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

O objetivo geral deste procedimento é apresentar diferentes opções para plataformas de prototipagem rápida microfluídica. Isso é feito primeiro fabricando um interconector removível usando o PDMS. O segundo passo é prender os microtubos no interconector ou diretamente no chip microfluídico.

Em seguida, os chips microfluídicos são montados e conectados a uma interface elétrica. Em última análise, o fluido flui através do interconector e entra no chip microfluídico em velocidades diferentes. Para avaliar a resistência do interconector PDMS, tive a ideia desse método ao projetar um chip microfluídico de alta entrada e saída elétrica e precisava de um interconector facilmente removível para testar diferentes padrões de propagação do campo elétrico do canal ENC com um grande número de eletrodos do canal ENC.

Para começar, prepare o PDMS misturando o PDMS e o agente de cura na proporção de 10 para um e, em seguida, desgaseifique a mistura colocando-a sob baixo vácuo por 60 minutos. Em seguida, pré-aqueça e a temperatura do forno a 80 graus Celsius e espere que a temperatura se estabilize enquanto o forno aquece. Limpe a superfície do chip microfluídico onde o interconector PDMS será colocado usando etanol.

Deixe secar em uma área livre de poeira. Transfira o prato de PDMS para o forno pré-aquecido e deixe o PDMS polimerizar levemente a 80 graus Celsius por 12 a 15 minutos, coloque o chip microfluídico ao qual será feita a conexão no forno com a camada PDMS para que fique na mesma temperatura após 15 minutos. Remova o PDMS e o chip microfluídico do forno de cura.

Em seguida, use uma lâmina de barbear para cortar um pedaço de PDMS de cinco por cinco milímetros. Em seguida, faça dois furos de dois milímetros na camada PDMS. Remova o PDMS das placas de Petri e coloque-o sobre o chip microfluídico.

Tome cuidado para alinhar com precisão os orifícios e, em seguida, pressione suavemente o PDMS no lugar. Com o interconector no lugar, apare tubos de Teflon de dois milímetros de diâmetro com diâmetro interno de 100 mícrons, usando uma nova lâmina para que a borda do microtubo fique cortada perpendicularmente ao seu comprimento. A tubulação deve ser longa o suficiente para ser conectada a uma bomba de seringa sem aplicar qualquer tensão no interconector.

Usando um micro posicionador, insira os tubos através da camada de interconexão do PDMS, se necessário, adicione epóxi entre o tubo e o PDMS para melhor aderência. Em seguida, conecte a outra extremidade dos tubos ao sistema de injeção de líquido. Como alternativa ao interconector baseado em PDMS, o epóxi pode ser usado para fixar permanentemente os microtubos no lugar.

Para fazer isso, use o micro posicionador para colocar cuidadosamente o microtubo no orifício de acesso do chip microfluídico. Em seguida, aplique um epóxi curável por UV ou padrão ao redor dos orifícios de acesso e cure-o de acordo com as especificações do fabricante. Para começar a soldar conectores elétricos de vários pinos de montagem em superfície em uma placa de circuito impresso.

Em seguida, inspecione as almofadas elétricas do chip microfluídico e limpe qualquer contaminação da superfície expondo ao oxigênio do plasma por cerca de 10 minutos com mais ou menos tempo, dependendo da quantidade necessária de limpeza. Se nenhuma contaminação da superfície for encontrada, basta limpar as almofadas com etanol. Em seguida, use uma lâmina afiada para cortar a fita condutora em pequenos pedaços de dois milímetros por um milímetro, de modo que tenham as mesmas dimensões dos chips microfluídicos.

Almofadas elétricas. Em seguida, use uma pinça limpa para colocar a fita condutora na placa de circuito impresso sobre as almofadas elétricas. Alinhe o chip microfluídico com o interconector já instalado acima da placa de circuito impresso.

Usando uma máquina de alinhamento, coloque uma camada de isolamento, como papel, na placa de circuito impresso para evitar curtos-circuitos e, em seguida, prenda o suporte de metal usando parafusos e porcas com a montagem concluída. Comece a testar as configurações individuais fluindo água deionizada através da bomba de seringa. Aumente a velocidade da bomba lentamente até que o sistema comece a vazar, momento em que a pressão máxima foi atingida.

Após o experimento, remova as porcas dos parafusos da máquina e os suportes de metal. Em seguida, separe suavemente o chip microfluídico e a placa de circuito impresso. Por fim, use etanol para remover o adesivo de fita condutora das almofadas elétricas na placa de circuito impresso e no chip microfluídico antes da remontagem.

Três técnicas diferentes de fixação de tubos interconectores são comparadas na tabela mostrada aqui. O interconector PDMS é sugerido para uso com aplicações de baixa pressão quando o projeto microfluídico deve ser descoberto e requer prototipagem rápida. O epóxi padrão e UV fornece uma forte interconexão e pode ser usado para aplicações de baixa e alta pressão, mas cria uma vedação permanente com o dispositivo, que pode ser indesejada.

Os interconectores PDMS são mostrados aqui em comparação com algumas das configurações de interconectores mais comuns. O interconector PDMS de um milímetro de espessura pode suportar três vezes a pressão do interconector de 0,45 milímetro de espessura. Isso se refere a cinco vezes a taxa de fluxo para o interconector de um milímetro de espessura em comparação com o interconector de 0,45 milímetro Uma vez dominada, essa técnica pode ser concluída em 10 a 20 minutos se for feita corretamente.