Met behulp van Adhesive gestructureerd om Construct 3D Paper microfluïdische apparaten

Summary

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.

Abstract

We demonstrate the use of patterned aerosol adhesives to construct both planar and nonplanar 3D paper microfluidic devices. By spraying an aerosol adhesive through a metal stencil, the overall amount of adhesive used in assembling paper microfluidic devices can be significantly reduced. We show on a simple 4-layer planar paper microfluidic device that the optimal adhesive application technique and device construction style depends heavily on desired performance characteristics. By moderately increasing the overall area of a device, it is possible to dramatically decrease the wicking time and increase device success rates while also reducing the amount of adhesive required to keep the device together. Such adhesive application also causes the adhesive to form semi-permanent bonds instead of permanent bonds between paper layers, enabling single-use devices to be non-destructively disassembled after use. Nonplanar 3D origami devices also benefit from the semi-permanent bonds during folding, as it reduces the likelihood that unrelated faces may accidently stick together. Like planar devices, nonplanar structures see reduced wicking times with patterned adhesive application vs uniformly applied adhesive.

Introduction

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....

Protocol

1. Planar 4-laags Device (gestapelde lagen) Construction

1. 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.
2. Verwijder filter papier uit kookplaat en laat hem afkoelen tot kamertemperatuur.
3. Borg 4 ul van 5 mM kleurstof (rood: All....

Results

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.......

Discussion

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.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
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