 개방 및 혼합 혼합은 일반적으로 약 1-2분 정도 걸립니다. 챔버 크기를 10가지 크기로 설계했기 때문입니다.

그래서 우리는 11가지 다른 비율의 혼합 비율을 가지고 있습니다. 따라서 혼합이 완료된 후 밸브를 닫아 각 챔버를 볼 수 있습니다. 다양한 혼합 비율이 있습니다.

색이 파란색에서 녹색으로, 더 많이 노란색으로 바뀌었습니다. 일단 제작되면, 이러한 장치는 약물 스크리닝 또는 화학 주성 또는 화학 물질 및 성장 인자 또는 약물의 다른 농도에 대한 세포 반응과 같은 세포 생물학 연구와 같은 생물 의학 에세이에 잠재적으로 사용될 수 있습니다. 저는 Chris Sip이고 통합 미세유체 관류 시스템인 장치를 시연할 예정이며 이전에 제조에서 볼 수 있었던 장치와 매우 유사합니다.

유일하게 가장 큰 차이점은 확산을 통해 혼합되는 밸브에 의해 분리된 별도의 챔버를 갖는 대신, 멀티플렉스 밸브 방식인 밸브에 의해 수렴되고 제어되는 여러 흡입구가 있다는 것입니다. 제가 시연할 것은 밸브의 선택적 작동으로, 다양한 흡입구를 켜거나 끄는 것을 제어합니다. 또한 통합 혼합 채널의 작동과 그라디언트 조정에 대해서도 보여 드리겠습니다.

화면 상단에는 16개의 흡입구가 수렴하고 흐름이 위에서 아래로 이 수직 채널을 통해 세포 배양 챔버인 분기 네트워크로 들어오는 것을 볼 수 있습니다. 이제 우리는 파란색으로 전환되는 입구를 보고 있는데, 이 염료는 흐르고 있으며 챔버를 통과할 때 층류 프로파일을 볼 수 있습니다. 이제 우리는 파란색과 노란색의 조합을 수행하고 있으며 이것을 전환하여 반대 조합을 만들 수 있습니다.

그라디언트를 오른쪽으로 조정할 수 있습니다. 다른 유형의 그라디언트를 만들 수 있습니다. 이제 이것은 밸브의 빠른 전환을 보여주므로 서로 다른 솔루션 간에 매우 빠르게 전환할 수 있습니다.

이제 우리는 이 균질기를 통해 파란색과 노란색을 공급하고 있으며 용액은 챔버에서 녹색으로 나오고 여러 개의 다른 흡입구를 전환할 수도 있습니다. 이 경우 우리는 모든 녹색 용액을 대신하는 빨간색 입구를 공급하고 있습니다. 오늘은 마이크로 풋 밸브 기반 장치를 만드는 방법을 보여 드리고 두 가지 색상의 염료를 서로 다른 비율로 혼합하여 서브 리터 부피를 선명하게 만드는 방법을 보여주었습니다.

우리 연구실의 Chris는 또한 다양한 솔루션을 위한 통합 미세유체 시스템을 시연했습니다. 시청해 주셔서 감사드리며 자신의 실험에 행운을 빕니다.