Microfluidic 장치의 저렴한 제작에 대한 PDMS의 비 플라즈마 본딩

포토리소그래피와 소프트 리소그래피를 일상적으로 수행하는 실험실에는 일반적으로 플라스마 세정기(plasma cleaner)라고 불리는 장비가 있습니다. 플라스마 세정기에는 전자, 이온, 중성 원자 및 분자로 구성된 부분 이온화 가스를 생성하는 전기 코일이 있습니다. 플라스마는 유리와 소자 표면에 반응성 종을 생성하며, 이를 서로 접촉시키면 영구적인 결합이 형성됩니다.

또한 플라즈마는 장치의 표면을 친수성으로 만들어 액체 첨가를 용이하게 합니다. 하지만 경우에 따라 영구적이고 가역적이지 않은 결합이 바람직하지 않을 수 있습니다. 아울러 많은 실험실에서 플라즈마 세척기를 사용할 수 없는 상황일 수도 있습니다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 오늘은 뉴런 장치를 커버 글라스에 가역적으로 플라즈마 없이 접합하는 방법을 시연하겠습니다. PDMS와 유리 사이의 정전기력은 수밀성이 있으며 세포 배양에 적합한 접합을 형성합니다. 시연을 진행할 Kiana Lee를 소개하겠습니다.

Corning 1번 24 mm x 40 mm 커버슬립을 워터 배스 초음파 세척기를 사용하여 세척합니다. 유리를 스테인리스 스틸 랙에 담은 후, 탈이온수로 채워진 유리 용기에 넣습니다. 그런 다음 이 유리 용기를 워터 배스 초음파 세척기에 넣습니다.

그 후 유리 슬라이드를 30분 동안 초음파 세척합니다. 초음파 세척 후, 유리 용기에서 탈이온수를 비웁니다. 유리 슬라이드가 들어 있는 유리 용기에 70% ethanol을 채운 다음, 멸균 상태를 유지하기 위해 이를 표준 생물안전작업대 내부로 옮깁니다.

70% ethanol로 헹군 후, 스테인리스 스틸 랙을 유리 용기에서 꺼내 유리 슬라이드가 몇 시간 동안 또는 밤새 완전히 건조되도록 둡니다. 다음으로, 생물안전작업대(biosafety cabinet) 내에서 유리 슬라이드를 PLL 용액이 채워진 용기에 담가 PLL로 코팅합니다. 유리 슬라이드는 PLL 용액에 최소 3시간 또는 밤새 담가 둡니다.

PLL 코팅 후, 디쉬에서 PLL 용액을 제거하고 유리 슬라이드를 탈이온수로 충분히 헹굽니다. PLL이 코팅된 유리를 물로 여러 번 헹군 다음, 디쉬에 물을 채우고 유리 슬라이드를 수 시간 동안 담가둡니다. 탈이온수에 수 시간 동안 담근 후, 디쉬에서 물을 흡입하여 제거합니다.

유리 슬라이드를 빠르게 헹군 다음, 디쉬에서 꺼내 스테인리스 스틸 랙에 놓고 하룻밤 동안 건조시킵니다. 생물안전작업대(biosafety cabinet) 내에서, Neuron device를 가져와 70% ethanol로 충분히 헹구어 멸균합니다. 그 후 장치에 남은 과잉 ethanol을 흡입하여 제거합니다. 이후 해당 장치들을 생물안전작업대 내에서 하룻밤 동안 건조시킨 뒤 다음 날 사용합니다.

이 멸균된 뉴런 디바이스를 깨끗하고 멸균 처리되었으며 PLL이 코팅된 유리 위에 단순히 배치합니다. PDMS는 유리와 함께 액체가 새지 않는 가역적 결합을 형성합니다. 가벼운 압력으로 디바이스를 유리에 접합하거나, 즉시 디바이스에 배지를 추가합니다.

조립 후 장치에 배지나 세포를 추가하기까지 너무 오래 기다리면 액체가 장치 내부로 진입하는 것이 더 어려워질 수 있습니다. 플라즈마 처리를 하지 않은 장치는 플라즈마 처리된 장치만큼 액체가 빠르게 진입하지 않는다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 플라즈마 처리된 장치는 처리 직후에 친수성을 띠어 액체가 친수성 장치 내부로 쉽게 흐르는 반면, 플라즈마 본딩을 하지 않은 장치를 통한 흐름은 훨씬 더 느립니다.

경우에 따라 피펫을 사용하여 액체를 장치 내부로 강제로 밀어 넣어야 할 수도 있습니다. 본 영상에서는 뉴런 장치를 커버 글라스에 플라스마 본딩 없이 부착하는 방법을 보여드렸습니다. 이는 PDMS를 유리 표면에 가역적으로 BLO 하는 효율적이고 저렴한 방법입니다.

이 영상이 유익하고 도움이 되었기를 바랍니다. 이상으로 John Lab의 영상을 마치겠습니다. 시청해주셔서 감사합니다.