We demonstreren het gebruik van patroon aerosol kleefstoffen 3D papier microfluïdische inrichtingen te construeren. Deze methode van lijm aanvraagformulieren semi-permanente banden tussen de lagen, waardoor eenmalig gebruik apparaten op non-destructief gedemonteerd na gebruik en te vouwen complexe nonplanar structuren te verlichten zijn.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Met behulp van Adhesive gestructureerd om Construct 3D Paper microfluïdische apparaten
In dit artikel
Samenvatting
Samenvatting
We demonstreren het gebruik van gepatternde aerosolkleefstoffen om zowel vlakke als niet-vlakke 3D papieren microfluïdische apparaten te construeren. Door een aerosolkleefstof door een metalen stencil te spuiten, kan de totale hoeveelheid kleefstof die wordt gebruikt bij het samenstellen van papieren microfluïdische apparaten aanzienlijk worden verminderd. We tonen op een eenvoudig 4-laags vlak papieren microfluïdisch apparaat aan dat de optimale kleefstoftoepassingstechniek en apparaatontwerpstijl sterk afhankelijk is van de gewenste prestatiekenmerken. Door de totale oppervlakte van een apparaat matig te vergroten, is het mogelijk om de wekingtijd aanzienlijk te verkorten en de succespercentages van het apparaat te verhogen, terwijl ook de hoeveelheid kleefstof die nodig is om het apparaat bij elkaar te houden, wordt verminderd. Een dergelijke kleefstoftoepassing zorgt er ook voor dat de kleefstof semi-permanente bindingen vormt in plaats van permanente bindingen tussen papierlagen, waardoor eenmalige apparaten na gebruik niet-destructief kunnen worden gedemonteerd. Ook niet-vlakke 3D origami-apparaten profiteren van de semi-permanente bindingen tijdens het vouwen, omdat het de kans verkleint dat ongerelateerde vlakken per ongeluk aan elkaar blijven plakken. Net als bij vlakke apparaten, zien niet-vlakke structuren verminderde wekingstijden met gepatternde kleefstoftoepassing in vergelijking met uniform toegepaste kleefstof.
Inleiding
De laatste jaren is papier microfluïdische aanzienlijke populariteit vergaard om zijn potentieel goedkope bijzondere zorg (POC) diagnostica. 1-3 POC apparaten bieden functionaliteit vergelijkbaar met die van lab-gebaseerde testen in een formaat waarmee resultaten worden relatief snel verkregen. POC-apparaten gemaakt van papier zijn low-cost, lichtgewicht en eenvoudig te gebruiken alternatieven voor dure microfluïdische chips en geminiaturiseerde laboratoria, waardoor ze ideaal zijn voor gebruik in beperkte middelen. De meest voorkomende papier microfluïdische inrichtingen eendimensionale zijstroom apparaten, maar planaire drie-dimensionale (3D) papier micr....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Protocol
1. Planar 4-laags Device (gestapelde lagen) Construction
- Print arrays van elke laag van de inrichting 9 op elk stukje filtreerpapier onder toepassing van een vaste inkt printer. 11,12 Plaats elk filtreerpapier op een verwarmingsplaat bij 170 ° C gedurende 2 minuten. Hierdoor wordt de inkt op wasbasis smelten en laat het volledig doordringen in de dikte van het papier, de vorming van hydrofobe barrières.
NB: De exacte ontwerpen die worden gebruikt zijn beschikbaar als aanvullende bestanden. - Verwijder filter papier uit kookplaat en laat hem afkoelen tot kamertemperatuur.
- Borg 4 ul van 5 mM kleurstof (rood: All....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Resultaten
De 4-laaginrichting werden uitgevoerd in een afgesloten kamer, hen te behoeden geen wind of wind die overmatige verdamping van het gedeponeerde beperkt vloeistofvolume kan leiden. De meerderheid van de wicking in de 4-laags apparaten in de middelste lagen van de inrichting, zodat verschillen in snelheden wicking door verdamping werd verwacht minimaal. Daarnaast is er een minimaal lateraal wicking, slechts 13 mm tussen de inlaat en uitlaat een individu, wat suggereert dat variaties op wic.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Discussie
De bovenstaande protocollen gebruiken geperforeerde metalen platen als stencils voor het aanbrengen van aerosol kleefstoffen vlakke en niet-vlakke 3D papier microfluïdische apparaten te bouwen. In planaire inrichtingen, heeft dit het voordeel dat apparaten volledig uitgevouwen nadat de kleefstof is gedroogd zonder dat het toestel vernietigen. In andere lijm op basis bouwtechnieken, dit bijna onvermijdelijk, hoewel sommige ontwerpen voor de gedeeltelijke destructief demontage van unpeeling twee helften bij elkaar gehoude.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Openbaarmakingen
De auteurs hebben niets te onthullen.
Dankbetuigingen
Dit werk wordt ondersteund door een fonds van Bourns College of Engineering van de Universiteit van Californië, Riverside. BK kreeg een beurs van de Lung-Wen Tsai Memorial Award in Mechanical Design.
....Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Materialen
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| Camera | Nikon | D5100 | |
| Solid-ink printer | Xerox | ColorQube 8880 | |
| Hotplate | Torrey Pines | HS60 | |
| Humidity chamber | Electro-Tech Systems | 5503-E | |
| Spray adhesive | 3M | 62497749309 | Super 77 (16.75 oz can) |
| Filter paper | Whatman | Grade 4 | |
| Perforated steel sheet | MetalsDepot | PS16116 | |
| Tartrazine | Sigma-Aldritch | T0388 | |
| Allura Red | Sigma-Aldritch | 458848 | |
| Erioglaucine disodium salt | Sigma-Aldritch | 861146 |
Referenties
- Li, X., Ballerini, D. R., Shen, W. A perspective on paper-based microfluidics: Current status and future trends. Biomicrofluidics. 6, 11301-11313 (2012).
- Yetisen, A. K., Akram, M. S., Lowe, C. R. Paper-based microfluidic point-of-care diagnostic devices. Lab Chip.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Herprints en machtigingen
