High Throughput Microfluidic Rapid en Low Cost Prototyping Verpakking

Het algemene doel van deze procedure is om verschillende opties te presenteren voor microfluïdische snelle prototypeplatforms. Dit wordt bereikt door eerst een verwijderbare interconnector te fabriceren met behulp van PDMS. De tweede stap is om microbuisjes in de interconnector of rechtstreeks op de microfluïdische chip te bevestigen.

Vervolgens worden de microfluïdische chips geassembleerd en aangesloten op een elektrische interface. Uiteindelijk stroomt vloeistof met verschillende snelheden door de interconnector en de microfluïdische chip in. Om de sterkte van de PDMS-interconnector te evalueren, kreeg ik voor het eerst het idee voor deze methode bij het ontwerpen van een microfluïdische chip met hoge elektrische in- en uitgang, en had ik een gemakkelijk verwijderbare connector nodig om verschillende patronen van ENC-kanaal elektrische veldpropagatie te testen met een groot aantal ENC-kanaal elektroden.

Om te beginnen bereidt u het PDMS voor door de PDMS en het verhardingsmiddel in een verhouding van 10 tot 1 te mengen en demixtuur vervolgens te ontgassen door het 60 minuten onder een lage vacuüm te plaatsen. Vervolgens verwarmt u de oventemperatuur voor op 80 graden Celsius en wacht u tot de temperatuur stabiel is terwijl de oven opwarmt. Reinig het oppervlak van de microfluïdische chip waar de PDMS-interconnector zal worden geplaatst met behulp van ethanol.

Laat het drogen in een stofvrije ruimte. Breng de schaal met PDMS over in de voorverwarmde oven en laat de PDMS gedurende 12 tot 15 minuten licht polymeriseren bij 80 graden Celsius, plaats de microfluïdische chip waarop de verbinding zal worden gemaakt in de oven met de PDMS-laag, zodat deze na 15 minuten op dezelfde temperatuur staat. Verwijder de PDMS en de microfluïdische chip uit de verhardingsoven.

Snijd vervolgens met behulp van een scheermesje een stuk PDMS van vijf bij vijf millimeter uit. Prik vervolgens twee twee millimeter gaten door de PDMS-laag. Verwijder de PDMS van de petrischalen en plaats deze op de microfluïdische chip.

Zorg ervoor dat de gaten precies op elkaar zijn uitgelijnd en druk de PDMS voorzichtig op zijn plaats. Met de connector op zijn plaats, trimt u Teflon-buisjes met een diameter van twee millimeter en een binnendiameter van 100 micron met behulp van een nieuw mes, zodat de rand van de microbuis haaks op de lengte komt te staan. De buis moet lang genoeg zijn om te worden aangesloten op een spuitpomp zonder enige stress op de connector uit te oefenen.

Gebruik indien nodig een micropositioner om buisjes door de PDMS-connectorlaag te steken, voeg eventueel epoxy toe tussen de buis en de PDMS voor betere hechting. Verbind vervolgens het andere uiteinde van de buizen met het vloeistofinjectiesysteem. Als alternatief voor de PDMS-gebaseerde connector kan epoxy worden gebruikt om de microbuisjes permanent op hun plaats te bevestigen.

Gebruik de micropositioner om de microbuis voorzichtig in het toegangsgat van de microfluïdische chip te plaatsen. Breng vervolgens een UV-uithardende of standaard epoxy aan rond de toegangsgaten en laat deze uitharden volgens de specificaties van de fabrikant. Begin met het solderen van oppervlaktegemonteerde elektrische connectoren met meerdere pinnen op een printplaat.

Controleer vervolgens de elektrische pads van de microfluïdische chip en reinig eventuele oppervlakteverontreiniging door ze ongeveer 10 minuten bloot te stellen aan plasmazuurstof, met meer of minder tijd, afhankelijk van de vereiste hoeveelheid reiniging. Als er geen oppervlakteverontreiniging wordt gevonden, reinigt u de pads eenvoudig met ethanol. Gebruik vervolgens een scherp mes om geleidend tape in kleine stukjes van twee bij één millimeter te snijden, zodat ze dezelfde afmetingen hebben als de microfluïdische chips.

Elektrische pads. Gebruik vervolgens schone pincetten om de geleidende tape op de printplaat te plaatsen boven de elektrische pads. Lijn de microfluïdische chip uit met de connector die al op de printplaat boven de printplaat is geplaatst.

Gebruik een uitlijnmachine om een isolatielaag zoals papier op de printplaat te plaatsen om kortsluiting te voorkomen en bevestig vervolgens de metalen beugel met behulp van machineschroeven en moeren. Voltooi de assemblage. Begin met het testen van de individuele setups door gedeïoniseerd water door de spuitpomp te laten stromen. Verhoog de pompsnelheid langzaam totdat het systeem begint te lekken, waarna de maximale druk is bereikt.

Na uw experiment verwijdert u de machineschroeven en moeren en de metalen beugels. Scheid vervolgens voorzichtig de microfluïdische chip en de printplaat. Gebruik ten slotte ethanol om het kleefmiddel van de geleidende tape van de elektrische pads op de printplaat en de microfluïdische chip te verwijderen voordat u ze weer in elkaar zet.

Drie verschillende technieken voor het bevestigen van de connectorbuis worden vergeleken in de tabel die hier wordt getoond. De PDMS-connector wordt aanbevolen voor gebruik bij lagedruktoepassingen wanneer het microfluïdische ontwerp moet worden ontdekt en snelle prototyping vereist. Standaard en UV-epoxy bieden een sterke verbinding en kunnen worden gebruikt voor zowel lage als hoge druktoepassingen, maar creëren een permanente verzegeling met het apparaat, wat ongewenst kan zijn.

De PDMS-connectoren worden hier vergeleken met enkele van de meest voorkomende connectoropstellingen. De één millimeter dikke PDMS-connector kan drie keer de druk weerstaan van de 0,45 millimeter dikke connector. Dit komt overeen met vijf keer de stroomsnelheid voor de één millimeter dikke connector in vergelijking met de 0,45 millimeter dikke connector. Eenmaal onder de knie, kan deze techniek in 10 tot 20 minuten worden voltooid als deze correct wordt uitgevoerd.