Combinatie van Microfluidics en Microrheology om te bepalen de Rheologische eigenschappen van zachte materie tijdens herhaalde fase-overgangen

Het algemene doel van deze procedure is om microfluidische technologie te gebruiken om opeenvolgende faseovergangen in een enkele zachte materie-monster te induceren door de omringende vloeistof uit te wisselen, terwijl gelijktijdig veranderingen in de reologische eigenschappen worden gemeten met behulp van meerdere deeltjestracking microreologie. Deze methode kan belangrijke vragen in het veld van zachte materie beantwoorden, zoals de impact van faseovergangen, inclusief moleculaire of colloïdale herschikking op dynamische reologische eigenschappen. Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat het monster tijdens meerdere faseovergangen op zijn plaats blijft, waardoor realtime karakterisering mogelijk is.

Dit maakt kwantificering van reologische eigenschappen mogelijk, vooral unieke eigenschappen in heterogene systemen. Om de procedure te beginnen, print je het microfluïdisch apparaat negatief op een doorzichtige acetaatplaat en warm je een hoog-intensiteit UV-lamp op. Op een tweede doorzichtige acetaatplaat, traceer de hoeken van een 75 millimeter bij 50 millimeter diapositivo.

Plaats een millimeter hoge glazen ruimteschuiven op de hoeken. Giet ongeveer vijf milliliter UV-hardende thiol-een hars in het midden van de ruimteschuiven. Leg voorzichtig een 75 millimeter bij 50 millimeter bij één millimeter glazen diapositivo op de ruimteschuiven om de hars te bedekken.

Zorg ervoor dat er geen luchtbellen zijn tussen de diapositivo en de hars. Plaats de bedrukte negatieve op de glazen diapositivo. Trek voorzichtig de constructie onder de UV-lamp en laat de hars 45 seconden uitharden.

Schuif vervolgens de constructie weg van de UV-lamp en verwijder de gepatroneerde glazen diapositivo of microfluïdische stempel. Dompel de microfluïdische stempel niet langer dan 10 seconden in aceton en dompel de stempel vervolgens gedurende dezelfde tijd in ethanol. Herhaal deze onderdompelingssequentie eenmaal.

Dompel vervolgens de stempel onder in gedestilleerd water. Werk met minimale handbewegingen, gebruik een wattenstaafje om de resterende ongereageerde hars te verwijderen zonder de uitgeharde hars aan te raken. Vervang het wattenstaafje wanneer het verzadigd raakt met water.

Hard de stempel onder UV-licht gedurende nog eens 30 minuten. Meng vervolgens 70 gram PDMS-basis met vernettingsmiddel in een verhouding van één op tien en ontgast het PDMS gedurende één uur of tot het PDMS niet meer troebel is. Plaats de microfluïdische stempel met de zijde omhoog in een 150 millimeter plastic Petri-schaal.

Giet langzaam het PDMS in de schaal, dicht bij het oppervlak van de schaal om bubbeltjesvorming te minimaliseren, om de stempel volledig te bedekken. Bedek de Petri-schaal en laat het PDMS een nacht bij 55 graden Celsius uitharden. Gebruik een mes om het overtollige PDMS weg te snijden.

Scheid het gepaterde PDMS van de stempel met de hand. Verwijder de stempel en het overtollige PDMS uit de Petri-schaal. Plaats vervolgens de schaal op een vel papier bedrukt met de locaties van de symmetrische buitenste gaten voor de monsterkamer.

Lign het gepaterde PDMS met de gids en gebruik een 5 millimeter biopsiepomp om gaten door het PDMS te prikken op de gemarkeerde locaties. Het belangrijkste kenmerk van dit apparaat is de symmetrie tussen inlaatkanalen en dezelfde kamer. Dit maakt het mogelijk om vloeistof uit te wisselen zonder verlies van monster.

Het is belangrijk om een ​​gidspatroon te gebruiken om nauwkeurigheid te garanderen bij het snijden van de kanalen. Prik tot slot een gat in het midden van de monsterkamer, aan de binnenrand van de zuigkamer en aan elk uiteinde van de lange buitenkanalen. Bedek de Petri-schaal bij het opslaan van het gepaterde PDMS.

Een dag voor de apparaatassemblage, bereid de vooraf omgezette vloeistof voor die zal worden gebruikt om glazen wanden in het microfluïdisch apparaat te creëren. Om de apparaatassemblage te beginnen, plasma behandel de gepaterde PDMS en een dunne glazen plaat gedurende 40 seconden. Druk voorzichtig de plasma-behandelde gezichten van de plaat en de gepaterde PDMS samen.

Breng UV-hardende hars aan op de naad tussen de PDMS en de plaat en hard de hars onder laag-intensiteit UV-licht gedurende vijf minuten. Breng vervolgens thermoplastische buizen met roestvrijstalen connectoren in alle hoekgatjes van de gepaterde PDMS, behalve één. Verbind een drie milliliter spuit met vooraf omgezette vloeistof met het laatste gatje met behulp van een 18 gauge naald, thermoplastische buizen en een connector.

Vul het microfluïdisch apparaat met vooraf omgezette vloeistof. Plaats vervolgens het apparaat op een hotplate verwarmd tot 100 graden Celsius en laat in de loop van 10 seconden drie milliliter vooraf omgezette vloeistof door het apparaat stromen om de glazen wanden te fabriceren. Verwijder vervolgens het apparaat van de hotplate.

Gebruik een 30 milliliter spuit met lucht om overtollige vooraf omgezette vloeistof te verdrijven. Stroom langzaam 15 milliliter chloroform door het apparaat, gevolgd door 30 milliliter ethanol, elk gedurende ongeveer een minuut. Duw vervolgens lucht door het microfluïdisch apparaat tot het droog is.

Verwijder de buizen uit de gatjes. Gebruik vervolgens UV-hardende hars om één millimeter dikke glazen strips aan de onderkanten van de lange randen van het apparaat te bevestigen. Snijd een 30 bij 30 millimeter stuk overtollig uitgehard PDMS en prik een gat breder dan de monsterkamer in het midden om de oplosmiddelbak te vormen.

Plasma behandel de bak en het microfluïdisch apparaat gedurende 40 seconden. Plaats het plasma-behandelde gezicht van de bak op het apparaat met de monsterkamer gecentreerd in het gat. Oefen zachte druk uit om de bak aan het apparaat te bevestigen.

Snij tot slot zes vijf millimeter vierkanten uit het overtollige PDMS. Gebruik een 5 millimeter biopsiepomp om een ​​gat halfdoor elk vierkant te snijden. Voeg een roestvrijstalen connector toe aan elk gat om de PDMS-stoppen te vormen.

Na het laden van het zachte materie-monster in een één milliliter spuit, steek je