$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Нанофлюидики является развивающейся областью исследований , ЗЯ , TAS (Micro Всего Analysis Systems) для изучения биологических процессов или явлений переноса ионов и молекул в масштабе длины 10 1 - 10 2 нм. С появлением нанофлюидика инструментов , таких как наноканалах, процессы переноса молекул и ионов можно контролировать с беспрецедентной точностью и манипулировать ими, в случае необходимости, за счет использования возможностей, которые доступны только в этом масштабе длины для разделения и обнаружения. 1,2 Один из эти характерные черты наноразмерные является высокое отношение поверхности к объемного заряда (или номер Духин) в наноканалах , что может привести к дисбалансу заряда и инициировать поляризацию концентрации ионов (ICP) между наноканалом и микроканалов. 3
Общая платформа устройства для изучения нанофлюидика явлений состоит из системы двух микроканалов , соединенных массивом наноканалах в качестве перехода. 4-6 Материал выбора для создания такого устройства нанофлюидика является кремний из - за его высокой жесткости , что предотвращает канал от разрушения во время связывания процессов. 7 Тем не менее, изготовление устройства кремния требует дорогостоящих масок и значительное количество обработки в чистых помещениях объекта. 8- 10 из - за удобства изготовления устройства посредством формования и плазменной сварки, полидиметилсилоксана (PDMS) широко принят в качестве строительного материала для микрофлюидики и было бы идеальным материалом для нанофлюидики , а также. Тем не менее, модуль упругости его низкой Юнга вокруг 360-870 КПа, делает канал PDMS легко разборные во время плазменной сварки. Минимальный коэффициент формы наноканале (отношение ширины к глубине) должна быть меньше, чем 10: 1, что означает, что изготовление устройств PDMS через стандартные фотолитографии будет чрезвычайно сложной задачей, если глубина наноканальных должна быть ниже 100 нм, требующих ширины канала меньше, чем текущий предел photolithграфия около 1 мкм. Чтобы преодолеть это ограничение, были попытки создать наноканалов в PDMS с использованием не-lithographical методы , такие как растяжение , чтобы инициировать трещины со средней глубиной 78 нм 11 или для образования морщин после плазменной обработки. 12 схлопывании канал PDMS с механическим давлением позволило высота наноканальных по цене от 60 нм. 13
Даже если эти весьма изобретательные не-литографических методов позволили построить наноканалов ниже 100 нм в глубину, размерная управляемость при изготовлении наноканалом до сих пор представляет собой препятствие для широкого признания PDMS в качестве строительного материала для нанофлюидика устройств. Другой важной проблемой из наноканалах, будь то в кремнии или PDMS, является функционализации поверхности в случае, если есть необходимость изменить поверхностный заряд на стенке канала для манипулирования ионов или молекул. После сборки устройства через связи, что наноканалах чрезвычайно труднотянутся к поверхности функционализации из-за ограниченной диффузией транспорта. Для создания наноразмерных канал с высокой размерной точностью и легкому функционализации поверхности, метод самосборки коллоидных частиц , индуцируемых испарением 14-16 в микрофлюидальных устройств может быть одним из многообещающих подходов. К тому же контролируемости размеров пор и поверхностной собственности, есть даже возможность настройки размера поры при использовании на месте коллоидные частицы , покрытые полиэлектролитов путем регулирования температуры, 17 рН, 18,19 и ионной силы раствора . 18 Из них преимущества, метод самосборки коллоидных частиц уже нашли применение для электрохроматографии, 20 биосенсоров, концентрация 21 белков 22 и разделения белков и ДНК в микрофлюидики. 14,23 в этом исследовании мы развернули этот метод самосборки , чтобы построить электрокинетическая концентрирование устройство вPDMS , которая требует нанофлюидика соединение между двумя микроканалов. 24 Основным механизмом за электрокинетического концентрации основана на концентрации ионов поляризации (ICP). 25 Подробное описание изготовления и сборки ступеней входит в следующий протокол.