Artigo de método

Fabricação de dispositivos de refração-índice-combinada para microfluídica biomédica

DOI:

10.3791/58296

⸱

10 de setembro de 2018

 ,  , 
1Department of Chemical Engineering, University of Utah, 2Huntsman Cancer Institute, University of Utah

Neste artigo

Resumo

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Este protocolo descreve a fabricação de dispositivos microfluídicos de MY133-V2000 eliminar artefatos que surgem frequentemente em microcanais devido os índices de refracção incompatível entre estruturas microchannel e uma solução aquosa. Este protocolo utiliza um suporte de acrílico para comprimir o dispositivo encapsulado, melhorando a adesão tanto quimicamente e mecanicamente.

Resumo

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O uso de dispositivos microfluídicos tem emergido como um instrumento decisivo para aplicações biomédicas. Quando combinado com técnicas de microscopia modernas, estes dispositivos podem ser implementados como parte de uma plataforma robusta e capaz de fazer medições complementares simultâneas. O principal desafio criado pela combinação destas duas técnicas é a incompatibilidade no índice de refração entre os materiais tradicionalmente usados para fazer dispositivos microfluídicos e as soluções aquosas, normalmente usadas em biomedicina. Essa incompatibilidade pode criar artefatos ópticos perto das bordas do canal ou dispositivo. Uma solução é reduzir o índice de refração do material usado para fabricar o dispositivo usando um polímero fluorado, tais como MY133-V2000 cujo índice de refração é semelhante da água (n = 1,33). Aqui, a construção de um dispositivo microfluidic feito de MY133-V2000 usando técnicas de litografia macia é demonstrada, usando plasma de O2 em conjunto com um suporte de acrílico para aumentar a adesão entre o dispositivo MY133-V2000 fabricado e o substrato de polidimetilsiloxano (PDMS). O dispositivo é então testado incubando-lo preenchido com meio de cultura celular para 24 h demonstrar a capacidade do dispositivo para manter as condições de cultura celular no decurso de uma típica experiência de imagem. Finalmente, microscopia de fase quantitativa (QPM) é usada para medir a distribuição de massa no interior das células aderentes ao vivo no microchannel. Desta forma, a maior precisão, habilitado por fabricar o dispositivo a partir de um polímero de baixo índice de refração como MY133-V2000 substituem materiais tradicionais litografia macia como PDMS, é demonstrado. Globalmente, esta abordagem para fabricar dispositivos microfluídicos pode ser facilmente integrada os fluxos de trabalho existentes litografia macia para reduzir artefatos ópticos e aumentar a precisão de medição.

Introdução

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O desenvolvimento da tecnologia microfluidic permitiu uma ampla gama de novas técnicas biomédicas que aproveitam a única física da escala microscópica fluxos1,2. Isso inclui as técnicas de diagnósticos construídas em plataformas microfluidic que quantificam biomarcadores clinicamente relevantes, incluindo a célula rigidez3, marcadores de superfície4e crescimento5. Manipulando células únicas, dispositivos microfluídicos também podem ser usados para medir a heterogeneidade de biomarcador, por exemplo como indicador de malignidade

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Protocolo

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1. a fabricação do Polydimethylsiloxane negativo

  1. Preparação de polidimetilsiloxano
    1. Medida 18 g de elastômero de silicone PDMS e 1,8 g de reagente de cura. Despeje o reagente de curando em um barco de medição contendo o elastômero.
    2. Misture o elastômero e o reagente curando vigorosamente durante 1 minuto e coloque a mistura em uma câmara de vácuo por 30 min.
    3. Remover o PDMS do vácuo, deitar 15 g para o negativo, usando um cortador de biscoitos (raio = 3,8 cm) para impedir que o PDMS correndo do lado e cubra a restante mistura PDMS.
    4. Coloca o molde contendo o PDMS na câmara de vácuo por 10 min.
      5. <....

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Resultados

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Este protocolo descreve a fabricação de MY133-V2000, um polímero fluorado com um baixo índice de refração igual da água. Uma característica fundamental do presente protocolo é como superar a falta de adesão que é característico de polímeros fluorados usando plasma de oxigênio e por fabricar o dispositivo dentro de um suporte de acrílico para fornecer a força extra mecânica necessária para selar o canal contra o substrato PDMS (Figura 1). O baixo índice de ref.......

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Discussão

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MY133-V2000 pode ser usado como uma alternativa aos materiais de fabricação tradicional litografia macia como PDMS. Trabalhos anteriores mostraram que materiais com um alto índice de refração, como PDMS, introduzir artefatos significativos perto das paredes do canal devido as descasamento índices de refração entre o material de fabricação e a solução aquosa dentro do canal 13. MY133-V2000 permite combinar o índice de refração do dispositivo microfluidic às soluções aquosas, comumente usado em apli.......

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Divulgações

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Os autores não têm nada para divulgar.

Agradecimentos

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Este trabalho foi apoiado pela Universidade de Utah, escritório do Vice-Presidente de pesquisa, bem como pelos fundos em conjunto com conceder P30 CA042014 atribuído ao Instituto de câncer Huntsman e o programa de CRR no Instituto de câncer Huntsman.

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Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo
NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
MY133-V2000MY PolymersMY133-V2000
Sylgard 184Ellsworth Adhesives184 SIL ELAST KIT 0.5KG
Lâminas de microscópio Fisher Premium FisherScientific12-544-4.118
"(3.0mm) x 12" x 12" Folha de AcrílicoUnited States Plastic Corp44290.060
"(1.5mm) x 12" x 12" Folha AcrílicaUnited States Plastic Corp44200
SCIGRIP 3 Cimento Acrílico de Secagem Muito RápidaUnited States Plastic Corp45735
Folha de Alumínio Padrão (.6 mm de espessura)VWR89107-726
Kim WipesFisher Scientific06-666
Insta-Cure+ Super ColaBob Smith IndustriesBSI-109
1/8" Tubulação de PVCMcMaster Carr5231K55
McCormick Corante AlimentarAlvo13353207
X-Acto # 1 Faca de PrecisãoX-ActoX3201
X-Acto # 18 Lâmina de cinzelamento de madeira pesadaX-ActoX218
VWR Lâminas de BarbearVWR55411-055
Placas de Cultura de Células Tratadas de SuperfícieFisher ScientificFBO12922
Fibronectina Plasma HumanoSigma-AldritchF0895-1MG
Tripsina-EDTA 10xFisher Scientific15-400-054
Corning Dulbecco's Phosphate Buffered SalineFisher ScientificMT21030CM
Gibco Penicilina-EstreptomicinaFisher Scientific15-140-148
Aminoácidos Não Essenciais HyClone 100xFisher ScientificSH3023801
Soro Fetal BovinoOmega ScientificFB-12
Corning DMEM com L-glutamina e glicoseFisher ScientificMT10013CV
Tricloro(1H,1H,2H,2H-perfluorooctil)silanoSigma-Aldritch448931Reage violentamente com água
Etanol, 200 provas Decon LabsFisher Scientific04-355-223
AcetonaFisher ScientificA18P-4
Bel-Art 42025 Dessecador de PlásticoCole-ParmerEW-06514-30
Epilog Fusion Laser Cutter, 120 WEpilog LaserEpilog Fusion M2 32 Laser
Isotemp Placa de AgitaçãoFisher ScientificSP88850200
Ateco 14111 Cortador de aço inoxidável de 1,5 polegadaPyrex Ateco14111
FisherScientific08-747B
Limpador de Plasma de RadiofrequênciaHarrick PlasmaPDC-32GUsado com gás oxigênio
Black Hole Laboratories DigivacBlack HoleLaboratories Modelo 215
Intelli-Ray Forno UltravioletaUvitronUVO338
Revestidor de Rotação CompactoMTI CorporationVTC-100A
Fisher Brand Isotemp FornoFisher Scientific15-103-0510Convecção de Ar
Forçado Gilson Pipeta de Deslocamento Positivo P1000Fisher ScientificFD10006G
HeraCell VIOS 160iFisher Scientific13 998 212PM
Prato de Cultura de Células de Vidro

Referências

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  1. Zare, R. N., Kim, S. Microfluidic platforms for single-cell analysis. Annual Review Biomedical Engineering. 12, 187-201 (2010).
  2. Neuzi, P., Giselbrecht, S., Lange, K., Huang, T. J., Manz, A. Revisiting lab-on-a-chip technology for drug discovery. Nature Reviews Drug Discovery. 11 (8), 620-632 (2012).
  3. Xu, W., et al.

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