Chips microfluídicos controlados com Arrays microválvula elastoméricos

A Microfluídica oferece aos biólogos celulares a tecnologia para fazer experimentos de alto rendimento onde é necessário um manuseio preciso de fluidos. Olá, sou Nin Chen Lee, do Folk Lab do Departamento de Bioengenharia da Universidade de Washington. Hoje vou mostrar como fazer pontas microfluídicas controladas pelo PDMS Micro valve array.

O dispositivo consiste em três camadas. A primeira camada é a camada fluídica que contém microcâmaras em tamanhos diferentes, e a segunda camada é a camada de controle que contém canais entre as duas camadas. Existe uma fina membrana de TPM devido à hidrofobicidade e complacência da TPM.

A membrana sela contra sua semente, portanto, isole as câmaras de fluido umas das outras. Se aplicarmos vácuos através dos canais de controle, a membrana PDMS pode desviar e ligar as câmaras de fluido previamente isoladas. Hoje vou mostrar a vocês um misturador paralelo que permite misturar volumes de sub nanolitros de soluções aqui em diferentes proporções de mistura.

E então um passo nítido do nosso laboratório mostrará um sistema microfluídico integrado que permite profundir várias soluções em culturas de células. Vamos começar. Aqui eu mostro a você um mestre com características de pulso de A SUH em cima de um wafer de silício.

O mestre foi fabricado a partir de procedimentos de fotografia SUH padrão desses mestres. Podemos fazer réplicas do PDMS repetidamente. Para facilitar a liberação do PDMS dos mestres, precisamos primeiro dimensionar o mestre.

Normalmente usamos alimentos F porque estamos trabalhando com a Ilha de Florença, primeiro coloco o wafer no ator e coloco as gotículas da floresta e depois fecho a câmara de skate da mesa, ligo o aspirador, deixo o vácuo por 1, 2, 3 minutos e depois fecho o vácuo. Deixe evaporar por meia hora e depois pegue a gota da onda. Antes da réplica do MOD PDMS, precisamos primeiro pré-misturar o pré-polímero PDMS e os agentes de cura na proporção de 10 para um.

Então eu peso um pré-polímero de 31 gramas e depois peso os agentes de cura por 3,1 gramas e os misturo bem por cinco minutos. O produto acabado olhou para isso. Depois disso, coloco em um calor de densidade para debub o PS por cinco a 10 minutos até que fique claro.

Enquanto espero que o PMS se desfaça, posso colar tubos de silicone na região da camada de controle. Escolhemos tubos de silicone porque é o mesmo componente do PMS, para que mais tarde possa ser incorporado ao dispositivo e criar uma vedação hermética e fluida. Agora adiciono um pouco de cola de cimento D na ponta do pequeno pedaço de tubo de silicone e pressiono na área de entrada do mestre.

Então, para que os tubos não estejam muito longe dos amplificadores desses tubos de silicone precisam ser muito planos quando você corta e não coloca muita cola em cima, em cima dela, explique como você está pressionando a cola. Então vamos ver. As regiões são criadas na ventilação e na retirada da tampa.

Agora o PS foi desenvolvido. Vou derramar PS em cima do mestre. Tenha cuidado para puxar os PGAs ao redor dos tubos.

Agora estou derramando sobre o outro mestre que tem os recursos da camada fluida. Depois de derramar PS para os mestres, eles têm que ser debub novamente no kicker de poeira por cinco a 10 minutos. Depois de borbulhar, curamos a TPM no forno a 65 a 70 graus de uma hora a 24 horas.

Ok, ótimo. Depois de duas horas, a TPM foi curada. Agora cortamos o dispositivo PMS do mestre SU e do período para a camada de controle.

Com o modo de tubulações ativado, removemos a cola das áreas de entrada. Em nossos dispositivos. As regiões de entrada são criadas em três camadas e camadas de controle, mas apenas moderamos o tubo de silicone em 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 acesso. Então, podemos acessar todos esses dispositivos de cima para que seja mais fácil fazer microscopia de microfone em estereoscópio e no microscópio invertido tradicional.

Agora estamos indo para a sala C. Para preparar as membranas CTM S, vou mostrar como girar a membrana PDFs usando o girador de avanço. Antes de colocar o wafer no topo da verificação do wafer, cobri a bola com o gráfico de plástico e coloquei a toalha de papel embaixo para facilitar a limpeza da bagunça limpa depois.

Então, se foi finalizado, assim como fizemos com os mestres antes, depois de limpar no vácuo, dispenso cerca de dois mililitros do táxi PMS ao lado do wafer de silício porque queremos ter uma membrana de seis mícrons de 11 a 12 mícrons, o wafer será girado a 7.000 RTM por 20 segundos que começa E agora eu diria algo como, Então aqui você pode ver o wafer girando. Vamos girá-lo por, por quanto tempo Depois de girar, colocamos o fer na placa quente a 85 graus Por quatro minutos. Agora a membrana PDMS foi curada.

Em seguida, oxidamos a membrana P DM S e a camada de controle em um forno de plasma. Afetamos o poder da platina em 75% e usamos a pressão de oxigênio do boi de 30 PSI e a taxa de gripe de cinco. Esses parâmetros sempre podem ser ajustados de acordo com diferentes aplicações.

Ligue o dente, ligue o plasma por 30 segundos. Agora coloque a camada de controle em cima da membrana. Coloque-os em contato em alguns minutos, a camada de controle será colada à membrana.

Após alguns minutos, remova a camada de controle com a membrana. Ok, agora estamos prontos para alinhar a camada de controle com o totalmente claro. Como não estamos mais na sala limpa, usamos a ponta escocesa para remover a poeira do totalmente transparente.

Também precisamos remover a membrana da área de entrada das camadas de controle. Isso é para fazer o acesso à camada de fluido inferior. Portanto, coloque a camada de controle com a membrana no topo da camada de fluido.

Olhe em todas as câmaras de fluido da câmara e nas válvulas. Certifique-se de que todos estejam alinhados da esquerda para a direita. Se não estiver alinhado, você pode remover a camada de controle e refazê-la.

Aqui você pode ver que a camada fluida e a camada de controle estão alinhadas. Agora vou inserir alguns tubos mais finos nessas entradas para que ele se conecte às fontes de fluido e às fontes de pressão. Agora conecte as válvulas à fonte de pressão e conecte as entradas de fluido à fonte de fluido.

Aqui temos dois corantes diferentes, um azul e um amarelo para abrir e fechar as microválvulas PDMS. Usamos válvulas solenóides conectadas a uma fonte de vácuo e força de pressão de ar e as válvulas são controladas por software de visualização de luz. Agora estou abrindo o conjunto de válvulas número um.

Podemos ver as membranas PDMS desviarem e as válvulas estarem abertas. Agora estou fechando o primeiro primeiro conjunto de válvulas, feche e abra o segundo conjunto, abra e feche. Agora todas as microválvulas estão funcionando.

Vou encher as câmaras microfluídicas com dois dados diferentes. Vou abrir o conjunto de válvulas número um e também usar um vácuo para puxar os dois dados para dentro das câmaras. Depois que as câmaras estão cheias de dados, fecho o conjunto de válvulas número um para isolar cada câmara e, em seguida, ligo o conjunto de válvulas.

Número dois, para misturar os pares nas duas matrizes. A válvula aberta e a mistura de mistura geralmente levam cerca de um a dois minutos. Desde que projetamos tamanhos de câmara em 10 tamanhos diferentes.

Portanto, temos uma proporção de mistura de 11 proporções diferentes. Então, depois que a mistura terminar, fecho a válvula e você pode ver cada câmara individual. Existem diferentes proporções de mistura.

A cor mudou de azul para verde e para mais amarelo. Uma vez fabricados, esses dispositivos podem ser usados em ensaios biomédicos, como triagem de drogas ou estudos de biologia celular, como quimiotaxia ou resposta celular a diferentes concentrações de produtos químicos e fatores de crescimento ou drogas. Eu sou Chris Sip e vou demonstrar um dispositivo que é um sistema de perfusão microfluídica integrado e é muito semelhante ao dispositivo visto anteriormente na fabricação.

A única e principal diferença é que, em vez de ter câmaras separadas por uma válvula que se mistura por difusão, temos várias entradas que convergem e são controladas por válvulas, um esquema de válvulas multiplex. E o que vou demonstrar é o acionamento seletivo de válvulas, que controlarão diferentes entradas ligadas ou desligadas. Além disso, mostrarei a operação de um canal de mixagem integrado e o direcionamento de gradientes.

Na parte superior da tela, você vê 16 entradas que estão convergindo e o fluxo virá de cima para baixo através desse canal vertical e para essa rede de bifurcação, que é a câmara de cultura de células. Então, agora estamos vendo as entradas mudarem para um corante de cor azul, que está fluindo e você pode ver o perfil de fluxo laminar à medida que passa pela câmara. Agora estamos fazendo uma combinação de azul e amarelo e, em seguida, podemos mudar isso para criar a combinação oposta.

Podemos direcionar nosso gradiente para o lado direito. Podemos criar outros tipos de gradientes. Agora, isso está mostrando a rápida troca de válvulas para que possamos alternar rapidamente entre diferentes soluções.

Agora estamos alimentando azul e amarelo através deste homogeneizador e a solução sai verde na câmara e também podemos alternar qualquer número de entradas diferentes. Neste caso, estamos alimentando uma entrada vermelha, que está tomando o lugar de toda a solução verde. Hoje acabei de mostrar como fazer dispositivos baseados em válvulas com pés micro e demonstrei a mistura de corantes de duas cores em diferentes proporções como volumes sublitro nítidos.

Chris, do nosso laboratório, também demonstrou sistemas microfluídicos integrados para profusão de diferentes soluções. Obrigado por assistir e boa sorte com seu próprio experimento.