Name: 뷰-포트 표시 하 고 적외선 빛에 투명 한 플라스틱 미세 소자를 제작 하기 위한 소프트 리소 절차 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-08-17T13:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 26 s
Description: 학습하세요 적외선 미세 분광법과 호환되는 플라스틱 미세유체 장치 제작 방법을 통해 세포 생화학을 손상 없이 연구하는 기술입니다. 이 프로토콜은 비용 효율적인 미세가공 솔루션을 제공합니다.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

저자는 기꺼이 MBI 재정 지원을 인정 한다.

1. 실리콘 주 형의 준비 참고:는 포토 마스크는 기본 금형의 준비에 대 한 필요. 포토 마스크 수 수 독립적인 공급자 로부터 구입 하거나 사내 표준 광 마스크 제작 절차를 통해 조작 합니다. 밝은 분야 극성으로 포토 마스크 ( 그림 2 는)이이 경우에 사용 됩니다.
<ol><li>패턴 정의 <ol><li>스핀 코트 30 2300 rpm 수 8 3010 부정적인 감광 제와 4 인치 실리콘 웨이퍼 s.</li>
		<li>소프트-빵 핫 플레이트 2 분 동안 65 ° C에서 그리고 다음 8 분 동안 95 ° C에 감광 제</li>
		<li>자외선에 감광 노출 (i-라인, 365 nm) 100-120 mJ/cm 2;의 총 에너지 량에 대 한 마스크 aligner 아래 포토 마스크를 통해 하드 연락처 모드는 더 나은 해상도 달성 하기 위해 선호 된다.</li>
		<li>웨이퍼를 제거 하 고 게시물 노출 빵 1 분에 65 ° C에서 그리고 2 분 동안 95 ° C에 적용</li>
		<li>수 8 개발자를 사용 하 여 실내 온도에, 포토 레지스트를 개발 다음 이소프로필 알코올로 헹 구 고 가볍게 건조 질소로 불어, 측정된 패턴 두께 10 µ m 이어야 한다 고 아래. 그림 2 b 실제 실리콘 형의 그림을 참조 하십시오.</li>
	</ol></li> <li>실리콘 금형의 Silanization <ol><li>60 W 30에서 산소 플라즈마와 실리콘 금형 치료 산소 흐름의 20 sccm으로 s. 과정 1-10 mbar 챔버 압력 설정.</li>
		<li>Silane의 50 µ L와 함께 진공 항아리에 금형을 배치 하 고 적어도 2 헤의 진공 상태 (1-10 mbar)에 항아리를 두고 
		참고: silanization 프로세스 소수 성 표면 코팅 PDMS 몰드 15에 집착 하지 못하도록 만듭니다. 참고는 주 형도 날조 될 수 있다 실리콘의 건식 에칭을 포함 하는 대체 방법을 사용 하 여. 이 경우에 포토 마스크 반대 극성 (어두운 필드)의 있을 것입니다 그리고 단계 1.1에서에서 패턴 정의 긍정적인 감광 제를 사용 합니다.</li>
	</ol></li></ol> 2. PDMS 보조 형의 준비 <ol><li><ol>PDMS 혼합 <li>PDMS 고무 및 경화제, 10:1 혼합, 총 금액은 결과 PDMS 간격은 약 1 ~ 1.5 m m 이다.</li>
		<li>철저 하 게 혼합 후 약 15 분 동안 (1-10 mbar) 진공 상태에서 진공 항아리에 두면 혼합물 드 또는이 혼합물 안에 어떤 덫을 놓은 공기를 제거 하는 때까지 볼 수 없는 거품;.</li>
	</ol></li> <li>금형 복제 <ol><li>1 단계에서 날조 실리콘 몰드에 PDMS 혼합물을 부 어 하 고 단계 2.1.2에서 동일한 설정으로 어떤 덫을 놓은 공기를 제거 하는 혼합물을 드. 치료 혼합물에 뜨거운 접시에 2 h 70 ° C에서 열.</li>
		<li>핫 플레이트에서 치료 PDMS를 제거 하 고 실 온까지 식힙니다. 면도칼의 칼 날로 잘라 실리콘 금형의 가장자리를 따라 PDMS.</li>
		<li>컷 PDMS의 한 구석에 꼬집어 핀셋의 쌍, 및 실리콘 몰드에서 PDMS 복제를 신중 하 게 껍질;이 보조 형에 결과 미세 패턴은 주 형 (반대 극성은 돌출 그림 2 c).</li></ol></li> <li>PDMS 복제 (같은 단계 1.2)의 Silanization <ol><li>60 W 30에서 산소 플라즈마와 PDMS 몰드를 치료 산소 흐름의 20 sccm으로 s. 과정 1-10 mbar 챔버 압력 설정.</li>
		<li>장소 진공에서 금형 silane의 50 µ L와 항아리와 적어도 2 헤 대 한 진공 상태 (1-10 mbar) 항아리를 두고</li>
	</ol></li></ol> 3. PDMS 템플릿 준비 참고:는 장치의 형상을 정의 두 개의 별도 PDMS 템플릿이 사용 되었다 모양 및 최종 디바이스의 크기를 표준화 하 고 두 반쪽에 주요 특징의 맞춤을 쉽게 하기 위해, 투명 한 창 고에서 고 아웃 let 연결의 배치. 첫 번째 PDMS 템플릿 에이즈 장치의 플랫 절반의 제작을 쉽게 하기 위해 두 번째 도움이 동안 장치의 꽃무늬 반 제작.
<ol><li>컴퓨터 원조 설계 (CAD) 소프트웨어를 사용 하 여 서식 파일을 디자인. 그림 3 표시 소자의 패턴화 절반을 조작 하는 데 사용 하는 서식 파일의 크기 및 레이아웃 합니다. 장치의 플랫 하프를 조작 하는 디자인에서 1.5 m m 직경 구멍 제거.</li>
	<li>가능한 경우 서식 파일에서 외부 공급자 또는 내부 기계적 워크샵을 통해 습득. 
	참고: 서식 파일 제작의 용이성으로 인해 소재 및 낮은 비용 어떤 표준 워크숍에서 달성로 아크릴 사용. 3D 인쇄와 같은 다른 옵션이 있습니다.</li>
	<li>PDMS 고무 및 경화제 10:1 혼합, 서식 파일을 완전히 잠수함 PDMS의 충분 한 금액을 준비 하십시오.</li>
	<li>철저 하 게 혼합 후, 진공 상태 (1-10 mbar) 약 15 분 또는 (중 나중은) 아무 표시 거품 때까지 진공 항아리에 그것을 두어서 혼합물 드;이 혼합물 안에 어떤 덫을 놓은 공기를 제거 하는 것입니다.</li>
	<li>까지 그들의 가장 표면 액체 표면 아래 약 1mm 빠져들은 아크릴 서식에 PDMS 혼합물을 붓는 다. 3.4에서 동일한 설정으로 어떤 덫을 놓은 공기를 제거 하려면 다시 PDMS 드 이 혼합물을 치료 하기 위해 수준별된 뜨거운 접시에 2 h 60 ° C에서 열.</li>
	<li>핫 플레이트에서 치료 PDMS를 제거 하 고 실 온까지 식힙니다. 면도칼의 칼 날로 잘라 아크릴의 가장자리를 따라 PDMS.</li>
	<li>핀셋의 쌍, 꼬집어 컷 PDMS의 한 모서리와 아크릴 서식 파일에서 PDMS를 신중 하 게 껍질. 
	참고: 그림 3 b 표시 소자의 패턴화 절반을 조작 하는 데 사용 되는 PDMS 복제본의 크기와 레이아웃.</li>
	<li>준비 두 번째 PDMS 복제 평면 날조를 위한 장치의 절반 단계 3.3 3.7 하지만 1.5 m m 직경 구멍 없이 아크릴 서식 파일을 사용 하 여.</li>
</ol> 4. 미세 장치 제조 산소 흐름의 20 sccm <ol><li>제조 장치 (즉, 장치 레이아웃)의 꽃무늬 절반의 <ol><li>치료 산소 플라즈마와 CaF 2 창 60 W 30 s. 다음 제조 동안 노아의 흐름을 개선 하기 위해 이렇게. 
		참고:이 단계는 필수.</li>
		<li>장소 신중 하 게 첫 번째 PDMS는 템플릿 (1.5 m m 직경 기둥 하나) 평평한 표면, 예를 들어, 소 다 라임 플레이트 ( 그림 4 는). 카페 2 창 PDMS 플러그 위에 중심을 배치 하 고 부드럽게 눌러 창 같은 그것은 플러그 ( 그림 4 b)와 좋은 접촉.</li>
		<li>걸릴 PDMS 몰드 2 단계에서 만든 (이 경우에, 한 석 영 플레이트, 500 µ m 두께 1.5 cm x 1.5 cm 크기에) 얇은 UV-투명 접시 형, 중앙 챔버 ( 그림 4의 위치와 정렬의 뒷면에 배치 c). 석 영 플레이트 PDMS 몰드 좋은 접촉에 있는지 확인. 
		참고: 일e 석 영 플레이트 쉽게 CaF 2 창 접촉으로 오는에서 금형의 원하지 않는 영역 방지.</li>
		<li>부드럽게 카페 2 창 중앙에 정렬 하는 유체 챔버와 CaF 2 창으로이 PDMS 몰드 뒤집어를 놓습니다. 모든 요소 (템플릿, 금형 및 창) 좋은 접촉에 있습니다 ( 그림 4 c 4 d) 정렬 되었는지 확인.</li>
		<li>점차 PDMS 템플릿의 하자에 NOA의 방울을 분배 하 고 천천히 구멍을 작성 하자. 일단 수 지 창의 가장자리 접촉으로 오면, 모 세관 흐름 PDMS 몰드 및 CaF 2 창 ( 그림 4 e-4 층) 사이의 얇은 간격 (~ 10 µ m)을 채울 것입니다.</li>
		<li>캐비티는 완전히 가득 후, UV 빛 (예를 들어, UV LED 노출 시스템, 그림 4 g)에 노출에 의해에 NOA 치료. 
		참고: 노출 시간에 따라 다를 수 있습니다 UV 소스의 에너지와 함께. 24 mW/cm 2의 전력 밀도 제공 하는 UV LED 노출 시스템 필요 약 90 100% 파워에 지속적으로 노출 모드 s.</li>
		<li>조심 스럽게 PDMS 몰드의 뒷면에서 얇은 석 영 플레이트를 제거 하 고 부드럽게 NOA 레이어 ( 그림 4 h)의 상단에서 PDMS 몰드를 껍질. 마지막으로, ( 그림 4 나) PDMS 템플릿에서 NOA 레이어 제거. 
		참고: 치료 NOA에 결과 장치 레이아웃 했 패턴의 동일한 극성 기본 실리콘 몰드에서.</li>
	</ol></li> <li>제조 장치 (즉, 장치 레이아웃 없이)의 평면 절반의 <ol><li>60 W 30에서 산소 플라즈마와 CaF 2 창 치료 산소 흐름의 20 sccm으로 s. 
		참고:이 단계는 필수.</li>
		<li>신중 하 게 평평한 표면, 예를 들어, 소 다 석 회 접시 (1.5 m m 직경 기둥 없이 하나) 두 번째 PDMS 서식 장소. 카페 2 창 PDMS 플러그 위에 중심을 배치 하 고 부드럽게 눌러 창 같은 그것은 플러그와 좋은 접촉.</li>
		<li>는 PDMS 서식 파일의 가운데에 맞춰집니다 PDMS 시트와 함께 카페 2 창 위에 5 cm x 3.5 c m 크기 1 m m 두께 PDMS 시트를 놓습니다. PDMS 시트 창 좋은 접촉에 있는지 확인.</li>
		<li>점차 PDMS 템플릿의 하자에 NOA의 방울을 분배 하 고 천천히 구멍 채우기.</li>
		<li>캐비티는 완전히 가득 후, UV 빛 (예를 들어, UV LED 노출 시스템)에 노출에 의해에 NOA 치료. 
		참고: 노출 시간에 따라 다를 수 있습니다 자외선 에너지 소스와 함께. UV LED 노출 시스템 24 mW/cm 2의 전력 밀도 제공 합니다,이 필요 합니다 약 50에서 100% 전력 및 지속적인 노출 모드 s.</li>
		<li>껍질 NOA 레이어 위에서 PDMS 시트 및 PDMS 템플릿에서 치료 NOA 레이어를 조심 스럽게 제거.</li>
	</ol></li> <li>소자의 두 반쪽의 결합 <ol><li>양쪽 카페 2 창 정렬 되도록 소자의 두 반쪽을 맞춥니다. 부드럽게 손가락 눌러서 NOA 레이어의 모서리에 모두 반쪽 두 반쪽의 위치는 고정 되도록.</li>
		<li>는 8 m m 직경 구멍을 뚫는 ( 그림 5 는)를 사용 하 여 1 m m 두께 PDMS 시트에서 두 개의 원형 디스크 컷.</li>
		<li>1 m m 두께 PDMS 시트에서 장치 (4 cm x 2.5 cm)의 같은 크기와 두 개의 사각형을 잘라. 모두 PDMS 사각형에 해당 하는 채널은에-하자/아웃-let 장치의 채용 컷. 
		참고: PDMS 사각형에 미리 잘라 구멍 누르는 동안 붕괴에서 채널을 방지 하기 위해 의미 된다.</li>
		<li>스택 다음에서 순서는 아래에서: 한 PDMS 사각형 미리 잘라 구멍, (밑 창, 단계 4.3.2에서에서 잘라), 접촉 한 PDMS 디스크 장치, (상위 창에 앉아), 두 번째 PDMS 디스크의 2 개 손가락 누르면 반 그리고 마지막으로 미리 잘라 구멍 ( 그림 5 b) 두 번째 PDMS 사각형.</li>
		<li>는 2 접시 사이 끼여 진공 프레스 설치 프로그램에서이 어셈블리를 배치 하 고 밀봉 비닐 그림 5 (c). 진공 펌프를 켜고 어셈블리를 철수. 진공 펌프의 기본 압력에 도달 하거나 적어도 10 분에 대 한 진공을 적용 하자 
		참고: 기본 압력 달성 사용 되는 진공 펌프와 비닐 봉지 씰링의 품질에 따라 달라 집니다.</li>
		<li>270 W 15 분 회전 진공 펌프 및 어셈블리는 어셈블리에서 최종 장치를 제거 하기 전에 대기 압력을 천천히 환기 하자에서 광대역 Hg 가스 램프와 UV 대피 어셈블리 노출.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>

<ol><li>Holman, H. -Y. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synchrotron+infrared+spectromicroscopy+as+a+novel+bioanalytical+microprobe+for+individual+living+cells%3A+cytotoxicity+considerations%5BTitle%5D)+AND+%22BIOMEDO%22%5BJournal%5D)">Synchrotron infrared spectromicroscopy as a novel bioanalytical microprobe for individual living cells: cytotoxicity considerations.</a> BIOMEDO. 7 (3), 417-424 (2002).</li>
<li>Liu, K. Z., Xu, M., Scott, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biomolecular+characterisation+of+leucocytes+by+infrared+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Br+J+Haematol%22%5BJournal%5D)">Biomolecular characterisation of leucocytes by infrared spectroscopy.</a> Br J Haematol. 136 (5), 713-722 (2007).</li>
<li>Moss, D. A., Keese, M., Pepperkok, R. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/journal/09242031/38">IR microspectroscopy of live cells.</a> Vibrational Spectroscopy. 38 (1-2), 185-191 (2005).</li>
<li>Rahmelow, K., Hubner, W. <a target="_blank" href="https://www.osapublishing.org/as/abstract.cfm?uri=as-51-2-160">Infrared Spectroscopy in Aqueous Solution: Difficulties and Accuracy of Water Subtraction.</a> Appl Spectrosc. 51 (2), 160-170 (1997).</li>
<li>Kazarian, S. G., Chan, K. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((ATR-FTIR+spectroscopic+imaging%3A+recent+advances+and+applications+to+biological+systems%5BTitle%5D)+AND+%22Analyst%22%5BJournal%5D)">ATR-FTIR spectroscopic imaging: recent advances and applications to biological systems.</a> Analyst. 138 (7), 1940-1951 (2013).</li>
<li>Loutherback, K., Chen, L., Holman, H. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Open-channel+microfluidic+membrane+device+for+long-term+FT-IR+spectromicroscopy+of+live+adherent+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Anal+Chem%22%5BJournal%5D)">Open-channel microfluidic membrane device for long-term FT-IR spectromicroscopy of live adherent cells.</a> Anal Chem. 87 (9), 4601-4606 (2015).</li>
<li>Loutherback, K., Birarda, G., Chen, L., Holman, H. -Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microfluidic+approaches+to+synchrotron+radiation-based+Fourier+transform+infrared+%28SR-FTIR%29+spectral+microscopy+of+living+biosystems%5BTitle%5D)+AND+%22Protein+Pept+Lett%22%5BJournal%5D)">Microfluidic approaches to synchrotron radiation-based Fourier transform infrared (SR-FTIR) spectral microscopy of living biosystems.</a> Protein Pept Lett. 23 (3), 273-282 (2016).</li>
<li>Dousseau, F., Therrien, M., Pézolet, M. <a target="_blank" href="https://www.osapublishing.org/as/abstract.cfm?uri=as-43-3-538">On the Spectral Subtraction of Water from the FT-IR Spectra of Aqueous Solutions of Proteins.</a> Appl Spectrosc. 43 (3), 538-542 (1989).</li>
<li>Tobin, M. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0924203110000299">FTIR spectroscopy of single live cells in aqueous media by synchrotron IR microscopy using microfabricated sample holders.</a> Vibrational Spectroscopy. 53 (1), 34-38 (2010).</li>
<li>Birarda, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0924203110000184">Infrared microspectroscopy of biochemical response of living cells in microfabricated devices.</a> Vibrational Spectroscopy. 53 (1), 6-11 (2010).</li>
<li>Vaccari, L., Birarda, G., Businaro, L., Pacor, S., Grenci, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Infrared+microspectroscopy+of+live+cells+in+microfluidic+devices+%28MD-IRMS%29%3A+toward+a+powerful+label-free+cell-based+assay%5BTitle%5D)+AND+%22Anal+Chem%22%5BJournal%5D)">Infrared microspectroscopy of live cells in microfluidic devices (MD-IRMS): toward a powerful label-free cell-based assay.</a> Anal Chem. 84 (11), 4768-4775 (2012).</li>
<li>Mitri, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((SU-8+bonding+protocol+for+the+fabrication+of+microfluidic+devices+dedicated+to+FTIR+microspectroscopy+of+live+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+Chip%22%5BJournal%5D)">SU-8 bonding protocol for the fabrication of microfluidic devices dedicated to FTIR microspectroscopy of live cells.</a> Lab Chip. 14 (1), 210-218 (2014).</li>
<li>Birarda, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((IR-Live%3A+fabrication+of+a+low-cost+plastic+microfluidic+device+for+infrared+spectromicroscopy+of+living+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+Chip%22%5BJournal%5D)">IR-Live: fabrication of a low-cost plastic microfluidic device for infrared spectromicroscopy of living cells.</a> Lab Chip. 16 (9), 1644-1651 (2016).</li>
<li>Wehbe, K., Filik, J., Frogley, M. D., Cinque, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effect+of+optical+substrates+on+micro-FTIR+analysis+of+single+mammalian+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Anal+Bioanal+Chem%22%5BJournal%5D)">The effect of optical substrates on micro-FTIR analysis of single mammalian cells.</a> Anal Bioanal Chem. 405 (4), 1311-1324 (2013).</li>
<li>Helmut, S., et al. <a target="_blank" href="http://iopscience.iop.org/article/10.1088/0957-4484/16/5/007/meta">Controlled co-evaporation of silanes for nanoimprint stamps.</a> Nanotechnology. 16 (5), 171(2005).</li>
<li>Loewen, E. G., Popov, E. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aLoewen%2C+EG+%22Diffraction+Gratings+and+Applications%22">Diffraction Gratings and Applications</a>. , Taylor, Francis. (1997).</li>
<li>Technical Note: Optical Materials. , Available from: 
 <a target="_blank" href="https://www.newport.com/n/optical-materials">https://www.newport.com/n/optical-materials</a> (2017).</li>
<li>Cai, D., Neyer, A., Kuckuk, R., Heise, H. M. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022286010002814">Raman, mid-infrared, near-infrared and ultraviolet-visible spectroscopy of PDMS silicone rubber for characterization of polymer optical waveguide materials.</a> J Mol Struc. 976 (1-3), 274-281 (2010).</li>
</ol>

저자는 공개 없다.

우리에 주 회로에서 분리 센터, 2 개의 작은 사각형 챔버 (5.5 m m x 0.75 m m 크기)에서 큰 사각형 챔버 (5 m m x 2.5 m m 크기)와 미세 패턴에 대 한 간단한 레이아웃을 사용 하는 평가 하 고 제조 프로토콜 최적화는 상단 및 하단 측면, 그리고 300 µ m 다양 한에서-하자/아웃-let 채널. 중앙 챔버는 시드에 사용 되 고 이전 게시13에서 설명한 대로 참조 챔버로 셀, FTIR 동안 공기 배경 측정 하 두 개의 분리 된 작은 챔버는 사용의 관찰 실험. 에 게 고 하자 밖 외부 유체 시스템에 중앙 챔버를 연결.
여기, 템플릿 도구 (프로토콜 3 단계 참조) 제작 과정을 쉽게 하기 위해 소개 된다. 이전에, 지속적으로 카페2 windows 장치의 두 반쪽을 정렬 하는 경우 문제를 발생 하는 최종 장치의 중심에 정확 하 게 배치 하기 어려운 했다. 서식 파일의 사용 창 배치에 대 한 시각적...

푸리에 변환 적외선 Spectro-현미경 검사 법 (FTIR)은 샘플의 상세한 화학 정보를 제공 레이블 및 비-침략 적 이미징 기법으로 광범위 하 게 이용 되어. 그러면 최소한 준비는 시료의 흡수 스펙트럼 그것의 화학 성분1 의 내장 지문 운반 이후의 생물 학적 샘플의 화학 공부를 생화학 정보 추출 , 2. 최근, FTIR 점점에 적용 된 라이브 생물 학적 샘플, 예를 들어, 셀3의 연구. 그러나, 대부분의 경우에서 살아있는 세포에 대 한 매체 물 중간 적외선 영역에서 강한 흡수도 보여줍니다. 얇은 층으로도 입지 완전히는 견본의 중요 한 구조 정보를 압도 수 있습니다.
몇 년 동안, 일반적인 방법은 고정 또는 물 흡수 신호 스펙트럼에서 완전히 제외 샘플을 건조 했다. 그러나,이 방법을 허용 하지 않습니다 살아있는 세포를 실시간으로 측정을 위한 그들의 화학 성분 및 시간 세포질 과정의 변화 연구에 필수적입니다. 라이브 생물학 견본에서 신뢰할 수 있는 흡수 스펙트럼을 얻기 위해 편도 적외선 빔 10 µ m4의 매체에 총 광학 경로 길이 제한 하는 이다.
생활에서 기초가 튼튼한 접근 세포 실험은 지금까지, 총 반사 감쇠 (ATR)-측정 샘플 두께, 셀 수성 매체의 두꺼운 층에서 지속 될 수 있도록 독립적인 FTIR 이미징. 그러나, 사라져 웨이브의 침투의 작은 깊이 ATR 크리스탈5의 표면에서 처음 몇 미크론을 샘플의 측정을 제한합니다.
또는, 물 흡수 한계는 일반적으로 두 개의 큰 그룹으로 분류 하는 다양 한 미세 시스템의 출현으로 피할 되었습니다: (어디 유체 표면 중 하나에 노출 되는 분위기) 채널을 열고 폐쇄 채널 (어디 두 개의 IR 투명 창이 구분 됩니다 스페이서에 의해 정의 된 두께).
Loutherback 외. 긴 기간 지속적인 IR 측정 최대 7 일6라이브 셀 수 있도록 오픈 채널 막 장치 개발. 메서드를 사용 하면 셀 표면에서 매체의 증발을 방지 하기 위해 환경에 높은 습도를 요구 한다. 시스템 공기 액체 인터페이스, 피부, 폐, 눈, 또는 미생물 biofilms7의 상피 조직 등에서 자연스럽 게 성장 하는 셀에 가장 적합 합니다.
닫힌 채널 구성 세포 그들의 수성 매체에 유지 됩니다 두 병렬 IR 투명 창 사이 유니폼, 얇은 레이어를 만들 것을 목표로. 이 구멍의 두께 채도 아래 물 흡수 신호 이다. 물 배경 올바른 샘플 스펙트럼을 얻기 위해 뺍니다 다음 수 있습니다. 닫힌 채널 메서드의 대부분 떼어낼 액체 챔버3,,89를 형성 하는 두 개의 창이 분리 플라스틱 스페이서를 사용 합니다. 이 방법의 장점은 소; 필요 하지 않습니다. 그러나,에서 고 아웃 let 채널 측정 챔버 보다 더 복잡 한 구조는 매우 얇은 스페이서에 실현 하기 어렵다. 또한 기계적 클램핑에 그것의 신뢰 때문에 IR 측정 사이 경로 길이의 재현성에 문제가 있다. 더 안정적 스펙트럼 수집 간격의 더 정확한 통제를 달성 하기 위해 광학 리소 그래피 방법 정의 스페이서9,10 IR 기판 위에 포토 레지스트 패턴을 구현 되었습니다. , 11 , 12.도 불구 하 고이 통해 더 복잡 한 구조는 스페이서에 정의 메서드를 해야 모든 기판에 패턴을 생성 하는 제작 시설에 대 한 액세스.
이 종이, 우리는 제조 비용을 줄이기 위해 목표 및 제작 시설 액세스 요구 사항 IR 호환 미세 소자의 간단한 제조 기법 제시. 방법은 여기 ( 그림 1참조)를 사용 하 여 소프트 리소 그래피로 알려진 설립된 프로세스를 제시. 2 개의 금형이이 경우에 필요 합니다. 주 형 표준 UV 리소 그래피 공정을 사용 하 여 4 인치 실리콘 웨이퍼에서 이루어집니다. 보조 형 PDMS, 실리콘 주 형에 패턴의 반전된 극성을가지고 있으며 후속 장치 제작을 위해 마스터 몰드로 만든 복제본입니다.
장치는 두 개의 별도 레이어: 미세 레이아웃 (제시 경우에 이루어져 있는 미세 채널에서 하자/아웃-시켰다, 그리고 카페2 뷰포트와 관측 실), 첫 번째 계층과 플랫 서피스 (두 번째 계층 이루어져 있다만 카페2 뷰포트).
여기 광학 UV 경화 접착제, Norland 광학 접착제 73 (NOA73, 이제부터 노아로 약식), 장치의 플라스틱 본체를 형성 하는 데 사용 됩니다. 이 광학 접착제를 사용 하 여 여러 가지 이점이 있다: 낮은 제조 비용, 외부 시스템, 좋은 광학 투명도, 저 점도, 그리고 가장 중요 한 것은, 생체 적합성13연결의 용이성. 카페2 생체 적합성 및 우수한 적외선 투명도14뷰포트도 적합 한 선택입니다.
이 새로운 접근 방식으로 제작 시설에 대 한 액세스는 주 형의 제조에만 엄격 하 게 필요 합니다. 플라스틱 미세 장치에 대 한 후속 제작 프로세스는 자외선 조명 소스를 갖춘 어떤 실험실에 밖으로 수행할 수 있습니다.

<table><tbody><tr><td>Chemical</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Trichloro(1H,1H,2H,2H-perfluorooctyl)silane 97%</td><td>Sigma Aldrich</td><td>448931-10G</td><td></td></tr><tr><td>Sylgard 184 실리콘 엘라스토머 키트</td><td>Dow Corning</td><td></td><td>Polydimethylsiloxane 또는 간단히 말해서 PDMS</td></tr><tr><td>Norland Optical Adhesive 73</td><td>Norland Products Inc.</td><td>7304</td><td></td></tr><tr><td>SU8 3010 포토레지스트</td><td>MicroChem</td><td>Y311060</td><td></td></tr><tr><td>SU8 현상액</td><td>MicroChem</td><td>Y020100</td><td></td></tr><tr><td><강>재료</강></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>실리콘 웨이퍼, 4인치, 프라임 등급</td><td>Bonda Technology Pte Ltd</td><td></td><td></td></tr><tr><td>CaF2 IR 등급 창</td><td>Crystran, UK</td><td>CAFP10-1</td><td>10mm 직경, 1mm 두께</td></tr><tr><td>아크릴 템플릿</td><td></td><td></td><td>맞춤 제작</td></tr><tr><td><강한>장비</강력한></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>UV-KUB 2 (UV LED 노광 시스템)</td><td>KLOE</td><td></td><td>방출 스펙트럼 365nm &plusmn; 5nm</td></tr><tr><td>Newport UV 램프</td><td>Newport</td><td>모델 66902</td><td>50-500 와트 Hg 아크 램프</td></tr><tr><td>CEE 스핀 코터</td><td>Brewer Science</td><td>모델 200x</td><td></td></tr><tr><td>MJB4 마스크 얼라이너</td><td>SUSS MicroTec</td><td></td><td></td></tr><tr><td>정밀 디지털 핫 플레이트</td><td>Harry Gestigkeit GmbH</td><td>2860SR</td><td></td></tr><tr><td>플라즈마 표면 기술</td><td>Diener Electronic GmbH + Co. KG</td><td></td><td>O2 플라즈마 처리용</td></tr><tr><td>IDP-3 건식 스크롤 진공 펌프</td><td>Agilent Technologies</td><td></td><td>최대 압력 3.3 x 10-1 mbar</td></tr><tr><td>Bruker IFS 66v/s FTIR 분광계</td><td>Bruker</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

뷰-포트 표시 하 고 적외선 빛에 투명 한 플라스틱 미세 소자를 제작 하기 위한 소프트 리소 절차

Soft Lithographic Procedure for Producing Plastic Microfluidic Devices with View-ports Transparent to Visible and Infrared Light

적외선 (IR) 생활 생물 시료의 spectro-현미경 중반 IR 범위에 물 흡수와 적당 한 미세 소자의 부족에 의해 방해 된다. 여기, 플라스틱 미세 소자의 제조에 대 한 프로토콜 설명 된다, 소프트 리소 그래피 기술을 관찰 chamber(s) 관련 투명 한 칼슘 불 화물 (CaF2) 보기-포트 포함 사용 됩니다. 메서드는 복제 주조 방법입니다 (PDMS) 몰드는 표준 리소 절차를 통해 생산 하 고 플라스틱 장치를 생산 하는 서식 파일을 사용을 기반으로 합니다. 플라스틱 소자 자외선/표시/적외선 (UV/Vis/IR)-투명 윈도우와 직접 관찰 수 있도록 카페2 의 보이는 및 IR 빛. 제안된 된 방법의 장점: 플라스틱 몸, 디자인의 유연성을 통해 클린 룸 마이크로 제조 시설, 여러 보기 포트, 외부 펌핑 시스템을 간편 하 고 다양 한 연결에 액세스 하기 위한 감소 된 필요 예: , 열기/닫기 채널 구성 및 성공 막 같은 정교한 기능을 추가할 가능성.

그림 6 새로운 카페2 창, 장치, 및 완전 한 장치의 패턴화 절반의 투과율 스펙트럼을 선물 한다. 모든 3 개의 스펙트럼 전시 중간 적외선 투과율 80% 보다 큰과 우수한 투명성. 전체 장치 (그림에서 노란 곡선)의 스펙트럼에서 보이는 간섭 패턴은 두 개의 창 사이 9-10 µ m의 범위에 어 갭에 의해 발생 합니다. 이러한 스펙트럼을 여기에 제시 된 제조 방법은 중간 적외선 범위에서 카페2 의 투명도 변경 하지 않습니다 보여줍니다.
그림 7 한 예가 나와 좋은 복제의 미세 레이아웃을 가진 PDMS 보조 형의 노아에 있습니다. 그것은 부분적으로 자외선 치료 후 카페2 ...

표시 하 고 적외선 빛 영상에 대 한 투명 한 뷰-포트 플라스틱 미세 소자의 제조에 대 한 프로토콜을 설명 합니다.

Infrared (IR) spectro-microscopy of living biological samples is hampered by the absorption of water in the mid-IR range and by the lack of suitable ...

이 미세가공 프로토콜의 전반적인 목표는 푸리에 변환 적외선 미세분광법(Fourier transform infrared microspectroscopy)과 호환되는 플라스틱 미세유체 소자를 간단하고 비용 효율적인 방식으로 제작하는 것입니다. 이러한 방법은 세포 생화학에 대한 폭넓은 이해에 도움이 될 수 있습니다. 또한, 살아있는 세포의 생화학적 지도를 얻을 수 있는 비표지 및 비파괴 영상 기술인 적외선 미세분광법에 대한 접근성을 간소화해 줍니다.이 기술의 주요 장점은 미세 가공 시설을 이용할 필요성을 줄여준다는 점과 최종 장치의 주성분으로 플라스틱을 사용한다는 점입니다. 본 실험 절차의 시연은 저희 연구실의 연구원인 Mona Suryana가 맡아 진행하겠습니다. 이 절차를 시작하려면 텍스트 프로토콜에 설명된 대로 실리콘 기본 몰드를 준비하십시오.다음으로, PDMS 엘라스토머와 경화제를 10:1 비율로 혼합합니다. 혼합하는 총량은 결과물인 PDMS의 두께가 약 1~1.5 mm가 되도록 조절합니다. 충분히 혼합한 후, 혼합물을 진공 용기에 옮깁니다.압력을 1~10 millibar 사이가 될 때까지 낮춥니다. 혼합물의 가스를 제거하기 위해 15분 동안 기다리거나 가시적인 기포가 더 이상 없을 때까지 대기합니다. 탈기된 PDMS를 준비된 실리콘 몰드 위에 붓습니다.몰드를 진공 용기에 넣고 압력을 낮춰 15분 동안 혼합물을 다시 한번 탈기합니다. 그 후 몰드를 핫플레이트나 오븐으로 옮깁니다. 몰드를 70 °C에서 2시간 동안 가열하여 혼합물을 경화시킵니다.경화된 PDMS를 열원에서 제거하고 실온까지 식힙니다. 면도날을 사용하여 실리콘 몰드의 가장자리를 따라 PDMS를 절단합니다. 핀셋으로 한쪽 모서리를 집어 실리콘 몰드에서 PDMS 복제물을 조심스럽게 떼어냅니다.다음으로, PDMS 몰드를 플라스마 세정기로 옮깁니다. 챔버 압력을 1~10 millibar 사이로 설정하고, 20 SCCM의 산소 유량 하에 60 watts의 전력으로 30초 동안 PDMS 몰드를 산소 플라스마 처리합니다. 그 후, 몰드를 진공 용기에 넣고 실란 약 50 microliters를 첨가합니다.병을 진공 상태로 2시간 동안 둡니다. 먼저, 텍스트 프로토콜에 설명된 대로 아크릴 템플릿을 설계하거나 준비하고, 본 절차의 시작 부분에 제시된 대로 PDMS 엘라스토머와 경화제를 준비합니다. 탈기된 PDMS 혼합물을 아크릴 템플릿 위에 부어, 가장 윗면이 액체 표면보다 약 1mm 아래로 잠기게 합니다.그 다음, 침전된 템플릿을 진공 용기로 옮깁니다. 이전과 동일한 과정으로 PDMS의 기포를 제거합니다. 그런 다음, 침전된 템플릿을 핫플레이트나 오븐으로 옮깁니다.혼합물을 경화시키기 위해 60 °C에서 2시간 동안 가열합니다. 경화된 PDMS를 열원에서 제거하고 실온까지 식힙니다. 면도날을 사용하여 아크릴 템플릿의 가장자리를 따라 PDMS를 절단합니다.다음으로 핀셋을 사용하여 한쪽 모서리를 집고 PDMS를 조심스럽게 벗겨냅니다. 그 후, 텍스트 프로토콜에 설명된 대로 두 번째 PDMS 복제물을 준비합니다. 장치의 패턴 형성 부분을 제작하려면, 산소 유량을 20 SCCM으로 하여 60W에서 30초 동안 불화칼슘 윈도우를 산소 플라스마로 처리합니다.작은 기둥들이 있는 첫 번째 PDMS 템플릿을 평평한 표면 위에 조심스럽게 놓습니다. 그다음, 처리된 불화칼슘 윈도우를 템플릿 중앙에 배치합니다. 윈도우가 PDMS와 완전히 밀착되도록 가볍게 누릅니다.다음으로, 중앙 챔버의 위치에 맞춰 PDMS 몰드 뒷면에 UV 투과 플레이트를 배치합니다. PDMS와 완전히 밀착되도록 가볍게 누릅니다. 유체 패턴 면이 아래로 향하게 하고 유체 챔버가 윈도우의 중앙에 오도록 맞춘 뒤, 몰드를 PDMS 템플릿 위에 놓습니다.그다음 PDMS 템플릿의 입구에 NOA를 천천히 한 방울씩 분주합니다. NOA가 공동(cavity)을 천천히 채우도록 둡니다. 공동이 완전히 채워지면, 몰드에 UV 광선을 조사하여 NOA를 경화시킵니다.몰드에서 UV 투과 플레이트를 조심스럽게 제거합니다. NOA 층 상단에서 PDMS 몰드를 부드럽게 떼어냅니다. 그 다음 NOA 층을 제거합니다.장치의 평평한 절반 부분을 제작하기 시작하려면, 20 SCCM의 산소 유량으로 60W에서 30초 동안 산소 플라즈마로 불화칼슘 윈도우를 처리합니다. 작은 기둥이 없는 두 번째 PDMS 템플릿을 평평한 표면에 조심스럽게 놓습니다. 처리된 불화칼슘 윈도우를 템플릿의 중앙에 배치합니다.창이 PDMS와 완전히 밀착되도록 살짝 누릅니다. 다음으로 두께 1 mm, 크기 5 cm x 3.5 cm의 PDMS 시트를 준비합니다. 이 시트를 템플릿의 중심에 맞추어 불화칼슘 창 위에 올립니다.시트가 창문에 완전히 밀착되도록 가볍게 누릅니다. PDMS 템플릿의 입구에 NOA를 서서히 떨어뜨립니다. NOA가 공동 내부를 천천히 채우도록 합니다.공동이 완전히 채워지면, 몰드를 UV 광선에 노출시켜 NOA를 경화시킵니다. PDMS 층을 벗겨냅니다. 그런 다음 PDMS 템플릿에서 경화된 NOA 층을 조심스럽게 제거합니다.불화칼슘 윈도우가 서로 일치하도록 장치의 한쪽 절반을 다른 쪽 위에 놓습니다. NOA 층의 모서리 부분을 부드럽게 눌러 두 절반의 위치를 고정합니다. 다음으로, 텍스트 프로토콜에 설명된 대로 PDMS 디스크와 직사각형 조각을 준비합니다.PDMS 디스크를 장치의 해당 개구부에 배치합니다. 다음으로, 미리 개구부가 절개된 PDMS 직사각형을 각 측면에 배치합니다. 조립체 전체를 진공 프레스로 옮겨 두 플레이트 사이에 샌드위치처럼 끼웁니다.그 다음, 플라스틱 백을 밀봉합니다. 진공 펌프를 켜서 어셈블리 내부를 진공 상태로 만들고 최소 10분 동안 가동합니다. 270 W 광대역 수은 증기 램프를 사용하여 진공 상태의 어셈블리를 15분 동안 UV 광선에 노출시킵니다.그 후, 진공 펌프를 끄고 어셈블리에서 최종 장치를 제거하기 전 대기압까지 천천히 환기시킵니다. 이 절차에서는 가시광선 및 적외선에 투명한 뷰포트가 있는 플라스틱 미세유체 장치를 제작합니다. 그런 다음 투과 스펙트럼을 획득하여 새 calcium fluoride 윈도우, 제작된 장치의 절반, 그리고 완성된 장치를 비교합니다.보시는 바와 같이, 세 가지 모두 중적외선 영역까지 80% 이상의 투과율을 보여 이 범위에서 높은 투명도를 나타냅니다. 전체 장치의 스펙트럼에서는 두 윈도우 사이의 공기 간극으로 인한 간섭 패턴이 나타나지만, 이러한 스펙트럼들은 제작 공정이 중적외선 영역까지의 불화칼슘 윈도우 투명도에 영향을 주지 않음을 입증합니다. 숙련된 경우, 필요한 템플릿과 몰드가 준비되어 있고 적절하게 수행한다면 이 기술은 1시간 이내에 완료될 수 있습니다.이 영상을 시청한 후, 귀하는 PDMS를 이용한 복제 성형(replica molding)과 UV 경화성 수지를 이용한 모세관 충전 공정을 통해 푸리에 변환 적외선 분광법(Fourier transform infrared spectroscopy)에 적합한 플라스틱 미세유체 소자를 제작하는 방법에 대해 충분히 이해하게 될 것입니다. 실란 및 UV 광원 작업은 매우 위험할 수 있으므로, 항상 절차 기반의 위험 평가를 수행하고 이 과정을 수행하는 동안 적절한 개인 보호 장구를 착용해야 함을 잊지 마십시오.

soft-lithographic-procedure-for-producing-plastic-microfluidic

Research

연구

JoVE Journal

Bioengineering

생명공학

Microfluidic 장치는 실시간으로 적절한 물리적인 비늘에서 복잡한 자연의 프로세스를 시각화하는 데 사용할 수 있습니다. 우리는 표면 하의에 박테리아의 성장과 교통 수단을 공부하고 자연 다공성 매체의 주요 기능을 모방한 것이었 간단한 microfluidic 장치를 개발했습니다.

다공성 매체에서 미생물 교통 유학에 대한 간단한 Microfluidic 시스템 : 미생물의 창

출처: Kurz, D. L. 외 다공성 매질에서 생체 클로깅을 연구하기 위한 마이크로플루이딕 플랫폼. J. Vis. 경험 (2022)이 영상은 바이오필름 형성을 연구하기 위해 마이크로플루이딕 장치를 사용하는 방법을 시연합니다. 박테리아 현탁액이 마이크로채널에 주입된 후 바이오필름 현상을 위해 배양합니다. 그 후 유동을 재개하고, 압력 모니터링과 영상을 사용하여 시간에 따른 바이오필름 형성과 기공 폐쇄를 감지합니다.

바이오필름 형성 중 실시간 영상 및 압력 추적을 위한 마이크로유체 장치

여기에서는 고효율 단세포 분리 및 장기 클론 배양을 가능하게 하는 새로운 마이크로웰 설계 개념을 활용하는 미세유체 플랫폼으로 단일 세포를 분리 및 배양하기 위한 프로토콜을 제시합니다.

높은 처리량 단일 세포의 분리 및 문화를위한 미세 유체 플랫폼

다층 미세유체 장치는 종종 기능을 위해 복잡한 형상을 가진 마스터 금형의 제작을 포함합니다. 이 기사에서는 모든 응용 분야에 맞게 조정할 수 있는 밸브 및 가변 높이 기능을 갖춘 다단계 포토리소그래피를 위한 완벽한 프로토콜을 제시합니다. 시연으로, 우리는 하이드로겔 비드를 생산할 수 있는 미세유체 액적 발생기를 제작합니다.

판막 다층 미세 유체 장치에 대한 여러 단계의 변수 높이 포토 리소그래피

이 절차의 목표는 쉽고 빠르게 사용자 정의 형상과 저항 유기 액체 기름 복구 연구 하 여 붓기와 미세 장치를 생산 하는입니다. 입니다 형 처음 생성 이며 에폭시 기반 장치를 캐스팅 하는 데 사용 합니다. 대표 변위 연구 보고 됩니다.

다공성 매체에 있는 기 공-규모 이벤트 프로세스 오일 복구 응용 프로그램에 대 한 특성화를 위한 미세 장치

이 프로토콜의 MY133-V2000 아닌 구조와 용액 microchannels 일치 하지 않을 굴절율 때문에 자주 발생 하는 아티팩트를 제거 하기 위해 미세 소자의 제작을 설명 합니다. 이 프로토콜 캡슐화 된 장치, 화학적 그리고 기계적으로 접착을 향상을 압축 하는 아크릴 홀더를 사용 합니다.

생물 의학 마이크로 대 한 굴절 인덱스 일치 장치 제조

본 프로토콜은 고해상도 현미경 이미징과 동시 압력 차이 측정을 결합하여 준 2D 다공성 배지에서 생물막 발달을 연구하는 미세 유체 플랫폼을 설명합니다. 이 플랫폼은 다공성 매체의 공극 크기와 유체 유속이 생물 막힘에 미치는 영향을 정량화합니다.

다공성 매체의 생물 막힘을 연구하기 위한 미세유체 플랫폼

이 프로토콜은 3D 레이저 프린팅을 사용하여 이식형 통합 이미징 창을 제작하는 방법을 설명합니다. 창은 마이크로 스캐폴드와 결합 된 마이크로 렌즈 시스템으로 구성됩니다. 이 방법은 생체 적합성 감광액 SZ2080의 이광자 중합(2PP)을 연속적인 순서로 포함하여 제조 효율성과 서로 다른 구성 요소 간의 정렬을 최적화합니다.

Advanced In Vivo Imaging을 위한 미세 구조 이미징 창에 통합된 이식형 광학 장치의 미세 제작

이 프로토콜은 미세소관 고분자 역학을 조사하는 데 적합한 미세유체 장치의 설계 및 제작에 대해 자세히 설명합니다. 미세 가공, 자동화된 흐름 제어 및 컴퓨터 모델링 기술의 합성은 세포 세포골격을 in vitro 프로빙하는 데 이상적으로 적합한 유연한 시스템을 가능하게 합니다.

미세소관 고분자 역학 조사를 위한 미세유체역학 기반 접근법 개발

여기 작은 분자와 단백질과 패턴 기판의 patterning 산화물 무료 실리콘과 게르마늄 반응 유기 monolayers과 입증 작용화에 대한 간단한 방법을 설명합니다. 접근 방식은 완전히, 화학 산화로부터 표면을 보호 기능 형태를 통해 정확한 컨트롤을 제공하며, 화학적으로 차별 패턴을 준비 액세스를 제공합니다.

소프트 리소그래피 작용화 및 Patterning 산화물없는 실리콘과 게르마늄

학습하세요 적외선 미세 분광법과 호환되는 플라스틱 미세유체 장치 제작 방법을 통해 세포 생화학을 손상 없이 연구하는 기술입니다. 이 프로토콜은 비용 효율적인 미세가공 솔루션을 제공합니다.

뷰-포트 표시 하 고 적외선 빛에 투명 한 플라스틱 미세 소자를 제작 하기 위한 소프트 리소 절차

더 많은 동영상 탐색