Pneumatisch aangedreven microfluïdisch platform voor microdeeltjesconcentratie

Summary

Het huidige protocol beschrijft een pneumatisch microfluïdisch platform dat kan worden gebruikt voor een efficiënte microdeeltjesconcentratie.

Abstract

Het huidige artikel introduceert een methode voor het fabriceren en bedienen van een pneumatische klep om de deeltjesconcentratie te regelen met behulp van een microfluïdisch platform. Dit platform heeft een driedimensionaal (3D) netwerk met gebogen vloeistofkanalen en drie pneumatische kleppen, die netwerken, kanalen en ruimtes creëren door duplexreplicatie met polydimethylsiloxaan (PDMS). Het apparaat werkt op basis van de transiënte respons van een vloeistofdebiet dat wordt geregeld door een pneumatische klep in de volgende volgorde: (1) monsterbelasting, (2) monsterblokkering, (3) monsterconcentratie en (4) monsterafgifte. De deeltjes worden geblokkeerd door dunne membraanlaagvervorming van de zeefklep (Vs) plaat en hopen zich op in het gebogen microfluïdische kanaal. De werkvloeistof wordt afgevoerd door de bediening van twee aan/uit-kleppen. Als gevolg van de operatie werden alle deeltjes van verschillende vergrotingen met succes onderschept en losgekoppeld. Wanneer deze technologie wordt toegepast, kunnen de bedrijfsdruk, de tijd die nodig is voor de concentratie en de concentratiesnelheid variëren, afhankelijk van de afmetingen van het apparaat en de vergroting van de deeltjesgrootte.

Introduction

Vanwege het belang van biologische analyse worden microfluïdische en biomedische micro-elektromechanische systemen (BioMEMS) technologieën ^1,2 gebruikt om apparaten voor de zuivering en verzameling van micromaterialen te ontwikkelen en te bestuderen ^2,3,4. Deeltjesvangst wordt gecategoriseerd als actief of passief. Actieve vallen zijn gebruikt voor externe diëlektrische⁵, magnetophoretische⁶, auditieve⁷, visuele⁸ of thermis....

Protocol

1. Ontwerpen van het microfluïdische platform voor deeltjesconcentratie

1. Ontwerp het pneumatische microfluïdische platform bestaande uit één pneumatische klep voor vloeistofstroom in het 3D-stroomnetwerk en drie pneumatische kleppen voor zeef (Vs), vloeistof (Vf) en deeltjes (Vp) klepbediening (figuur 1).
   OPMERKING: Vs blokken concentreren deeltjes uit de vloeistof, en Vf en Vp zorgen voor vloeistof en deeltjesafgifte na concentratie. Drie pneumatische poorten leveren perslucht uit de vloeistof/pneumatische toevoerlaag (normaal open) en de pneumatische kleplichtuitlaat om de klep te bedienen. Het microfluïdisc....

Results

Figuur 8 toont het debiet van de vloeistofsnelheden voor een viertrapsplatformbedrijf, zoals vermeld in tabel 2. De eerste fase is de laadtoestand (een toestand). Het platform werd voorzien van vloeistof met alle kleppen open, en de werkvloeistof (Qf) en deeltjes (Qp) zijn bijna identiek als het microfluïdische kanaalnetwerk vertoont structurele symmetrie. In de tweede fase (b-toestand) werd perslucht naar Vs getransporteerd om de deeltjes te blokkeren, en naarmate het Vs-me.......

Discussion

Dit platform biedt een eenvoudige manier om deeltjes van verschillende groottes te zuiveren en te concentreren. Deeltjes worden opgehoopt en vrijgegeven door pneumatische klepbediening en er wordt geen verstopping waargenomen omdat er geen passieve structuur is. Met behulp van dit apparaat wordt de concentratie van deeltjes van drie maten gepresenteerd. De werkdruk, de tijd die nodig is voor de concentratie en de snelheid kunnen echter variëren afhankelijk van de afmetingen van het apparaat, de vergroting van de deeltjes.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
1.5 mm puncture	Self procduction	Self procduction	This puncture was made by requesting a mold maker based on the Miltex® Biopsy Punch with Plunger (15110-15) product.
4 inch Silicon Wafer/SU-8 mold	4science	29-03573-01	4 inch (100) Ptype silicon wafer/SU-8 mold
Carboxyl Polystyrene Crosslinked Particle(24.9 μm)	Spherotech	CPX-200-10	Concentrated bead sample1
Flow meter	Sensirion	SLI-1000	Flow measurement
High-speed camera	Photron	FASTCAM Mini	Observation of concentration
Hot plate	As one	HI-1000	heating plate for curing of liquid PDMS
KOVAX-SYRINGE 10 mL/Syringe	Koreavaccine	22G-10ML	Fill the microfluidic channel with bubble-free demineralized water.
Laboratory Conona treater/Atmospheric plasma	Electro-Technic	BD-20AC	Chip bonding/atmospheric plasma
Liquid polydimethylsiloxane, PDMS	Dow Corning Inc.	Sylgard 184	Components of chip
Microscope	Olympus	IX-81	Observation of concentration
PEEK Tubes	SAINT-GOBAIN PPL CORP.	AAD04103	Inject or collect particles
Polystyrene Particle(4.16 μm)	Spherotech	PP-40-10	Concentrated bead sample3
Polystyrene Particle(8.49 μm)	Spherotech	PP-100-10	Concentrated bead sample2
Pressure controller/μflucon	AMED	μflucon	Control of air pressure
Spin coater	iNexus	ACE-200	spread the liquid PDMS on SU-8 mold