Fabricage van refractieve-index-matched apparaten voor biomedische Microfluidics

Deze methode kan helpen bij het aanpakken van een belangrijke uitdaging bij het combineren van microscopie met microfluidica door refractie-indexaanpassing mogelijk te maken tussen de microkanaalstructuur en aqueus medium in het kanaal. Het grote voordeel van deze techniek is dat deze compatibel is met fabricagemethoden die vaak worden gebruikt om microfluïdische apparaten te maken. Een ander belangrijk voordeel van onze aanpak is de methode die wordt gebruikt voor het afdichten van microkanalen gemaakt van materialen met lage hechting, wat een veelvoorkomend probleem is bij polymeren met een goede refractie-index.

Visuele demonstratie van deze methode is cruciaal, omdat de stappen om het kanaal af te dichten moeilijk correct kunnen zijn. Het is bijvoorbeeld belangrijk dat reservoirs onbelemmerd zijn tijdens het klemmen. Begin deze procedure met het fabriceren van polydimethylsiloxaan, of PDMS, negatief, zoals beschreven in het tekstprotocol.

Vervolgens vult u het PDMS-negatief met 400 microliter MY-133-V-2000. Het negatief moet licht overvuld zijn. Plaats het met MY-133-V-2000 gevulde PDMS-negatief twee uur in de vacuümkamer om eventuele luchtbellen te verwijderen.

Na het verwijderen van de MY-133-V-2000 uit de vacuümkamer, drukt u een glazen plaat tegen de bovenkant van het licht overvulde negatief om een vlakke oppervlakte van MY-133-V-2000 te creëren en om te voorkomen dat zuurstof de polymerisatie remt. Plaats vervolgens de MY-133-V-2000 in een 400 watt UV-oven. Stel de UV-straling in op 50% van de maximale intensiteit gedurende 300 seconden om het microkanaal uit te harden.

Dit is een vermogen van ongeveer 4,5 joule per vierkante centimeter, ongeveer tweemaal het minimum uithardingsvermogen aanbevolen door de fabrikant. Na het snijden van het acryl zoals beschreven in het tekstprotocol, plaatst u twee kleine druppels op de rand van het acryl en gebruikt u vervolgens een wegwerptool om de lijm gelijkmatig te verspreiden. Plaats de glazen ondergrond op het acryl en laat de lijm drogen met behulp van het gewicht van het glas om het op zijn plaats te houden.

Bedek het blootgestelde glas met 100 microliter PDMS met behulp van een positieve verplaatsingspijp. Plaats vervolgens de basislaag in een vacuüm spin coater om het glas gelijkmatig te coaten met een PDMS-film van ongeveer 10 micrometer dik met behulp van een snelheid van 1500 RPM gedurende twee minuten. Verwijder de basislaag uit de spin coater en veeg voorzichtig alle overtollige PDMS die het acryl heeft gecoat weg met aceton en een papieren handdoek.

Zorg ervoor dat u het onuitgeharde PDMS niet verstoort. Bak nu de basislaag met het PDMS in een oven op 65 graden Celsius gedurende twee uur om het PDMS uit te harden. Pipetteer een milliliter PDMS op een glazen plaat en gebruik vervolgens een andere glazen plaat om het PDMS gelijkmatig te verspreiden totdat het uit de zijkanten begint te lekken.

Harden dit op een hotplate bij 150 graden Celsius gedurende 10 minuten. Snijd het uitgeharde PDMS in een rechthoek met dezelfde afmetingen als het MY-133-V-2000-apparaat. Gebruik vervolgens de middelste laag van het acryl als mal om gaten voor het reservoir te ponsen en snijd een vierkant kijkvenster in het PDMS om de PDMS-gasket te maken.

Verwijder nu het uitgeharde MY-133-V-2000 uit de UV-oven en verwijder het kanaal van het negatief en plaats het op een vlakke ondergrond met de kanaalzijde naar boven. Verwijder de basislaag met het uitgeharde PDMS uit de 65 graden oven en plaats deze op de ondergrond. Plaats vervolgens de ondergrond met zowel het MY-133-V-2000-kanaal als de basislaag in de zuurstofplasma-reiniger.

Stel de vacuümdruk in op 200 millitorr en het radiofrequentieniveau op hoog. Ga door met het oppervlaktebehandelen van het kanaal en de glazen ondergrond gedurende 30 seconden. Het zuurstofplasma zou blauw moeten gloeien wanneer de plasmareiniger is ingeschakeld.

Na 30 seconden verwijdert u zowel het microkanaal als de basislaag uit de plasmareiniger. Plaats met behulp van pincetten onmiddellijk de kanaalzijde van MY-133-V-2000 naar beneden in de rechthoekige uitsparing van de basislaag van het acryl, zodat het contact maakt met het PDMS. Plaats nu de PDMS-gasket bovenop het MY-133-V-2000-apparaat, waarbij de gaten in de gasket overeenkomen met de reservoirs in het apparaat.

Het gebruik van deze PDMS-gasket is cruciaal omdat PDMS elastischer is dan MY-133-V-2000 en daarom meer kan worden samengedrukt. Dit stelt in staat dat de kracht van de acryl op het microkanaal wordt overgedragen zonder het glas te breken. Plaats op dit punt het onvoltooide apparaat op een verhoogd platform boven de werkbank om een klemmoppervlak te bieden voor apparaatassemblage.

Extract vervolgens drie milliliter acrylcement met behulp van een spuit. Distribueer voldoende acrylcement op de basislaag om een dunne coating te maken. Maak de coating zo gelijkmatig mogelijk en laat het materiaal niet in het kanaal sijpelen.

Plaats nu het middenlaag acrylstuk bovenop de basislaag acryl. Zorg ervoor dat de gaten overeenkomen met de reservoirs van het MY-133-V-2000-kanaal. Klem de middenlaag zo strak mogelijk op de basislaag en houd deze twee minuten vast terwijl het cement hardt om de stukken acryl aan elkaar te hechten.

Zorg ervoor dat de reservoirs niet worden belemmerd tijdens deze stap om te voorkomen dat lucht onder het MY-133-V-2000-apparaat wordt vastgehouden. Lucht die is gevangen tussen het MY-133-V-2000 en de ondergrond zal gevangen blijven als de reservoirs worden belemmerd. Dit zal lekken in het voltooide apparaat veroorzaken.