Pneumatycznie napędzana platforma mikroprzepływowa do zagęszczania mikrocząstek

Summary

Obecny protokół opisuje pneumatyczną platformę mikroprzepływową, która może być używana do efektywnego koncentracji mikrocząstek.

Abstract

Niniejszy artykuł przedstawia metodę wytwarzania i obsługi zaworu pneumatycznego do kontroli stężenia cząstek za pomocą platformy mikroprzepływowej. Platforma ta ma trójwymiarową (3D) sieć z zakrzywionymi kanałami płynów i trzema zaworami pneumatycznymi, które tworzą sieci, kanały i przestrzenie poprzez dupleksową replikację za pomocą polidimetylosiloksanu (PDMS). Urządzenie działa w oparciu o przejściową reakcję natężenia przepływu płynu kontrolowanego przez zawór pneumatyczny w następującej kolejności: (1) ładowanie próbki, (2) blokowanie próbki, (3) stężenie próbki i (4) uwalnianie próbki. Cząstki są blokowane przez deformację cienkiej warstwy membrany płyty zaworu sitowego (Vs) i gromadzą się w zakrzywionym kanale mikroprzepływowym. Płyn roboczy jest odprowadzany przez uruchomienie dwóch zaworów włączających/wyłączających. W wyniku operacji udało się przechwycić i odłączyć wszystkie cząstki o różnych powiększeniach. W przypadku zastosowania tej technologii ciśnienie robocze, czas wymagany do zagęszczenia i szybkość koncentracji mogą się różnić w zależności od wymiarów urządzenia i powiększenia wielkości cząstek.

Introduction

Ze względu na znaczenie analizy biologicznej, technologie mikroprzepływowych i biomedycznych systemów mikroelektromechanicznych (BioMEMS)^1,2 są wykorzystywane do opracowywania i badania urządzeń do oczyszczania i zbierania mikromateriałów^2,3,4. Wychwytywanie cząstek jest klasyfikowane jako aktywne lub pasywne. Aktywne pułapki zostały użyte dla zewnętrznych sił dielektrycznych⁵, magnetophoretic⁶, auditory⁷, visual⁸, lub ther....

Protocol

1. Projektowanie platformy mikroprzepływowej do koncentracji cząstek

1. Zaprojektuj pneumatyczną platformę mikroprzepływową składającą się z jednego zaworu pneumatycznego do przepływu płynu w sieci przepływu 3D i trzech zaworów pneumatycznych do obsługi zaworu sitowego (Vs), płynu (Vf) i zaworu cząstek (Vp) (Rysunek 1).
   UWAGA: Vs blokuje skoncentrowane cząstki z cieczy, a Vf i Vp umożliwiają uwolnienie płynu i cząstek po stężeniu. Trzy porty pneumatyczne dostarczają sprężone powietrze z warstwy zasilającej płyn/pneumatykę (normalnie otwartą) i wylotu światła zaworu pneumatycznego w celu uruchomienia zaworu.....

Results

Rysunek 8 pokazuje natężenie przepływu płynu dla czterostopniowej pracy na platformie, jak wspomniano w Tabeli 2. Pierwszym etapem jest stan obciążenia (stan). Platforma została zasilona płynem przy otwartych wszystkich zaworach, a płyn roboczy (Qf) i cząstki (Qp) są prawie identyczne, ponieważ sieć kanałów mikroprzepływowych wykazuje symetrię strukturalną. W drugim etapie (stan b) sprężone powietrze było transportowane do Vs w celu zablokowania cząstek, a gdy membrana Vs od.......

Discussion

Platforma ta zapewnia prosty sposób oczyszczania i zagęszczania cząstek o różnych rozmiarach. Cząstki są gromadzone i uwalniane przez pneumatyczne sterowanie zaworami i nie obserwuje się zatykania, ponieważ nie ma struktury pasywnej. Za pomocą tego urządzenia prezentowane jest stężenie cząstek o trzech rozmiarach. Jednak ciśnienie robocze, czas potrzebny do koncentracji i szybkość mogą się różnić w zależności od wymiarów urządzenia, wielkości cząstek, powiększenia i ciśnienia przy Vs 18,20,21.

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Nakłucie 1,5 mm	Samodzielna produkcja	Samodzielna obróbka	To nakłucie zostało wykonane na prośbę producenta form w oparciu o Miltex® Dziurkacz do biopsji z tłokiem (15110-15) produkt.
4-calowy wafel krzemowy / forma SU-8	4science	29-03573-01	4-calowy (100) wafel krzemowy typu P / forma SU-8
Cząstki usieciowane polistyrenu karboksylowego (24,9 i mu; m)	Spherotech	CPX-200-10	Skoncentrowana próbka kulek1
Przepływomierz	Sensirion	SLI-1000	Pomiar przepływu
Szybka kamera	Photron	FASTCAM Mini	Obserwacja stężenia
Płyta grzejna	Jako jedna	HI-1000	do utwardzania płynu PDMS
KOVAX-STRZYKAWKA 10 mL/strzykawka	Koreavaccine	22G-10ML	Napełnij kanał mikroprzepływowy wodą demineralizowaną bez pęcherzyków.
Laboratorium Conona Treater/Plazma atmosferyczna	Electro-Technic	BD-20AC	Klejenie chipów/plazma atmosferyczna Płynny
polidimetylosiloksan, PDMS	Dow Corning Inc.	Sylgard 184	Elementy mikroskopu chipowego
	Olympus	IX-81	Obserwacja stężenia
Rurki PEEK	SAINT-GOBAIN PPL CORP.	AAD04103	Wstrzyknij lub zbierz cząstki
polistyrenu (4,16 i mu; m)	Spherotech	PP-40-10	Skoncentrowana próbka kulek3
Cząstki polistyrenu (8,49 μ m)	Spherotech	PP-100-10	Skoncentrowana próbka kulek2
Regulator ciśnienia/μ flucon	AMED	μ flucon	Kontrola ciśnienia powietrza
Powlekarka wirowa	iNexus	ACE-200	rozprowadza płyn PDMS na formie SU-8