생물 의학 마이크로 대 한 굴절 인덱스 일치 장치 제조

이 방법은 채널 내부의 마이크로채널 구조와 수성 매체 간의 굴절률 일치를 가능하게 하여 현미경과 미세유체역학을 결합할 때 중요한 문제를 해결하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 기술의 주요 장점은 미세유체 장치를 만드는 데 일반적으로 사용되는 제조 방법과 호환된다는 것입니다. 우리 접근 방식의 또 다른 주요 장점은 접착력이 낮은 재료로 만들어진 마이크로 채널을 밀봉하는 데 사용되는 방법이며, 이는 굴절률이 좋은 폴리머에서 일반적인 문제입니다.

채널을 밀봉하는 단계를 올바르게 수행하기 어려울 수 있으므로 이 방법을 시각적으로 시연하는 것이 중요합니다. 예를 들어, 클램핑하는 동안 저장소가 막히지 않는 것이 중요합니다. 텍스트 프로토콜에 설명된 대로 폴리디메틸실록산 또는 PDMS 네거티브를 제조하는 것으로 이 절차를 시작합니다.

그런 다음 PDMS 음극을 400마이크로리터의 MY-133-V-2000으로 채웁니다. 네거티브는 약간 과도하게 채워져야 합니다. MY-133-V-2000으로 채워진 PDMS 음극을 진공 챔버에 2시간 동안 넣어 기포를 제거합니다.

진공 챔버에서 MY-133-V-2000을 제거한 후 약간 과도하게 채워진 네거티브의 상단에 유리 슬라이드를 눌러 MY-133-V-2000의 평평한 표면을 만들고 산소가 중합을 억제하는 것을 방지합니다. 그런 다음 MY-133-V-2000을 400와트 UV 오븐에 삽입합니다. 마이크로 채널을 경화시키기 위해 300 초 동안 UV 방사선을 최대 강도의 50 %로 설정하십시오.

이는 제곱센티미터당 약 4.5줄의 출력으로, 제조업체에서 권장하는 최소 경화력의 약 두 배입니다. 텍스트 프로토콜에 설명 된대로 아크릴을 자른 후 아크릴 가장자리에 두 개의 작은 방울을 떨어 뜨린 다음 일회용 도구를 사용하여 접착제를 고르게 펴십시오. 유리 기판을 아크릴 위에 놓고 유리의 무게를 사용하여 접착제를 건조시켜 제자리에 고정합니다.

용적식 피펫을 사용하여 노출된 유리에 100마이크로리터의 PDMS를 코팅합니다. 그런 다음 베이스 레이어를 진공 스핀 코터에 삽입하여 1500RPM의 속도로 2분 동안 약 10마이크로미터 두께의 PDMS 필름으로 유리를 균일하게 코팅합니다. 스핀 코팅기에서 베이스 레이어를 제거하고 아크릴을 아세톤과 종이 타월로 코팅한 여분의 PDMS를 조심스럽게 닦아냅니다.

경화되지 않은 PDMS를 방해하지 않도록 주의하십시오. 이제 PDMS가 포함된 베이스 레이어를 섭씨 65도의 오븐에서 2시간 동안 굽고 PDMS를 경화시킵니다. PDMS 1ml를 유리 슬라이드에 피펫팅한 다음 다른 유리 슬라이드를 사용하여 측면에서 흘러나오기 시작할 때까지 PDMS를 고르게 펴 놓습니다.

이것을 섭씨 150도의 핫 플레이트에서 10분 동안 경화시킵니다. 경화된 PDMS를 MY-133-V-2000 장치와 동일한 치수의 직사각형으로 자릅니다. 그런 다음 아크릴의 중간층을 주형으로 사용하여 저장소의 구멍을 뚫고 PDMS에서 정사각형 보기 창을 잘라 PDMS 개스킷을 만듭니다.

이제 UV 오븐에서 경화된 MY-133-V-2000을 제거하고 네거티브에서 채널을 제거한 다음 채널 면이 위를 향하도록 하여 평평한 기판에 놓습니다. 65도 오븐에서 경화된 PDMS가 들어 있는 베이스 레이어를 제거하고 기판 위에 놓습니다. 그런 다음 MY-133-V-2000 채널과 기본 층이 모두 있는 기판을 산소 플라즈마 클리너에 넣습니다.

진공 압력을 200밀리토르로 설정하고 무선 주파수 레벨을 높음으로 설정합니다. 30초 동안 채널과 유리 기판의 표면 처리를 진행합니다. 플라즈마 클리너가 켜져 있을 때 산소 플라즈마가 파란색으로 빛나야 합니다.

30초 후 플라즈마 클리너에서 마이크로 채널과 기본 레이어를 모두 제거합니다. 집게를 사용하여 MY-133-V-2000 채널 면이 PDMS와 접촉하도록 기본 레이어 아크릴의 직사각형 컷아웃에 즉시 놓습니다. 이제 PDMS 개스킷을 MY-133-V-2000 장치 위에 놓고 개스킷의 구멍을 장치의 저장소와 정렬합니다.

PDMS는 MY-133-V-2000보다 탄성이 뛰어나 더 많이 압축할 수 있기 때문에 이 PDMS 개스킷의 사용은 매우 중요합니다. 이를 통해 유리를 깨지 않고 아크릴에서 마이크로 채널로 힘을 전달할 수 있습니다. 이 시점에서 미완성 장치를 벤치 위의 돌출된 플랫폼에 놓아 장치 조립을 위한 클램핑 표면을 제공합니다.

그런 다음 주사기를 사용하여 아크릴 시멘트 3ml를 추출합니다. 얇은 코팅을 제공하기 위해 기본 레이어 위에 충분한 아크릴 시멘트를 분포시킵니다. 코트를 가능한 한 균일하게 만들고 재료가 채널로 스며들지 않도록 하십시오.

이제 기본 레이어 아크릴 위에 중간 레이어 아크릴 조각을 놓습니다. 구멍이 MY-133-V-2000 채널의 저장소와 정렬되어 있는지 확인하십시오. 중간 층을 기본 층에 가능한 한 단단히 고정하고 시멘트가 굳어 아크릴 조각을 함께 결합하는 동안 2 분 동안 유지합니다.

MY-133-V-2000 장치 아래에 공기가 갇히는 것을 방지하기 위해 이 단계에서 저장소가 막히지 않았는지 확인하십시오. MY-133-V-2000과 기판 사이에 갇힌 공기는 저장소가 막히면 갇힌 상태로 유지됩니다. 이로 인해 완성 된 장치에 누출이 발생합니다.

따라서 이 단계에서 구멍이 막히지 않는 것이 중요합니다. 시멘트가 굳은 후 장치에서 압력을 제거하십시오. 아크릴의 최상층과 접촉할 것으로 예상되는 위치의 중간층에 아크릴 시멘트를 놓습니다.

이제 아크릴의 최상층을 아크릴의 중간층 조각에 놓고 구멍이 저장소와 정렬되도록 합니다. 아크릴 시멘트가 마르는 동안 2분 동안 벤치에 놓아둡니다. MY-133-V-2000 장치를 10마이크로리터의 식품 염료 또는 탈이온수를 저장소 구멍 중 하나에 추가하여 접착력과 흐름을 테스트합니다.

반대쪽 저장소에 튜브를 삽입하고 다른 쪽 끝을 진공 트랩에 연결합니다. 진공 청소기를 켜서 채널을 통해 염료나 물을 끌어당겨 성공적인 장치가 만들어졌는지 확인합니다. 현미경으로 확인하여 채널이나 저장소에 누출이 없는지 확인하십시오.

진공 청소기를 사용하여 두 저장소에서 염료를 제거합니다. 그런 다음 저장통을 에탄올로 헹굽니다. 하나의 저장소에 에탄올을 놓습니다.

진공 청소기를 사용하여 에탄올을 당겨 당깁니다. 에탄올을 실온에서 10분 동안 그대로 두십시오. 채널에 에탄올을 철저히 뿌리고 멸균 폴리스티렌 접시에 넣으십시오.

파라필름으로 단단히 싸서 필요할 때까지 보관하십시오. 여기에 표시된 히트 맵은 마이크로채널에서 FOD 부착 MCF-7 세포의 질량을 나타냅니다. 마이크로 채널의 벽 근처에서 볼 수 있는 인공물은 거의 없습니다.

이 측정에서 단일 aderent MCF-7 셀이 벽 옆의 마이크로 채널 가장자리에서 볼 수 있습니다. 벽 근처에 아티팩트가 없기 때문에 세포가 채널 벽에 매우 근접한 경우에도 정확한 정량적 측정을 얻을 수 있습니다. 이 마지막 그림은 마이크로채널 벽 근처에 앉아 있는 한 쌍의 MCF-7 셀을 보여줍니다.

각 픽셀에서 이러한 세포의 질량은 정량적 위상 현미경을 사용하여 정확하게 측정할 수 있습니다. 이 프로토콜을 따르는 동안 아크릴 시멘트가 건조되는 동안 장치를 클램핑할 때 저장소를 막지 않는 것이 중요합니다. 구멍을 막으면 MY-133-V-2000과 기판 사이에 공기가 갇히게 됩니다.

이로 인해 흐름 중에 채널에서 누출이 발생합니다. microfluidic 장치를 위한 제작 물자로 MY-133-V-2000의 사용은 매우 microchannel 벽 근처의 인공물을 감소시킴으로써 전통적인 물자에 명백한 이점을 제공합니다. 이를 통해 마이크로채널 구조에 매우 근접한 곳에서 정량적 측정을 수행할 수 있습니다.

이 프로토콜로 만든 장치는 일반적으로 사용되는 모든 현미경 기술과 호환됩니다. 이 프로토콜은 세포 병리학을 기반으로 하므로 세포 거동 연구를 위한 세포 분류기 또는 기울기 생성기와 같은 다른 고급 미세유체 기술과 호환됩니다. 전반적으로 이 기술은 현미경을 기반으로 하는 생체 의학 미세유체 분석을 위한 새로운 도구로 연구원을 무장시킵니다.

마이크로 채널에서 정량적 측정에 부여되는 추가 정밀도는 약물 발견 및 단일 세포 분석을 포함한 많은 분야에서 중요한 응용 분야를 가지고 있습니다.