Name: Chips microfluídicos controlados com Arrays microválvula elastoméricos (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2007-10-01T00:00:00.000+00:00
Duration: 18 min 11 s
Description: Aprenda a fabricar arrays de microválvulas de PDMS para microfluídica controlada, permitindo mistura precisa de volumes subnanolitros. Este método automatiza experimentos de alta vazão em biologia celular.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Este trabalho foi financiado pelo Instituto Nacional de Imagem Biomédica e Bioengenharia conceder # EB003307 e pela National Science Foundation Prémio Carreira para AF

Projeto de dispositivos microfluídicos usando CorelDraw ou o software AutoCAD Princípio da PDMS microválvulas dispositivos baseados: Os dispositivos consistem em três camadas: uma camada fluídica contendo microchambers de vários tamanhos, uma &quot;camada de controle&quot;, contendo os microcanais necessário accionar o caminho fluídico com microválvulas, e um meio de membranas PDMS fina que é obrigado para a camada de controle. Em repouso, devido ao cumprimento e hidrofobicidade de PDMS, os selos de membrana (reversível) contra sua sede, portanto, as câmaras permanecem isolados uns dos outros, sem entrada de energia. Válvulas pode ser aberto através da aplicação de pressão negativa (por exemplo, o vácuo casa), de modo a membrana PDMS desvia para baixo e se separa da superfície que suporta a parede entre duas câmaras fluídico, ligando assim o caminho fluídico. Fechamento da válvula pode ser conseguido mediante a substituição do ajuste de pressão de vácuo à pressão atmosférica. Fluídico camada e padrões de camada de controle foram projetados usando CorelDraw ou software AutoCAD. Máscaras contendo estes projetos foram impressas em alta resolução (8.000 a 20.000 dpi) em filmes de transparência por meio de serviços comerciais (CAD / Art serviços, Bandon, OR) (máscaras não mostrados). Fabricação de mestres de silício usando fotolitografia SU-8 padrão <ol><li> Padrão SU-8 métodos de fotolitografia foram usados ​​para criar SU-8 &quot;mestres&quot; (SU-8 2050, Microchem, Newton, MA) para a camada de microfluídica ea camada de controle de válvula em uma sala limpa (não mostrado neste vídeo). </li><li> Para facilitar a libertação, antes PDMS replicação do SU-8, mestres foram silanizadas por exposição a vapor de um fluorosilane ((tridecafluoro-1, 1,2,2,-tetrahydrooctyl)-1-triclorosilano (TFOCS)), em um dessecador jar (sem secagem pellets) ligado a uma fonte de vácuo. A câmara de secador deve ser localizado dentro de um devido Cobertura de vapores químicos à natureza corrosiva dos vapores TFOCS. </li><li> Coloque uma pequena porção de toalha de papel absorvente no interior da câmara exsicador. Adicionar uma gota de TFOCS para a toalha de papel e evacuar o ar da câmara. Aplicar vácuo durante 1 min e desligue. Fechar o vácuo e aguarde 30 min para a deposição. Mantenha os mestres em recipientes fechados para uso futuro. </li></ol> Moldagem réplica de PDMS com os mestres <ol><li> A camada fluídica ea camada de controle são feitos por moldagem réplica de PDMS de SU-8 mestres. </li><li> PDMS misturar completamente pré-polímero e cross-linker (10:01 em peso. Ratio), de bolha em um dessecador por 10-15 min até que as bolhas claras. </li><li> Corte o tubo de silicone em 1-2 pedaços cm de comprimento. Escolha o tamanho adequado do tubo de acordo com a aplicação. Usamos tubos 1,14 mm ID aqui para fácil conexão a 1 / 16 de polegada da tubagem mais tarde. </li><li> Use Duco Cimento ® para tubos de cola para as regiões de entrada do mestre SU-8 da camada de controle. Tenha cuidado para não usar cola demais, como o tubo de silicone é feita dos mesmos componentes como PDMS, eo tubo será encaixado no dispositivo micro PDMS, criando entradas de ar e fluídico tight / outlets. </li><li> Em nosso dispositivo, as regiões de entrada são projetados sobre as máscaras de ambos fluídico e as camadas de controle, mas as entradas tubo de silicone são moldados apenas em uma camada (por exemplo, a camada de controle) do dispositivo. Para criar entradas para a camada fluídica, que remover manualmente ou perfure a algumas seções da membrana que cobre as regiões de entrada. Portanto, após o alinhamento e montagem, todos os microcanais (aqueles que carregam o fluxo, bem como aqueles que controlam as válvulas) são acessíveis a partir do topo do dispositivo de modo que a superfície inferior é plana, permitindo que imagens do dispositivo em um palco microscópio convencional. </li><li> Com cuidado, despeje de-bolhas PDMS em ambos os mestres, ao redor da tubulação no controle mestre-camada. De-bolha novamente num exsicador. Depois de borbulhar é completa, colocado em 65 ° C para o forno&gt; 1 hora para a cura. </li><li> Remover curado PDMS coberto mestres do forno. </li><li> Corte dispositivos individuais com os mestres (cada mestre contém três dispositivos idênticos) e off casca. </li><li> Remover cola das regiões de entrada com uma agulha ou um par de fórceps. </li><li> Tome o controle da camada PDMS na sala limpa. </li></ol> Manufacturing fina membrana PDMS <ol><li> Como mostrado no princípio dispositivo, a camada do meio consiste em uma membrana de PDMS ~ 12 m de espessura. </li><li> Mix 10:01 wt. relação de pré-polímero PDMS / mistura agente de cura com hexano (3:1 em peso. ratio) em vortex. </li><li> Mover-se em uma sala limpa. (Um ambiente livre de poeira é fundamental para garantir que as membranas PDMS são livres de defeitos; partículas de pó pode resultar em membranas contendo furos e / ou incorrectamente ligado ao molde de réplicas.) </li><li> Coloque um silanizadas 3 wafer polegadas de diâmetro empara o vácuo de um mandril giratório Solitec. A bolacha tem que ser silanizadas (derivatizado com fluorosilane) antes de PDMS de giro para facilitar a liberação de PDMS de superfícies de silício. A tigela Teflon fora do chuck foi embrulhado com filme plástico para facilitar a limpeza. </li><li> Dispense 2-3 ml de PDMS / Hexano mistura para o wafer usando uma agulha de seringa de calibre 18 (para minimizar bolhas). </li><li> Definir os parâmetros de rotação. Giram a 7000 rpm por 30 segundos, resultando em um filme de PDMS de espessura ~ M 12. </li><li> Aqueça o wafer de 85 ° C por 4 min em uma chapa quente para curar o filme PDMS. </li></ol> Ligação de dispositivos multicamadas PDMS e montagem <ol><li> Coloque a camada de controle ea membrana PDMS em uma câmara de plasma de oxigênio. Ligue plasma por 30 segundos (pressão de oxigênio 30 psi, taxa de fluxo 05/03 SCFH, 550W). Traga a camada de controle em contato com a membrana PDMS imediatamente (dentro de 5 minutos) após a ativação de oxigênio. Parâmetros do sistema, tais como a pressão de oxigênio, taxa de fluxo, e poder de plasma e tempo de tratamento, são empiricamente configurado de acordo com diferentes aplicações. </li><li> Aguarde 5 min, e remover a camada de controle do wafer, juntamente com a membrana. </li><li> Remover membranas nas áreas entradas de modo que tanto o controle e camadas fluídicas são acessíveis a partir do topo através da tubulação. </li><li> Alinhar a camada de controle (com tubos de entradas) com a camada fluídica (planar), sob um estereoscópio. Porque PDMS selos em PDMS, sem vínculo permanente é necessária. </li></ol> Controlado por computador abertura e fechamento de microválvulas PDMS por vácuo ou pressão <ol><li> Após o alinhamento e montagem do dispositivo, insira 16/01 OD polegadas (1 / 32 polegadas ID) tubulação de Tygon para o 1,14 milímetros entradas de silicone ID e conectar as entradas para as fontes de pressão ou dos reservatórios de fluidos. </li><li> Para abrir e fechar válvulas, as pressões são controladas por uma linha de vácuo e uma linha de pressão de ar conectado através de dois reguladores de pressão para uma série de miniaturas de válvulas solenóide de três vias. </li><li> As válvulas solenóides são conectados a National Instruments hardware de aquisição de dados controlado via software Labview. </li><li> Operação do dispositivo e deflexão da membrana são visualizados com uma cor câmera CCD (SPOT RT, Instrumentos de Diagnóstico, Sterling Heights, MI). </li></ol> Paralelamente mistura de dois corantes de cores diferentes em diferentes volumes nanolitros definido Nós demonstrar o funcionamento de um misturador paralela que permite o armazenamento e mistura precisa sub-nanolitros volumes de soluções aquosas em vários índices de mistura: <ol><li> A camada fluídica contém duas matrizes de microchambers: Junto série A, o tamanho do microchambers diminui, a partir da esquerda, de 200 mM x 400 m para 200 mM x 40 mm; A 10 é uma câmara de 500 mm x 40 e M é usado apenas para conexão fluídica na matriz A; à direita da câmara A 10 é um conjunto de câmaras simetricamente aumentando em tamanhos. As câmaras em série B são projetados de tal forma que o volume adicionado de quaisquer duas câmaras adjacentes em diferentes linhas sempre igual. A 0, A e B 10r 0r 10, B são concebidos como respectivos controles para as soluções A e B sem se misturar. </li><li> A camada de controle tem dois de forma independente, controlado conjuntos de válvulas. Um conjunto de válvulas {V 1} é usado para conectar dois arrays de câmara com suas respectivas entradas, enquanto que um segundo conjunto de válvulas {2} V é usado para conectar cada par de câmaras nas duas matrizes. </li><li> Preencher o microchambers abrindo conjunto de válvula V {1} para permitir o fluxo de duas soluções de corante para matrizes A e B, respectivamente. Fluxo das soluções pode ser alcançado manualmente ou por vácuo puxando controlada com válvulas solenóides. Se bolhas de ar na forma microchambers, mais solução pode ser empurrado para remover as bolhas ou o dispositivo pode ser deixado por alguns minutos e bolhas vão desaparecer devido à permeabilidade ao ar de PDMS. </li><li> Fechar o conjunto da válvula V {1} para isolar cada câmara em ambos os arrays. </li><li> Conjunto de válvula aberta {2} V para permitir que fluidos mistura entre as câmaras adjacentes em diferentes arranjos. Mistura só leva ~ 1-2 min para completar para estes volumes. </li><li> Fechar {2} V para empurrar o líquido de volta para cada câmara fluídico e câmaras deformar volta à sua forma original. Uma vez que as duas matrizes fluídicos são projetados com câmaras de 11 tamanhos diferentes, 11 diferentes relações de mistura são produzidos em uma única etapa de mistura. </li></ol> Um sistema integrado microfluídicos para perfusão controlada por computador de culturas de células microfluídicos Demonstramos um sistema microfluídicos que é capaz de a perfusão automatizada de múltiplas soluções para uma única câmara de cultura de células. Oentradas são controladas por microválvulas, que pode ser ativado em qualquer seqüência de entradas individuais, várias combinações, ou todos de uma vez. O dispositivo é capaz de produzir gradientes ou misturas das várias soluções. Este dispositivo também é composto por três camadas: uma camada fluídica, uma camada de controle, e um meio de membranas PDMS fina. Alternativa etapas de fabricação para este dispositivo: <ol><li> As portas de entrada para os canais fluídicos e canais de controle são &quot;perfurados&quot;, usando de 1,2 mm de diâmetro Harris Micro-Punch (Ted Pella, Inc.). A tubulação é conectado às entradas usando blunted 18 agulhas que são inseridas no para o PDMS através da camada de controle. Isto permite uma embalagem mais densa de entradas do que o tubo de silicone. A conformidade do PDMS fornece uma perfeita vedação em torno do agulhas para efetivamente entregar fluido ou pressão pneumática. </li><li> Conforme descrito anteriormente, a ligação da membrana PDMS fina para a camada de controle é realizado utilizando a exposição ao plasma de oxigênio. </li><li> A camada fluídica é preparado por moldagem réplica com PDMS pré-polímero e cross-linker na proporção de 5:1 e parcialmente curar por 25 minutos a 60 ° C em um forno de convecção. Neste ponto, a camada parcialmente curado fluídico ainda é brega, mas pode ser removido do mestre. </li><li> A camada fluídica é manualmente alinhado com o controle pré-montados e camadas de membrana utilizando um estereoscópio. O dispositivo montado é então colocado numa placa de aquecimento durante 5 minutos a 80 º C. Em seguida, as linhas de controle de válvula são conectados ao controlador automatizado e as válvulas são acionadas até a membrana separa da camada fluídica em todas as sedes de válvulas através da aplicação de vácuo. Depois de &quot;desmontar&quot; as válvulas, o controlador de computador está definido para o ciclo de válvulas e fora enquanto o dispositivo é ainda mais curado sobre a placa de aquecimento a 80 º C durante pelo menos 1 hora. </li></ol> As características de nosso sistema integrado microfluídicos: O dispositivo é capaz de perfusão automatizado de 16 soluções diferentes para uma câmara de cultura de células usando um esquema de válvulas multiplexados. O projeto do canal garante que a resistência de todas as entradas é equilibrado. Nosso projeto microválvula isola soluções e controles de lavagem por meio de canais integrada para a remoção rápida de líquido, o que limita a contaminação cruzada. Um misturador herringbone integrado pode ser ativado para produzir misturas de entradas diferentes. Além disso, existem quatro canais de resistência variável que pode ser ativado para alterar a taxa de fluxo.

<ol><li>Li, N., Hsu, C. H., Folch, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Parallel+mixing+of+photolithographically-defined+nanoliter+volumes+using+elastomeric+microvalve+arrays%5BTitle%5D)+AND+%22Electrophoresis%22%5BJournal%5D)">Parallel mixing of photolithographically-defined nanoliter volumes using elastomeric microvalve arrays.</a> Electrophoresis. 26 (19), 3858-3864 (2005).</li>
<li>Thorsen, T., Maerkl, S. J., Quake, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microfluidic+large-scale+integration%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Microfluidic large-scale integration.</a> Science. 298 (5593), 580-584 (2002).</li>
</ol>

Principais vantagens de nosso projeto microválvula: <ol><li> Nenhuma fonte de energia extra é necessário para fechar o caminho fluídico, portanto, o dispositivo de carga é altamente portátil e </li><li> O dispositivo pode ser construído por réplicas de PDMS photolithographically com estampas SU-8 moldes, permitindo microfabricating profundas (até 1 mm) canais com paredes laterais verticais (ou seja, a altura de os recursos podem ser especificados independentemente de sua largura) e resultando em muito características precisas. </li></ol...

<table><tbody><tr><td>Placas de silício limpas</td><td>Suprimentos</td><td>Silicon Sense Inc.</td><td>3P0110TEST</td><td>Diâmetro de 3 polegadas, P/Boro</td></tr><tr><td>&quot;Placas-mestre&quot; contendo padrões de SU-8</td><td>Suprimentos</td><td></td><td></td><td>Fabricadas internamente utilizando procedimentos padrão de fotolitografia</td></tr><tr><td>Dessecadores (2)</td><td>Equipamento</td><td>VWR international</td><td>24987-048</td><td>Um para silanização, outro para remoção de bolhas do PDMS.</td></tr><tr><td>Balança</td><td>Equipamento</td><td>OHAUS Corp.</td><td>SC6010</td><td></td></tr><tr><td>Forno</td><td>Equipamento</td><td>Sheldon Manufacturing, Inc.</td><td>1330GM</td><td></td></tr><tr><td>MiniVortexer</td><td>Equipamento</td><td>VWR international</td><td>58816-121</td><td></td></tr><tr><td>Centrífuga de revestimento</td><td>Equipamento</td><td>Headway Research Inc.</td><td>PWM32</td><td></td></tr><tr><td>Gravador a plasma</td><td>Equipamento</td><td>Plasmatic Systems, Inc.</td><td>Plasma Preen II-973</td><td></td></tr><tr><td>Placa aquecedora</td><td>Equipamento</td><td>Torre Pines Scientific</td><td>HP30A</td><td></td></tr><tr><td>Stereoescopo</td><td>Microscópio</td><td>Nikon Instruments</td><td>TMZ1500</td><td></td></tr><tr><td>Câmera CCD</td><td>Equipamento</td><td>Diagnostic Instruments</td><td>SPOT RT</td><td></td></tr><tr><td>Válvulas solenoides</td><td>Equipamento</td><td>Lee Company</td><td>LHDA0511111H</td><td></td></tr><tr><td>Placa de aquisição de dados</td><td>Hardware</td><td>National Instruments</td><td>PCI 6025E, CB-50LP</td><td></td></tr><tr><td>LabView</td><td>Software</td><td>National Instruments</td><td>Versão 8.0</td><td></td></tr><tr><td>Tridecafluoro-1,1,2,2,-tetrahydrooctyl)-1-triclorosilano</td><td>Reagente</td><td>United Chemical Technologies</td><td>T2492</td><td>A silanização deve ser realizada em capela de exaustão química.</td></tr><tr><td>Prepolímero de PDMS e agente de reticulação</td><td>Reagente</td><td>Dow Corning</td><td>Sylgard 184</td><td></td></tr><tr><td>Hexano</td><td>Reagente</td><td>EMD Millipore</td><td>HX0295-6</td><td></td></tr><tr><td>Cores alimentícias</td><td>Reagente</td><td>Spectrum Chemical Mfg. Corp.</td><td>FD&amp;amp;C 110, 135, 150</td><td>Azul #1, Amarelo #5, Vermelho #3.</td></tr><tr><td>Pipetas descartáveis de transferência de 3 ml</td><td>Suprimentos</td><td>Fisher Scientific</td><td>13-711-20</td><td></td></tr><tr><td>Lenços descartáveis (Kimwipes)</td><td>Suprimentos</td><td>Kimberly-Clark Corporation</td><td>34155</td><td></td></tr><tr><td>Placas de pesagem</td><td>Suprimentos</td><td>VWR international</td><td>12577-027</td><td></td></tr><tr><td>Depressor lingual</td><td>Suprimentos</td><td>Fisher Scientific</td><td>11-700-555</td><td></td></tr><tr><td>Placas P100</td><td>Suprimentos</td><td>Fisher Scientific</td><td>08-772E</td><td></td></tr><tr><td>Tubo de silicone (diâmetro interno (I.D.) de 1,14 mm)</td><td>Suprimentos</td><td>Cole-Parmer</td><td>07625-30</td><td></td></tr><tr><td>Tubo Tygon (O.D. 1/16 pol.; I.D. 1/32 pol.)</td><td>Suprimentos</td><td>Cole-Parmer</td><td>06418-02</td><td></td></tr><tr><td>Cimento Duco</td><td>Suprimentos</td><td>Devcon Inc.</td><td>6245</td><td></td></tr><tr><td>Lâmina de barbear</td><td>Ferramentas</td><td>VWR international</td><td>55411-050</td><td></td></tr><tr><td>Agulhas</td><td>Ferramentas</td><td>Fisher Scientific</td><td>0053482 (25 Gauge)</td><td></td></tr><tr><td>Pinça #5</td><td>Ferramentas</td><td>Fine Science Tools</td><td>11251-20</td><td></td></tr><tr><td>Tubo cônico de centrífuga de 50 ml</td><td>Suprimentos</td><td>Fisher Scientific</td><td>05-526B</td><td></td></tr><tr><td>Filme de vedação</td><td>Suprimentos</td><td>AEP Industries Inc.</td><td>0153877</td><td></td></tr><tr><td>Tubos microcônicos de 1,5 ml</td><td>Suprimentos</td><td>Fisher Scientific</td><td>05-406-16</td><td></td></tr><tr><td>Tubos cónicos de centrífuga de 15 ml</td><td>Suprimentos</td><td>BD Biosciences</td><td>352097</td><td></td></tr><tr><td>Luvas roxas de nitrila sem pó</td><td>Suprimentos </td><td>VWR international</td><td>40101-348</td><td></td></tr><tr><td>Punção de biópsia Harris de 1,2 mm</td><td>Ferramentas</td><td>Ted Pella, Inc.</td><td>15074</td><td></td></tr></tbody></table>

chips microfluídicos controlados com arrays microválvula elastoméricos

Microfluidic Chips Controlled with Elastomeric Microvalve Arrays

Miniaturizados sistemas microfluídicos fornecer soluções simples e eficazes de baixo custo point-of-care diagnóstico e de alto rendimento ensaios biomédicos. Controle de fluxo robusto e preciso volumes fluídico dois requisitos, essenciais para essas aplicações. Nós desenvolvemos chips microfluídicos com elastomérico PDMS (polidimetilsiloxano) matrizes microválvula que: 1) não necessitam de fonte de energia extra para fechar o caminho fluídico, portanto, o dispositivo de carga é altamente portátil e 2) permitir microfabricating profundas (até 1 mm) canais com paredes laterais verticais e resultando em características muito precisas. O PDMS microválvulas dispositivos baseados composto por três camadas: uma camada fluídica contendo caminhos fluídico e microchambers de vários tamanhos, uma camada de controle contendo os microcanais necessário accionar o caminho fluídico com microválvulas, e um meio de membranas PDMS fino que é vinculado ao controle camada. Camada fluídica e camadas de controle são feitos por moldagem réplica de PDMS de SU-8 mestres fotorresiste, ea membrana PDMS fino é feito girando PDMS em alturas especificadas. A camada de controle é ligada à membrana fina PDMS após a ativação de oxigênio de ambos, e, em seguida, montados com a camada fluídica. O microválvulas são fechados em repouso e pode ser aberto através da aplicação de pressão negativa (por exemplo, o vácuo casa). Microválvula fechamento e abertura são automatizados através de válvulas solenóides controlados por software de computador. Aqui, demonstramos dois microválvula baseado em chips microfluídicos para duas aplicações diferentes. O primeiro chip permite armazenar e mistura precisa sub-nanolitros volumes de soluções aquosas em vários índices de mistura. O segundo chip permite controlado por computador perfusão de culturas de células microfluídicos. Os dispositivos são fáceis de fabricar e simples de controlar. Devido à biocompatibilidade do PDMS, estes microchips poderia ter amplas aplicações na miniaturizados ensaios de diagnóstico, bem como estudos de biologia básica da célula.

Demonstramos protocolos para a fabricação e automação elastomérico polidimetilsiloxano (PDMS) com base em matrizes de microválvula que não precisam de energia extra para fechar e apresentam photolithographically definido volumes precisos. Um misturador subnanoliter volume paralelo e um sistema de perfusão integrado microfluídicos são apresentados.

Chips microfluídicos controlados com Arrays microválvula elastoméricos

Sistemas microfluídicos miniaturizados fornecem soluções simples e eficazes para diagnósticos point-of-care de baixo custo e ensaios biomédicos de alto rendimento.

A microfluídica oferece aos biólogos celulares a tecnologia para realizar experimentos de alto rendimento nos quais é necessária uma manipulação precisa de fluidos. Olá, sou Nin Chen Lee do Laboratório Folk do Departamento de Bioengenharia da Universidade de Washington. Hoje vou mostrar como fabricar ponteiras microfluídicas controladas por um arranjo de válvulas microfluídicas de PDMS.O dispositivo é composto por três camadas. A primeira camada é a camada fluidica, que contém microcâmaras de diferentes tamanhos, e a segunda camada é a camada de controle, que possui canais entre as duas camadas. Existe uma membrana fina de PMS devido à hidrofobicidade e conformidade do PMS.A membrana forma um selo em torno de sua semente, isolando as câmaras de fluido umas das outras. Se aplicarmos vácuo através dos canais de controle, a membrana de PDMS pode então se deformar e conectar as câmaras de fluido previamente isoladas. Hoje vou mostrar a vocês um misturador paralelo que permite misturar volumes subnanolitros de soluções aquosas em diferentes proporções de mistura.E então, a próxima etapa clara do nosso laboratório vai mostrar a vocês um sistema microfluídico integrado que permite perfundir múltiplas soluções em culturas celulares. Vamos começar. Aqui eu mostro a vocês um molde com características de canal do SUH na parte superior de uma pastilha de silício.O molde foi fabricado a partir de procedimentos fotográficos padrão da SUH a partir desses moldes. Podemos produzir réplicas de PDMS repetidamente. Para facilitar a liberação do PDMS dos moldes, precisamos primeiro silanizar o molde.Nós normalmente realizamos a moldagem mestre usando alimentos F porque estamos trabalhando com a Ilha Florence; primeiro coloco a pastilha no ator e adiciono as gotas da floresta, depois fecho a câmara do skat de mesa, ligo o vácuo, mantenho o vácuo por 1, 2, 3 minutos e então desligo o vácuo. Deixo evaporar por meia hora e depois retiro a gota da onda. Antes da réplica MOD PDMS, precisamos primeiramente pré-misturar o pré-polímero PDMS e os agentes de cura na proporção de 10 para 1.Então, eu peso um pré-polímero de 31 gramas e, em seguida, peso os agentes de cura, totalizando 3,1 gramas, e os misturo completamente por cinco minutos. O produto final apresenta-se assim. Depois disso, coloco em aquecimento sob densidade para desgaseificar o PS por cinco a dez minutos, até que fique transparente.Enquanto aguardo a remoção das bolhas do PMS, posso colar tubos de silicone na região da camada de controle. Escolhemos o tubo de silicone porque é composto do mesmo material do PMS, de modo que posteriormente poderá ser incorporado ao dispositivo, criando um selo hermético e resistente a fluidos. Agora, adiciono um pouco de cola D cement na extremidade do pequeno pedaço de tubo de silicone e o pressiono sobre a área de entrada do molde-mestre.Portanto, para que as tubulações não fiquem muito longe dos amperes, essas tubulações de silicone precisam ser muito planas quando você as corta, e você não deve colocar muito adesivo na parte superior. Explique exatamente como você está pressionando o adesivo. Vamos ver. Regiões são criadas em ambos os lados do vento e retire a tampa.Agora o PS foi desenvolvido. Vou despejar o PS sobre o molde mestre. Tenha cuidado para puxar os PGAs ao redor dos tubos.Agora estou despejando sobre o outro molde, que possui características de camada fluida. Após despejar o PS nos moldes, eles precisam ser desaerados novamente no eliminador de poeira por cinco a dez minutos. Após a remoção das bolhas, curamos o PMS em estufa a 65 a 70 graus por um período de uma hora a 24 horas.Ok, ótimo. Após duas horas, o PMS foi curado. Agora cortamos o dispositivo PMS do molde SU e o período para a camada de controle.No modo com tubos, removemos a cola das regiões de entrada. Nos nossos dispositivos, as regiões de entrada são criadas em ambas as camadas — três camadas e camadas de controle —, mas inserimos o tubo de silicone em apenas uma camada.Por exemplo, aqui apenas na camada de controle. Para criar acesso à camada de fluido, podemos perfurar a membrana sob os tubos de silicone para criar uma abertura. Assim, podemos acessar todos esses dispositivos a partir da parte superior, o que facilita a realização de microscopia com estereomicroscópio e com o microscópio invertido tradicional.Agora estamos entrando na sala C. Para preparar as membranas CTM S, vou mostrar a vocês como centrifugar a membrana PDFs utilizando o spinner Headway. Antes de colocar a pastilha na parte superior do suporte para pastilhas, cubro a esfera com uma película plástica e coloco uma toalha de papel embaixo, para facilitar a limpeza de qualquer bagunça posteriormente.Portanto, se já foi finalizado, assim como fizemos com os masters anteriormente, após a limpeza no vácuo, eu aplico cerca de dois mililitros do PMS taxi sobre a pastilha de silício, pois desejamos obter uma membrana com espessura de 11 a 12 mícrons. A pastilha será centrifugada a 7.000 RTM durante 20 segundos, iniciando agora. Eu diria algo como: aqui vocês podem ver a pastilha girando. Vamos centrifugá-la pelo tempo necessário. Após a centrifugação, colocamos a pastilha na placa aquecedora a 85 graus por quatro minutos. Agora a membrana de PDMS já foi curada.Em seguida, oxidamos a membrana P DM S e a camada de controle em um forno de plasma. Ajustamos a potência de platina em 75% e utilizamos a pressão de oxigênio ox de 30 PSI e fluxo de cinco. Esses parâmetros podem sempre ser ajustados de acordo com diferentes aplicações.Ligue a tina, ligue o plasma por 30 segundos. Agora coloque a camada de controle sobre a membrana. Após alguns minutos de contato, a camada de controle estará ligada à membrana.Após alguns minutos, remova a camada de controle com a membrana. Ok, agora estamos prontos para alinhar a camada de controle à totalmente transparente. Como não estamos mais na sala limpa, usamos a ponta de fita adesiva para remover a poeira da totalmente transparente.Também precisamos remover a membrana da área de entrada das camadas de controle. Isso serve para permitir o acesso à camada de fluido subjacente. Portanto, coloque a camada de controle com a membrana voltada para cima em relação à camada de fluido.Observe todas as câmaras de fluido e as válvulas. Certifique-se de que todas estão alinhadas da esquerda para a direita. Se não estiverem alinhadas, você pode remover a camada de controle e refazê-la.Aqui você pode ver que a camada de fluido e a camada de controle estão alinhadas. Agora, inserirei alguns tubos mais finos nessas entradas para conectá-las às fontes de fluido e às fontes de pressão. Em seguida, conectarei as válvulas à fonte de pressão e as entradas de fluido à fonte de fluido.Aqui temos dois corantes diferentes, um azul e um amarelo, para abrir e fechar as microválvulas de PDMS. Utilizamos válvulas solenoides conectadas a uma fonte de vácuo e pressão de ar, e as válvulas são controladas por um software de visão luminosa. Agora estou abrindo o conjunto de válvulas número um.Podemos ver as membranas de PDMS se deformando e as válvulas abertas. Agora estou fechando o primeiro conjunto de válvulas, fechando e abrindo o segundo conjunto, abrindo e fechando. Agora todas as microválvulas estão funcionando.Vou preencher as câmaras microfluídicas com dois dados diferentes. Abrirei o conjunto de válvulas número um e também usarei um vácuo para puxar os dois dados para dentro das câmaras. Após as câmaras serem preenchidas com os dados, fecho o conjunto de válvulas número um para isolar cada câmara e, em seguida, ligo o conjunto de válvulas.Número dois, misturar os pares nas duas matrizes. A abertura da válvula e a mistura geralmente levam de um a dois minutos. Já que projetamos câmaras em 10 tamanhos diferentes.Portanto, temos uma razão de mistura de 11 proporções diferentes. Após a conclusão da mistura, fecho a válvula e você pode ver cada câmara individualmente. Há diferentes razões de mistura.A cor mudou de azul para verde e depois para amarelo. Uma vez fabricados, esses dispositivos podem potencialmente ser utilizados em ensaios biomédicos, como triagem de fármacos ou estudos de biologia celular, como quimiotaxia ou resposta celular a diferentes concentrações de produtos químicos e fatores de crescimento ou medicamentos. Sou Chris Sip e vou demonstrar um dispositivo que é um sistema de perfusão microfluídico integrado e que é muito semelhante ao dispositivo visto anteriormente na fabricação.A única e principal diferença é que, em vez de termos câmaras separadas por uma válvula que se misturam por difusão, temos múltiplas entradas que convergem e são controladas por válvulas, num esquema de valvulamento multiplex. E o que vou demonstrar é a ativação seletiva das válvulas, que controlará diferentes entradas ligadas ou desligadas. Além disso, mostrarei o funcionamento de um canal de mistura integrado e o direcionamento de gradientes.Na parte superior da tela, você vê 16 entradas que convergem e pelo qual o fluxo virá de cima para baixo através desse canal vertical e entrará na rede de bifurcação, que é a câmara de cultura celular. Agora estamos observando as entradas alternando para um corante de cor azul, que está fluindo, e é possível ver o perfil de fluxo laminar enquanto ele atravessa a câmara. Agora estamos combinando azul e amarelo e, em seguida, podemos alternar para criar a combinação oposta.Podemos direcionar nosso gradiente para o lado direito. Podemos criar outros tipos de gradientes. Agora, isso está mostrando a comutação rápida das válvulas, permitindo alternar rapidamente entre diferentes soluções.Agora estamos alimentando soluções azul e amarela por meio deste homogeneizador e a solução sai verde na câmara; também podemos alternar qualquer número de entradas diferentes. Neste caso, estamos introduzindo uma entrada vermelha, que está substituindo toda a solução verde. Hoje, apenas mostrei como fabricar dispositivos baseados em válvulas microestruturadas e demonstrei a mistura de dois corantes em cores diferentes e em várias proporções, com volumes inferiores a um litro, de forma nítida.Chris do nosso laboratório também demonstrou um sistema microfluídico integrado para a perfusão de diferentes soluções. Obrigado por assistir e boa sorte com o seu próprio experimento.

microfluidic-chips-controlled-with-elastomeric-microvalve-arrays

Research

JoVE Journal

Biology

Biologia

Neste artigo, apresentamos um método baseado em microfluídicos para o confinamento de partículas com base no fluxo hidrodinâmico. Demonstramos prendendo partículas estáveis ​​em um ponto de estagnação de fluidos utilizando um mecanismo de controle feedback, permitindo assim confinamento e micromanipulação de partículas arbitrário em um microdispositivo integrado.

A Armadilha hidrodinâmica microfluídicos baseados em partículas individuais

Neste trabalho, explicar a fabricação ea utilização de um misturador microfluídico capaz de mistura de duas soluções em ~ 8 mS. Nós também demonstrar a utilização destes misturadores com detecção de fluorescência utilizando espectroscopia de UV e de transferência de energia de ressonância de fluorescência (FRET).

Misturadores microfluídicos para Estudar o dobramento de proteínas

Neste artigo apresentamos um chip microfluídico para análise única célula. Ele permite a quantificação de proteínas intracelulares, enzimas, co-factores, e os segundos mensageiros, por meio de ensaios fluorescentes ou imunoensaios.

Um chip microfluídico para a Versátil Análise Química de células individuais

Neste artigo, descrevemos diferentes técnicas para plataformas de prototipagem rápida microfluídica. As técnicas propostas são baseadas em epóxis sensíveis ao ultravioleta (UV) e de cura por temperatura, tubos à base de polidimetilsiloxano (PDMS), colagem de fios e filmes adesivos anisotrópicos. Os procedimentos de montagem apresentados são desenvolvidos tanto para dispositivos de uso único quanto para sistemas microfluídicos reutilizáveis.

Métodos de embalagem de prototipagem microfluídica rápida e de baixo custo de alto rendimento

Aqui, descrevemos a fabricação e operação de um sistema microfluídico de camada dupla feito de polidimetilsiloxano (PDMS). Demonstramos o potencial deste dispositivo para aprisionamento, direcionando a via de coordenação de um material molecular cristalino e controlando reações químicas em estruturas presas no chip.

Gaiolas pneumáticas microfluídicos: uma nova abordagem para In-chip de cristal Trapping, Manipulação e controlada Tratamento Químico

Dispositivos microfabricados integrados com componentes fluídicos fornecem uma plataforma in vitro para estudos celulares que imitam o microambiente in vivo. Desenvolvemos chips microfluídicos à base de polimetilmetacrilato para estudar as respostas celulares sob estímulos de estresse químico/elétrico/de cisalhamento únicos ou coexistentes.

Projetando microfluídicos para Estudar respostas celulares Sob único ou coexistindo Chemical / Elétrica / tensão de cisalhamento Estímulos

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.

Multi-passo fotolitografia Variável Altura para Valved multicamada microfluídicos Devices

Aqui, apresentamos um protocolo que descreve a fabricação do stretchable, dual channel, dispositivos de cultura de célula órgão microplaqueta microfluidic para recapitulando a funcionalidade de nível de órgão em vitro.

Fabricação escalável de Stretchable, Dual Channel, órgão Microfluidic Chips

Apresentamos um sistema microfluido para estudos de alto rendimento em máquinas de vida complexas, que consiste em 1500 unidades culturais, uma matriz de bombas peristálticas aprimoradas e um módulo de mistura no local. O chip microfluido permite a análise das condições microambientais altamente complexas e dinâmicas in vivo.

Geração de Condições Ambientais Dinâmicas usando um dispositivo microfluido de alto rendimento

Aqui, fornecemos um chip microfluido e um sistema microfluido de circulação de circulação automaticamente controlado e altamente eficiente que recapitula o microambiente inicial da neovascularização, permitindo que as células endoteliais (CE) sejam estimuladas pelo alto estresse da cisalhamento luminal, nível fisiológico de fluxo transendelial e distribuição de vários fatores de crescimento endotelial vascular (VEGF) simultaneamente.

Modelo microfluido para imitar evento inicial de neovascularização

A fabricação de um dispositivo de bicamada à base de polidimetilsiloxano (PDMS) para a produção de bibliotecas combinatórias em emulsões de água em óleo (plugs) é apresentada aqui. O hardware e o software necessários para automatizar a produção de plugues são detalhados no protocolo, e a produção de uma biblioteca quantitativa de plugues fluorescentes também é demonstrada.

Dispositivo microfluídico bicamada para produção de plugue combinatório

Aprenda a fabricar arrays de microválvulas de PDMS para microfluídica controlada, permitindo mistura precisa de volumes subnanolitros. Este método automatiza experimentos de alta vazão em biologia celular.

Chips microfluídicos controlados com Arrays microválvula elastoméricos

Explorar mais vídeos