Zachte lithografische Procedure voor de productie van kunststof Microfluidic apparaten met weergave-poorten transparant voor zichtbaar en infrarood licht

Het overkoepelende doel van dit microfabricageprotocol is om plastic microfluïdische apparaten te produceren die compatibel zijn met Fourier-transformatie-infrarood microspectroscopie op een eenvoudige en kosteneffectieve manier. Deze methoden kunnen helpen bij een grotere begrip van cellulaire biochemie. Het biedt ons vereenvoudigde toegang tot infrarood microspectroscopie, een label-vrije, niet-beschadigende beeldtechniek die biochemische kaarten van levende cellen kan opleveren.

Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat het de noodzaak om toegang te krijgen tot een microfabricagefaciliteit vermindert en dat het plastic gebruikt als het hoofdbestanddeel voor de uiteindelijke apparaten. Mona Suryana, een onderzoeksassistent uit ons laboratorium, zal de procedure demonstreren. Om deze procedure te beginnen, bereidt u de silicium primaire mal voor zoals beschreven in het tekstprotocol.

Meng vervolgens het PDMS-elastomeer en het uithardingsmiddel in een verhouding van 10 tot 1. De totale hoeveelheid gemengd is zodanig dat het resulterende PDMS ongeveer één tot 1,5 millimeter dik is. Na grondig mengen, brengt u het mengsel over naar een vacuümpot.

Verlaag de druk tot deze tussen de één en tien millibar ligt. Wacht 15 minuten of tot er geen zichtbare bubbels meer zijn om het mengsel te ontgassen. Giet het ontgaste PDMS op de voorbereide siliconen mal.

Breng de mal over naar de vacuümpot en verlaag de druk gedurende 15 minuten om het mengsel opnieuw te ontgassen. Breng vervolgens de mal over naar een hotplate of oven. Verwarm de mal gedurende twee uur op 70 graden Celsius om het mengsel uit te harden.

Verwijder het uitgeharde PDMS van de hittebron en laat het afkoelen tot kamertemperatuur. Gebruik een scheermes om het PDMS langs de randen van de siliconen mal te snijden. Gebruik een stel pincetten om een hoek vast te nemen en verwijder voorzichtig de PDMS replica van de siliconen mal.

Breng vervolgens de PDMS mal over naar een plasmareiniger. Stel de kamerdruk tussen één en tien millibar in en behandel de PDMS mal met zuurstofplasma bij 60 watt gedurende 30 seconden met een zuurstofstroom van 20 SCCM. Plaats daarna de mal in een vacuümpot en voeg ongeveer 50 microliter silaan toe.

Laat de pot twee uur in de vacuümtoestand. Om te beginnen, ontwerp of verwerf acryl sjablonen, zoals beschreven in het tekstprotocol en bereid PDMS elastomeer en uithardingsmiddel voor zoals aangegeven aan het begin van deze procedure. Giet het ontgaste PDMS mengsel op de acryl sjablonen tot het bovenste oppervlak is ondergedompeld, ongeveer één millimeter onder het vloeistofoppervlak.

Breng vervolgens de ondergedompelde sjablonen over naar een vacuümpot. Ontgas de PDMS met behulp van hetzelfde proces als eerder. Breng vervolgens de ondergedompelde sjablonen over naar een hotplate of een oven.

Verwarm gedurende twee uur op 60 graden Celsius om het mengsel uit te harden. Verwijder het uitgeharde PDMS van de hittebron en laat het afkoelen tot kamertemperatuur. Gebruik een scheermes om het PDMS langs de randen van de acryl sjablonen te snijden.

Gebruik vervolgens een stel pincetten om een hoek vast te nemen en verwijder voorzichtig de PDMS. Bereid vervolgens de tweede PDMS replica voor zoals beschreven in het tekstprotocol. Om te beginnen met het fabriceren van de patroonhelft van het apparaat, behandel een calciumfluoride venster met zuurstofplasma bij 60 watt gedurende 30 seconden, met een zuurstofstroom van 20 SCCM.

Plaats voorzichtig de eerste PDMS sjabloon, degene met de kleine pilaren, op een vlakke ondergrond. Plaats vervolgens het behandelde calciumfluoride venster in het midden van de sjabloon. Druk zachtjes om ervoor te zorgen dat het venster volledig in contact is met de PDMS.

Plaats vervolgens een UV-transparante plaat op de achterkant van de PDMS mal, uitgelijnd met de locatie van de centrale kamer. Druk zachtjes om ervoor te zorgen dat het volledig in contact is met de PDMS. Plaats de mal op de PDMS sjabloon met de vloeistofpatroongevel naar beneden en met de vloeistofkamer uitgelijnd met het midden van het venster.

Vervolgens doseert u geleidelijk druppels NOA bij de ingang van de PDMS sjabloon. Laat de NOA langzaam de holte vullen. Nadat de holte volledig is gevuld, laat u de NOA uitharden door de mal bloot te stellen aan UV-licht.

Verwijder voorzichtig de UV-transparante plaat van de mal. Verwijder voorzichtig de PDMS mal van de bovenkant van de NOA-laag. Verwijder daarna de NOA-laag.

Om te beginnen met het fabriceren van de platte helft van het apparaat, behandel het calciumfluoride venster met zuurstofplasma bij 60 watt gedurende 30 seconden, met een zuurstofstroom van 20 SCCM. Plaats voorzichtig de tweede PDMS sjabloon, degene zonder de kleine pilaren, op een vlakke ondergrond. Plaats het behandelde calciumfluoride venster in het midden van de sjabloon.

Druk zachtjes om ervoor te zorgen dat het venster volledig in contact is met de PDMS. Verkrijg vervolgens een 1 millimeter dikke laag PDMS van vijf centimeter bij 3,5 centimeter. Plaats deze laag bovenop het calciumfluoride venster, uitgelijnd met het midden van de sjabloon.

Druk zachtjes om ervoor te zorgen dat de laag volledig in contact is met het venster. Doseert u geleidelijk druppels NOA bij de ingang van de PDMS sjabloon. Laat de NOA langzaam de holte vullen.

Nadat de holte volledig is gevuld, laat u de NOA uitharden door de mal bloot te stellen aan UV-licht. Verwijder de PDMS laag. Verwijder vervolgens voorzichtig de uitgeharde NOA laag van de PDMS sjabloon.

Plaats de ene helft van het apparaat op de andere, met de calciumfluoride vensters uitgelijnd. Druk zachtjes op de hoeken van de NOA lagen om de positie van de twee helften te fixeren. Verkrijg vervolgens PDMS schijven en rechthoeken zoals beschreven in het tek