Name: Oplosmiddel Bonding voor de productie van PMMA en COP microfluïdische apparaten (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-01-17T15:00:00.000+00:00
Duration: 4 min 54 s
Description: Leer oplosmiddelbinding voor de productie van PMMA en COP microfluïdische apparaten. Deze methode maakt snelle fabricage van duurzame, lekvrije microfluidische systemen voor celkweek en diagnostische toepassingen mogelijk.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Wij erkennen de financiële steun van de Natural Sciences and Engineering Research Council van Canada (NSERC, # 436117-2013), de Cancer Research Society (CRS, # 20172), Myeloma Canada, en de Grand Challenges Canada.

Merk op dat alle hieronder beschreven stappen zijn ontwikkeld en uitgevoerd in een niet-cleanroomomgeving. Het oplosmiddel bonding stappen kan zeker worden uitgevoerd in een cleanroom, indien beschikbaar, maar dit is niet vereist. 1. Bereiding van thermoplastische microfluïdische apparaat Lagen <ol><li> Ontwerp en fabriceren lagen microfluïdische apparaat uit de thermoplastische keuze, met behulp van een geschikte fabricage methode (bijv micromilling 15, persen 16-18, spuitgieten). </li><li> Voer een visuele inspectie lagen apparaat om ervoor te zorgen dat de randen zijn &quot;schone&quot; (dat wil zeggen, geen bramen of bergkammen van restmateriaal van het fabricageproces). Voor de beste resultaten, controleer alle machinaal micro-feature randen naast de buitenranden van het apparaat onder een optische microscoop. </li><li> Als overgebleven materiaal wordt gevonden tijdens de visuele inspectie, gebruik dan een scheermesje of scalpel om eventuele mat voorzichtig verwijderenerial dat de lagen apparaat voorkomt plat liggen tegen elkaar, zodat de interfaces van de lagen komen in conforme contact. </li><li> Clean apparaat oppervlakken met laboratorium water en zeep en droog met perslucht. Onderdompelen lagen apparaat in 2-propanol gedurende 2 minuten en droog met perslucht. </li></ol> 2. Solvent Bonding <ol><li> Bereid verwarmde pers (PMMA) of kookplaat (COP). <ol><li> PMMA (gegoten acryl, glas overgangstemperatuur van ~ 100-110 ° C) 18 voorverhitting druk tot 70 ° C, en laat de temperatuur stabiliseren. </li><li> Voor COP (glasovergangstemperatuur van 102 ° C, van de fabrikant) Verwarm kookzone 25 ° C, en laat de temperatuur stabiliseren. </li></ol></li><li> Bereid oplosmiddel voor bonding proces. <ol><li> Voor PMMA, het meten van 0,5 ml ethanol per vierkante inch van bonding gebied. </li><li> Voor COP, voor te bereiden een 65:35 mengsel van 2-propanol en cyclohexaan, witha totaal volume van 0,5 ml van het mengsel per vierkante inch lijmvlak. LET OP: Voor de COP, gebruiken glazen pipetten en containers, zoals cyclohexaan gemeenschappelijke polypropyleen laboratorium zal oplossen. Voer alle mixen en binding in een zuurkast, cyclohexaan is giftig. </li></ol></li><li> Doseer 0,1 ml oplosmiddel per vierkante inch van de binding tussen gereinigd plastic lagen en breng de lagen aan elkaar. Visueel te inspecteren op luchtbellen in de bonding interface, die veel voorkomen, en moet zoveel mogelijk worden verwijderd. Opmerking: Het is gunstig om snel te werken nadat het oplosmiddel is afgegeven, zoals vluchtige oplosmiddelen begint te verdampen (en dus zal oplosmiddelmengsels veranderen samenstelling). <ol><li> Indien luchtbellen aanwezig zijn, schuift u de twee plastic lagen langs de bonding-interface, zodat ze bijna los te komen (maar blijft in contact), en schuif ze weer bij elkaar. </li></ol></li><li> Lijn de lagen van het apparaat met de aanpassing pinnen,een aangepaste jig, of gewoon met de hand (zie Overleg sectie voor meer details). <ol><li> Bij gebruik van alignment pinnen, lijn de gaten voor de pennen, en steek de pinnen in het apparaat stack. </li><li> Bij gebruik van een aangepaste mal, plaatst u het apparaat stapel in de mal en draai rond het apparaat. </li><li> Als uitlijnen met de hand, vingers gebruikt om de buitenranden van de inrichting uit te lijnen. </li></ol></li><li> Plaats het apparaat met oplosmiddel in de voorverwarmde pers (PMMA) of op de voorverwarmde kookplaat (COP). <ol><li> PMMA, 2300 kPa toepassing van druk gedurende 2 minuten. </li><li> Voor COP Breng 350 kPa druk. Verhoog de temperatuur van 25 ° C tot 70 ° C met een snelheid van 5 ° C / min. Na het bereiken van 70 ° C (na 9 min), binding gedurende nog 15 min. </li></ol></li><li> Gebruik een pincet om de hete apparaat veilig te verwijderen voor inspectie. Bonding is nu voltooid. </li><li> Verwijder eventuele resterende vloeistof in het apparaat (in microkanalen of andere features). <ol><li> Voor PMMA, verwijder alle resterende vloeistof met perslucht. Voor COP, plaats gebonden apparaat kookplaat en bakken bij 45 ° C gedurende 24 uur om eventueel achtergebleven cyclohexaan te verwijderen. </li></ol></li></ol>

<ol><li>Beebe, D. J., Mensing, G. A., Walker, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Physics+and+applications+of+microfluidics+in+biology%5BTitle%5D)+AND+%22Annual+Review+of+Biomedical+Engineering%22%5BJournal%5D)">Physics and applications of microfluidics in biology.</a> Annual Review of Biomedical Engineering. 4, 261-286 (2002).</li>
<li>Situma, C., Hashimoto, M., Soper, S. a <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Merging+microfluidics+with+microarray-based+bioassays%5BTitle%5D)+AND+%22Biomolecular+Engineering%22%5BJournal%5D)">Merging microfluidics with microarray-based bioassays.</a> Biomolecular Engineering. 23 (5), 213-231 (2006).</li>
<li>Paguirigan, A. L., Beebe, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microfluidics+meet+cell+biology%3A+Bridging+the+gap+by+validation+and+application+of+microscale+techniques+for+cell+biological+assays%5BTitle%5D)+AND+%22BioEssays%22%5BJournal%5D)">Microfluidics meet cell biology: Bridging the gap by validation and application of microscale techniques for cell biological assays.</a> BioEssays. 30 (9), 811-821 (2008).</li>
<li>Young, E. W. K., Beebe, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fundamentals+of+microfluidic+cell+culture+in+controlled+microenvironments%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Society+Reviews%22%5BJournal%5D)">Fundamentals of microfluidic cell culture in controlled microenvironments.</a> Chemical Society Reviews. 39 (3), 1036-1048 (2010).</li>
<li>Duffy, D. C., McDonald, J. C., Schueller, O. J. A., Whitesides, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rapid+Prototyping+of+Microfluidic+Systems+in+Poly%28dimethylsiloxane%29%5BTitle%5D)+AND+%22Analytical+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Rapid Prototyping of Microfluidic Systems in Poly(dimethylsiloxane).</a> Analytical Chemistry. 70 (23), 4974-4984 (1998).</li>
<li>Berthier, E., Young, E. W. K., Beebe, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Engineers+are+from+PDMS-land%2C+Biologists+are+from+Polystyrenia%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+on+a+Chip%22%5BJournal%5D)">Engineers are from PDMS-land, Biologists are from Polystyrenia.</a> Lab on a Chip. 12 (7), 1224-1237 (2012).</li>
<li>Sackmann, E. K., Fulton, A. L., Beebe, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+present+and+future+role+of+microfluidics+in+biomedical+research%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">The present and future role of microfluidics in biomedical research.</a> Nature. 507 (7491), 181-189 (2014).</li>
<li>Young, E. W. K., Berthier, E., Beebe, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Assessment+of+enhanced+autofluorescence+and+impact+on+cell+microscopy+for+microfabricated+thermoplastic+devices%5BTitle%5D)+AND+%22Analytical+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Assessment of enhanced autofluorescence and impact on cell microscopy for microfabricated thermoplastic devices.</a> Analytical Chemistry. 85 (1), 44-49 (2013).</li>
<li>Wallow, T. I., Morales, A. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Low-distortion%2C+high-strength+bonding+of+thermoplastic+microfluidic+devices+employing+case-II+diffusion-mediated+permeant+activation%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+on+a+Chip%22%5BJournal%5D)">Low-distortion, high-strength bonding of thermoplastic microfluidic devices employing case-II diffusion-mediated permeant activation.</a> Lab on a Chip. 7 (12), 1825-1831 (2007).</li>
<li>Tsao, C. W., DeVoe, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bonding+of+thermoplastic+polymer+microfluidics%5BTitle%5D)+AND+%22Microfluidics+and+Nanofluidics%22%5BJournal%5D)">Bonding of thermoplastic polymer microfluidics.</a> Microfluidics and Nanofluidics. 6 (1), 1-16 (2009).</li>
<li>Young, E. W. K., Berthier, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rapid+prototyping+of+arrayed+microfluidic+systems+in+polystyrene+for+cell-based+assays%5BTitle%5D)+AND+%22Analytical+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Rapid prototyping of arrayed microfluidic systems in polystyrene for cell-based assays.</a> Analytical Chemistry. 83 (4), 1408-1417 (2011).</li>
<li>Truckenmüller, R., Henzi, P., Herrmann, D., Saile, V., Schomburg, W. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bonding+of+polymer+microstructures+by+UV+irradiation+and+subsequent+welding+at+low+temperatures%5BTitle%5D)+AND+%22Microsystem+Technologies%22%5BJournal%5D)">Bonding of polymer microstructures by UV irradiation and subsequent welding at low temperatures.</a> Microsystem Technologies. 10 (5), 372-374 (2004).</li>
<li>Tsao, C. W., Hromada, L., Liu, J., Kumar, P., DeVoe, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Low+temperature+bonding+of+PMMA+and+COC+microfluidic+substrates+using+UV%2Fozone+surface+treatment%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+on+a+Chip%22%5BJournal%5D)">Low temperature bonding of PMMA and COC microfluidic substrates using UV/ozone surface treatment.</a> Lab on a Chip. 7 (4), 499-505 (2007).</li>
<li>Wan, A. M. D., Sadri, A., Young, E. W. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Liquid+phase+solvent+bonding+of+plastic+microfluidic+devices+assisted+by+retention+grooves%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+on+a+Chip%22%5BJournal%5D)">Liquid phase solvent bonding of plastic microfluidic devices assisted by retention grooves.</a> Lab on a Chip. 15 (18), 3785-3792 (2015).</li>
<li>Guckenberger, D. J., de Groot, T. E., Wan, A. M. D., Beebe, D. J., Young, E. W. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Micromilling%3A+a+method+for+ultra-rapid+prototyping+of+plastic+microfluidic+devices%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+on+a+Chip%22%5BJournal%5D)">Micromilling: a method for ultra-rapid prototyping of plastic microfluidic devices.</a> Lab on a Chip. 15 (11), 2364-2378 (2015).</li>
<li>Cameron, N. S., Roberge, H., Veres, T., Jakeway, S. C., John Crabtree, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High+fidelity%2C+high+yield+production+of+microfluidic+devices+by+hot+embossing+lithography%3A+rheology+and+stiction%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+on+a+Chip%22%5BJournal%5D)">High fidelity, high yield production of microfluidic devices by hot embossing lithography: rheology and stiction.</a> Lab on a Chip. 6 (7), 936(2006).</li>
<li>Yang, S., Devoe, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microfluidic+device+fabrication+by+thermoplastic+hot-embossing%5BTitle%5D)+AND+%22Methods+in+Molecular+Biology%22%5BJournal%5D)">Microfluidic device fabrication by thermoplastic hot-embossing.</a> Methods in Molecular Biology. 949, 115-123 (2013).</li>
<li>Konstantinou, D., Shirazi, A., Sadri, A., Young, E. W. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Combined+hot+embossing+and+milling+for+medium+volume+production+of+thermoplastic+microfluidic+devices%5BTitle%5D)+AND+%22Sensors+and+Actuators+B%3A+Chemical%22%5BJournal%5D)">Combined hot embossing and milling for medium volume production of thermoplastic microfluidic devices.</a> Sensors and Actuators B: Chemical. 234, 209-221 (2016).</li>
<li>Maszara, W. P., Goetz, G., Caviglia, A., McKitterick, J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bonding+of+silicon+wafers+for+silicon-on-insulator%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Applied+Physics%22%5BJournal%5D)">Bonding of silicon wafers for silicon-on-insulator.</a> Journal of Applied Physics. 64 (10), 4943(1988).</li>
<li>Bhattacharyya, A., Klapperich, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanical+and+chemical+analysis+of+plasma+and+ultraviolet-ozone+surface+treatments+for+thermal+bonding+of+polymeric+microfluidic+devices%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+on+a+Chip%22%5BJournal%5D)">Mechanical and chemical analysis of plasma and ultraviolet-ozone surface treatments for thermal bonding of polymeric microfluidic devices.</a> Lab on a Chip. 7 (7), 876-882 (2007).</li>
</ol>

De auteurs verklaren dat ze geen concurrerende financiële belangen.

De haalbaarheid van potentiële bonding strategieën hangt af van de beschikbare apparatuur. Terwijl de pits komen relatief vaak voor en losse gewichten kan goedkoop worden gekocht, zal hoge druk strategieën voor het gebruik van een verwarmde pers nodig. Bijvoorbeeld, onze optimale PMMA bonding recept vereist een hoge druk om band met ethanol (zie tabel 1), en de vereiste druk is niet haalbaar voor typische apparaat maten met behulp van vrije gewichten. Zou alleen de een kookplaat en gewichten beschikbaar...

Microfluidics heeft zich in de afgelopen twintig jaar als een technologie zeer geschikt voor het bestuderen van scheikunde en natuurkunde aan de microschaal 1, en met het kweken van belofte om belangrijke bijdrage leveren aan biologisch onderzoek 2-4. De meeste microfluïdische inrichtingen oudsher gemaakt van poly (dimethylsiloxaan) (PDMS), een siliconenelastomeer dat gemakkelijk te gebruiken, goedkoop en biedt een hoge kwaliteitskenmerk replicatie 5. Echter, PDMS is goed gedocumenteerde tekortkomingen en onverenigbaar met hoog volume fabricageprocessen 6,7, en als zodanig is er een toenemende trend vervaardigen microfluïdische inrichtingen van thermoplastische materialen, vanwege hun potentieel voor massafabricage en dus commercialisering geweest. Een van de belangrijkste obstakels voor bredere toepassing van kunststof microfabrication is het bereiken van gemakkelijk, kwalitatief hoogwaardige verlijming van kunststof apparaten. De huidige strategieën hanteren tHermal, lijm en oplosmiddel verbindingstechnieken, maar veel last van belangrijke uitdagingen. Thermische binding verhoogt autofluorescentie 8 en vaak vervormt microkanaal geometrieën 9-11, terwijl kleefstof technieken vereisen stencils, zorgvuldige uitlijning en uiteindelijk laat de dikte van het kleefmiddel blootgesteld aan het microkanaal 10. Solvent bonding is aantrekkelijk door zijn eenvoud, tunability, en lage kosten 10,12 - 14. Met name zijn tunability kan worden geoptimaliseerd voor verschillende kunststoffen, die constante hoge kwaliteit binding die vervorming van microfeatures 14 minimaliseert kunnen opleveren. Tijdens oplosmiddel bonding blootstelling oplosmiddel vergroot de mobiliteit van polymeerketens nabij het oppervlak van de kunststof, die inter-diffusie rijen in de bonding interface maakt. Dit zorgt ervoor dat verstrengeling via mechanische vergrendeling van de verstrooiende ketens, en resulteert in een aphysical bond 10. Thermische binding werkt op een vergelijkbare manier, maar vertrouwt op verhoogde temperatuur staan ​​om ketenmobiliteit verhogen. Aldus thermische methoden vereisen temperaturen rond of boven de glasovergangstemperatuur van het polymeer, terwijl het gebruik van oplosmiddelen aanzienlijk de temperatuur die nodig is voor binding kunnen verlagen en zodoende verminderen ongewenste vervorming. Wij bieden een specifiek protocol voor het verlijmen van zowel PMMA en COP-apparaten. Echter, dit protocol en werkwijze beschrijft een eenvoudige, algemene aanpak oplosmiddel binden van thermoplastische microfluïdische inrichtingen die kunnen worden aangepast voor andere kunststoffen, oplosmiddelen en beschikbare apparatuur. We beschrijven tal van methoden voor het beoordelen van de kwaliteit van de obligaties (bijv bond dekking, hechting, obligatie duurzaamheid en vervorming van micro-geometrieën), en zorgen voor het oplossen van problemen benaderingen van deze gemeenschappelijke uitdagingen aan te pakken.

<table><tbody><tr><td>COP</td><td>Zeonor</td><td>604Z1020R080</td><td>20 kg COP Pellets - 1020R. Meerdere leveranciers kunnen worden gebruikt, maar kunnen de hechtingseigenschappen beïnvloeden.</td></tr><tr><td>PMMA</td><td>McMaster Carr</td><td>8560K173</td><td>1,5 mm plaatdikte voor onze typische toepassingen. Meerdere leveranciers kunnen worden gebruikt, maar kunnen de hechtingseigenschappen beïnvloeden.</td></tr><tr><td>Cyclohexane</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>227048</td><td>Cyclohexane, watervrij, 99,5%. Meerdere leveranciers kunnen worden gebruikt. Toxisch, vereist afzuiging.</td></tr><tr><td>Ethanol</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>24102</td><td>Ethanol, absoluut, &ge;99,8% (GC). Meerdere leveranciers kunnen worden gebruikt.</td></tr><tr><td>Acetone</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>179124</td><td>Aceton, ACS reagens, &ge;99,5%. Meerdere leveranciers kunnen worden gebruikt.</td></tr><tr><td>2-Propanol</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>278475</td><td>2-Propanol, watervrij, 99,5%. Meerdere leveranciers kunnen worden gebruikt.</td></tr><tr><td>Hot plate(s)</td><td>Torrey Pines Scientific</td><td>HP60</td><td>Volledig programmeerbare digitale hotplate. Meerdere leveranciers kunnen worden gebruikt.</td></tr><tr><td>Free weights</td><td>Cap Barbell</td><td>RPG#2</td><td>Standaard gietijzeren plaat. Meerdere leveranciers en verschillende gewichten kunnen worden gebruikt.</td></tr><tr><td>Heated press</td><td>Carver</td><td>Auto CH</td><td>Auto-serie verwarmde hydraulische pers. Meerdere leveranciers kunnen worden gebruikt. Een pers die in een afzuigkap past, zou de meeste flexibiliteit bieden (dit model niet).</td></tr><tr><td>CNC frezenmachine</td><td>Tormach</td><td>PCNC 770</td><td>3-assige CNC-freesmachine. Meerdere leveranciers kunnen worden gebruikt.</td></tr><tr><td>Frezen</td><td>Various</td><td>Various</td><td>Vereiste maten zijn afhankelijk van ontwerpen. Meerdere leveranciers kunnen worden gebruikt.</td></tr></tbody></table>

oplosmiddel bonding voor de productie van pmma en cop microfluïdische apparaten

Solvent Bonding for Fabrication of PMMA and COP Microfluidic Devices

Thermoplastische microfluïdische apparaten bieden veel voordelen ten opzichte van die gemaakt van siliconen elastomeren, maar bonding procedures moeten worden ontwikkeld voor elke thermoplastische van belang. Oplosmiddel bonding is een eenvoudige en veelzijdige methode die kan worden gebruikt om inrichtingen te vervaardigen uit verschillende kunststoffen. Een geschikt oplosmiddel is toegevoegd tussen twee lagen apparaat te lijmen en warmte en druk worden toegevoerd aan de inrichting voor de binding vergemakkelijken. Door een geschikte combinatie van oplosmiddelen, kunststof, warmte en druk, kan de inrichting worden afgedicht met een hoge kwaliteit binding, gekenmerkt door hoge bindingssterkte dekking, hechtsterkte, optische helderheid, duurzaamheid in de tijd, en lage vervorming of beschadiging van micro- geometrie. We beschrijven de procedure voor het binden apparaten gemaakt van twee populaire thermoplasten, poly (methyl methacrylaat) (PMMA), en cyclo-olefinepolymeer (COP), alsook een verscheidenheid aan werkwijzen om de kwaliteit van de resulterende banden karakteriseren en strategieën tot trouoplossen van problemen bij lage kwaliteit obligaties. Deze werkwijzen kunnen worden gebruikt om nieuwe verbinding met een oplosmiddel protocollen voor andere kunststoffolie oplosmiddel systemen.

Een schema van het algemene oplosmiddel hechtingsprocedure wordt weergegeven in figuur 1. De makkelijkste manier om de kwaliteit obligatie te beoordelen is om visueel te inspecteren bond dekking, omdat een slechte band dekking is goed zichtbaar als regio&#39;s van ongebonden plastic, en is een indicatie van zwakke binding. Deze regio&#39;s zijn meestal in de buurt van vrije randen (bijv periferie van het apparaat, of in de buurt van open poorten of microkanalen)...

Oplosmiddel bonding is een eenvoudige en veelzijdige werkwijze voor het vervaardigen thermoplastische microfluïdische inrichtingen met hoogwaardige banden. We beschrijven een protocol sterke, optisch heldere bindingen in PMMA en COP microfluïdische inrichtingen die micro-gegevens bewaren, door een oordeelkundige combinatie van druk, temperatuur, een geschikt oplosmiddel en inrichting geometrie bereiken.

Oplosmiddel Bonding voor de productie van PMMA en COP microfluïdische apparaten

Thermoplastic microfluidic devices offer many advantages over those made from silicone elastomers, but bonding procedures must be developed for each ...

Het algemene doel van deze techniek is het bieden van een eenvoudige en veelzijdige methode voor het vervaardigen van thermoplastische microfluïdische apparaten met hoogwaardige verbindingen. Deze solvent bonding-procedure stelt ons in staat om goed verbonden en duurzame thermoplastische microfluïdische apparaten te fabriceren voor diverse toepassingen, variërend van microfluïdische celcultuursystemen tot prototypes voor diagnostische tools voor point-of-care. Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat het ons in staat stelt om thermoplastische apparaatlagen snel en eenvoudig te verbinden.De procedure kan eenvoudig worden aangepast om verschillende thermoplastische materialen te verbinden. Ontwerp en vervaardig de lagen van het microfluïdische apparaat uit het gewenste thermoplast, gebruikmakend van een geschikte fabricagemethode. Inspecteer de lagen van het apparaat visueel om er zeker van te zijn dat de randen schoon zijn, zonder braamvorming of randen van restmateriaal uit het fabricageproces.Voor de beste resultaten dienen alle bewerkte randen van de microstructuren, naast de buitenranden van het apparaat, onder een optische microscoop te worden gecontroleerd. Als er tijdens de visuele inspectie materiaalresten worden aangetroffen, gebruik dan een scheermesje of scalpel om voorzichtig elk materiaal te verwijderen dat voorkomt dat de lagen van het apparaat vlak op elkaar liggen, zodat de interfaces van de lagen conform contact maken. Reinig vervolgens de oppervlakken van het apparaat met laboratoriumzeep en water.En droog vervolgens met perslucht. Nadat de device-lagen twee minuten in 2-propanol zijn ondergedompeld, moeten ze met perslucht worden gedroogd. Deze video is gedemonstreerd met poly(methylmethacrylaat), afgekort als PMMA.Raadpleeg het tekstprotocol voor kleine wijzigingen in de procedure bij gebruik van cyclisch olefinepolymeer, of COP. Verwarm een verhittingspers voor tot 70 °C en laat de temperatuur stabiliseren. Om het oplosmiddel voor het verbindingsproces voor te bereiden, meet dan 0,5 ml ethanol af per vierkante inch verbindingsareaal voor PMMA.Het is belangrijk dat een passend volume oplosmiddel op de device-lagen wordt aangebracht, omdat een overmaat aan oplosmiddel kan leiden tot problemen bij het uitlijnen van de lagen. Breng 0,1 milliliters oplosmiddel aan per vierkante inch van het hechtingsgebied tussen de gereinigde plastic lagen en breng de lagen samen. Inspecteer de hechtingsinterface visueel op luchtbellen; deze komen vaak voor en moeten zoveel mogelijk worden verwijderd.Als er luchtbellen aanwezig zijn, schuif de twee plastic lagen langs de verbindingsinterface zodat ze bijna uit elkaar gaan. Schuif ze vervolgens weer naar elkaar toe. Om de lagen van het apparaat handmatig uit te lijnen, gebruikt u uw vingers om de buitenranden van het apparaat in lijn te brengen.Indien een nauwkeurigere uitlijning vereist is, kunnen L-vormige hoekbeugels worden gebruikt om de lagen van het apparaat bij elkaar te houden. Plaats vervolgens het apparaat met oplosmiddel in de voorverwarmde pers en breng gedurende twee minuten een druk van 2.300 kPa toe. Gebruik een pincet om het hete apparaat veilig te verwijderen voor inspectie.Het hechtingsproces is nu voltooid. Verwijder tot slot alle resterende vloeistof in het apparaat met behulp van perslucht. Hier worden representatieve resultaten getoond van een paar apparaatlagen vóór en na het reinigen.De lagen van het apparaat zijn gefreesd om braampjes te verwijderen. Een representatieve afbeelding van een apparaat waaraan oplosmiddel is toegevoegd, laat bellen zien op het hechtendoppervlak die de hechting kunnen belemmeren. Omgekeerd leidt een goed verdeeld oplosmiddel zonder bellen tot sterke, kwalitatief hoogwaardige verbindingen.Snelle verdamping van het oplosmiddel tijdens het verhitten kan leiden tot gebieden met niet-gebonden materiaal nabij de vrije randen van het apparaat, wat resulteert in een gebrekkige bonddekking, lekkende microfluïdische kenmerken en een lage algemene bondsterkte. Deze gebieden zijn zichtbaar als lichtere vlekken met gekleurde interferentieranden. Een geoptimaliseerd oplosmiddel-plastic-systeem realiseert een goede bonddekking en -sterkte en minimaliseert schade aan microkenmerken, terwijl deze toch correct worden afgesloten.Zodra de techniek onder de knie is, kan een nieuw ontwerp van een thermoplastisch apparaat in slechts twee uur worden gefabriceerd, mits de bonding-techniek correct wordt uitgevoerd. Houd er rekening mee dat het werken met cyclohexaan gevaarlijk kan zijn en in een zuurkast moet gebeuren, terwijl persoonlijke beschermingsmiddelen worden gedragen. Na het bekijken van deze video beschikt u over een eenvoudige en veelzijdige methode voor het fabriceren van thermoplastische microfluidische apparaten met kwalitatief hoogwaardige verbindingen die lekvrij zijn en geschikt voor gebruik in celculturen en in point-of-care diagnostische toepassingen.

solvent-bonding-for-fabrication-of-pmma-and-cop-microfluidic-devices

Research

JoVE Journal

Engineering

Techniek

In deze video laten we zien hoe het neuron microfluïdische apparaat gebruiken zonder plasma-bonding.

Niet-plasma Verlijmen van PDMS voor goedkope Fabricage van microfluïdische apparaten

We presenteren een protocol om Janus microhydrogels te synthetiseren die volledig zijn samengesteld uit hetzelfde basismateriaal, poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPAAm), met een duidelijk gecompartimenteerde structuur op basis van de fasescheiding van een oververzadigde NIPAAm monomeeroplossing. De gesynthetiseerde Janus microhydrogels vertonen unieke eigenschappen zoals anisotrope thermoresponsiviteit en organofiel/hydrofiel laadvermogen.

Synthese van poly (<em&gt; N</em&gt; -isopropylacrylamide) Janus Microhydrogels voor Anisotropisch Thermo-responsiviteit en Organofiele / Hydrofiel Loading Capability

De generatie van microfluïdische dubbele emulsies omvat doorgaans apparaten met een patroon van bevochtigbaarheid of op maat gemaakte glazen onderdelen. Hier beschrijven we de fabricage en het testen van een geheel uit polydimethylsiloxaan (PDMS) bestaande dubbele emulsiegenerator die geen oppervlaktebehandeling of gecompliceerde fabricageprocessen vereist en die in staat is om dubbele emulsies tot 14 µm te produceren.

Dubbele Emulsion Generation Met een Polydimethylsiloxaan (PDMS) Co-axiale Flow Focus Device

We stellen een eenvoudige zelfassemblerende techniek voor van silica colloïdale nanodeeltjes om een nanofluïdische kruising te creëren tussen twee microkanalen in polydimethylsiloxaan (PDMS). Met behulp van deze techniek werd een nanoporeuze parelmembraan met een poriegrootte tot ~45 nm gebouwd binnen een microkanaal en toegepast op elektrokinetische preconcentratie van DNA-monsters.

Het creëren van Sub-50 Nm nanofluidic Knooppunten in PDMS microfluïdische chip via Self-assemblageproces van colloïdale deeltjes

Wij presenteren een nieuwe microfluïdische methode voor synthese van covalente organische kaders (COF's). We tonen aan hoe deze aanpak kan worden gebruikt om continue COF-vezels te produceren, en ook op 2D- of 3D-COF-structuren op oppervlakken.

Microfluïde-gebaseerde synthese van covalente organische kaders (COF&#39;s): een gereedschap voor de continue productie van COF-vezels en directe druk op een oppervlak

Het doel van deze procedure is te gemakkelijk en snel produceren een microfluidic-apparaat met aanpasbare geometrie en weerstand tegen de zwelling door organische vloeistoffen voor olie herstel studies. Een Polydimethylsiloxaan schimmel is eerst gegenereerd, en vervolgens gebruikt om het apparaat op basis van epoxy gegoten. Een representatieve verplaatsing studie wordt gerapporteerd.

Microfluidic apparaten voor het karakteriseren van porie-schaal gebeurtenis processen in poreuze Media voor olie herstel toepassingen

Dit protocol beschrijft de fabricage van microfluidic apparaten van MY133-V2000 te elimineren artefacten die zich vaak in microchannels als gevolg van de verschillen brekingsindices tussen microchannel structuren en een waterige oplossing voordoen. Dit protocol maakt gebruik van een acryl houder voor het comprimeren van de ingekapselde apparaat, verbetering van hechting, zowel chemisch als mechanisch.

Fabricage van refractieve-index-matched apparaten voor biomedische Microfluidics

Hier presenteren we een protocol voor het ontwerpen en fabriceren van aangepaste microfluïdische apparaten met minimale financiële en tijd investeringen. Het doel is het faciliteren van de invoering van microfluïdische technologieën in biomedische onderzoekslaboratoria en onderwijsinstellingen.

Snelle fabricage van aangepaste Microfluïdische apparaten voor onderzoeks-en educatieve toepassingen

Microfluïdica is een krachtig hulpmiddel voor de ontwikkeling van diagnostische tests. Dure apparatuur en materialen, evenals bewerkelijke fabricage- en handlingtechnieken, zijn echter vaak vereist. Hier beschrijven we het fabricageprotocol van een acryl microfluïdisch apparaat voor magnetische micro- en nanodeeltjesgebaseerde immunoassays in een goedkope en eenvoudig te gebruiken omgeving.

Computer numerieke controle Micromilling van een microfluïdisch acrylapparaat met een gespreide beperking voor magnetische immunoassays op basis van nanodeeltjes

Dit protocol beschrijft een reeks methoden voor het synthetiseren van de microgel-bouwstenen voor microporeuze gegloeide deeltjessteigers, die kunnen worden gebruikt voor een verscheidenheid aan regeneratieve geneeskundetoepassingen.

Microfluïdische synthese van microgel-bouwstenen voor microporeuze gegloeide deeltjessteiger

Dit protocol beschrijft drie eenvoudige afdichtingsmethoden voor het vervaardigen van een hybride microfluïdisch apparaat dat polycarbonaat- en siliciumcomponenten integreert. Door het implementeren van oplosmiddelbindingen, thermische compressie en mechanische compressiestrategieën maken we betrouwbare, laagtemperatuurafdichtingstechnieken mogelijk die gespecialiseerde apparatuur voor hybride microfluidische apparaten vermijden.

Constructiemethoden voor hybride polycarbonaat-silicium microfluidische apparaten

Leer oplosmiddelbinding voor de productie van PMMA en COP microfluïdische apparaten. Deze methode maakt snelle fabricage van duurzame, lekvrije microfluidische systemen voor celkweek en diagnostische toepassingen mogelijk.

Oplosmiddel Bonding voor de productie van PMMA en COP microfluïdische apparaten

Meer video's verkennen