Multi-passo fotolitografia Variável Altura para Valved multicamada microfluídicos Devices

Kara Brower; Adam K. White; Polly M. Fordyce

doi:10.3791/55276

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Artigo de método

Multi-passo fotolitografia Variável Altura para Valved multicamada microfluídicos Devices

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DOI:

10.3791/55276

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27 de janeiro de 2017

Kara Brower^*¹^,²^,⁴ , Adam K. White^*¹^,² , Polly M. Fordyce¹^,²^,³^,⁴

¹Department of Bioengineering, Stanford University, ²Microfluidic Foundry, Stanford University, ³Department of Genetics, Stanford University, ⁴Chem-H Institute, Stanford University

^* These authors contributed equally

Neste artigo

Resumo

Dispositivos microfluídicos multicamadas geralmente envolvem a fabricação de moldes mestres com geometrias complexas para funcionalidade. Este artigo apresenta um protocolo completo para fotolitografia em várias etapas com válvulas e recursos de altura variável ajustáveis a qualquer aplicação. Como demonstração, fabricamos um gerador de gotículas microfluídicas capaz de produzir esferas de hidrogel.

Resumo

Os sistemas microfluídicos permitiram novas abordagens poderosas para análises bioquímicas e biológicas de alto rendimento. No entanto, permanece uma barreira à entrada de não especialistas que se beneficiariam muito com a capacidade de desenvolver seus próprios dispositivos microfluídicos para abordar questões de pesquisa. Particularmente ausente tem sido a disseminação aberta de protocolos relacionados à fotolitografia, um passo fundamental no desenvolvimento de um molde de réplica para a fabricação de dispositivos de polidimetilsiloxano (PDMS). Embora a fabricação de mestres de silício de altura única tenha sido explorada extensivamente na literatura, as etapas de fabricação para recursos de fotolitografia mais complicados necessários para muitas funcionalidades interessantes do dispositivo (como arredondamento de recursos para fazer estruturas de válvulas, padrões de molde único de várias alturas ou definição de alta proporção) muitas vezes não são explicitamente descritas.

Aqui, fornecemos um protocolo completo para a fabricação de dispositivos microfluídicos multicamadas com válvulas e geometrias complexas de várias alturas, ajustáveis para qualquer aplicação. Esses procedimentos de fabricação são apresentados no contexto de um sintetizador de esferas de hidrogel microfluídico e demonstram a produção de gotículas contendo polietilenoglicol (diacrilato de PEG) e um fotoiniciador que pode ser polimerizado em esferas sólidas. Este protocolo e a discussão que o acompanha fornecem uma base de princípios de design e métodos de fabricação que permitem o desenvolvimento de uma ampla variedade de dispositivos microfluídicos. Os detalhes incluídos aqui devem permitir que não especialistas projetem e fabriquem novos dispositivos, trazendo assim uma série de tecnologias desenvolvidas recentemente para suas aplicações mais interessantes em laboratórios biológicos.

Introdução

Durante os últimos 15 anos, como um campo de microfluidos sofreu um crescimento rápido, com uma explosão de novas tecnologias que permitem a manipulação de fluidos em escala micrométrica ^1. Sistemas microfluidicos são atraentes para as plataformas funcionalidade laboratório molhado, porque os pequenos volumes tem o potencial para realizar o aumento da velocidade e a sensibilidade ao mesmo tempo, aumentar dramaticamente o rendimento e reduzindo o custo por aproveitar as economias de escala de ^{^2,} ^3. Sistemas microfluídicos multicamadas fizeram impactos particularmente significativo....