Method Article

Пневматическая микрофлюидная платформа для концентрации микрочастиц

DOI:

10.3791/63301

⸱

February 1st, 2022

 ,  , 
1Department of Digital Anti-Aging Health Care, Inje University, 2Micro device Lab Co., Ltd, 3Department of Biomedical Engineering, Inje University

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Настоящий протокол описывает пневматическую микрофлюидную платформу, которая может быть использована для эффективной концентрации микрочастиц.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

В настоящей статье представлен способ изготовления и эксплуатации пневматического клапана для регулирования концентрации частиц с использованием микрофлюидной платформы. Эта платформа имеет трехмерную (3D) сеть с изогнутыми каналами жидкости и тремя пневматическими клапанами, которые создают сети, каналы и пространства посредством дуплексной репликации с полидиметилсилоксаном (PDMS). Устройство работает на основе переходного отклика потока жидкости, контролируемого пневматическим клапаном, в следующем порядке: (1) загрузка образца, (2) блокировка образца, (3) концентрация пробы и (4) выпуск образца. Частицы блокируются тонкой деформацией диафрагменного слоя пластины ситового клапана (Vs) и накапливаются в изогнутом микрофлюидном канале. Рабочая жидкость сбрасывается срабатыванием двух клапанов включения/выключения. В результате операции все частицы различного увеличения были успешно перехвачены и отсоединены. При применении этой технологии рабочее давление, время, необходимое для концентрации, и скорость концентрации могут варьироваться в зависимости от размеров устройства и увеличения размера частиц.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

В связи с важностью биологического анализа, технологии микрофлюидных и биомедицинских микроэлектромеханических систем (БиоМЭМС) 1,2 используются для разработки и изучения устройств для очистки и сбора микроматериалов 2,3,4. Захват частиц классифицируется как активный или пассивный. Активные ловушки использовались для внешних диэлектрических5, магнитофоретических6, слуховых7, визуальных8 или тепловых9....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. Проектирование микрофлюидной платформы для концентрации частиц

  1. Спроектируйте пневматическую микрофлюидную платформу, состоящую из одного пневматического клапана для потока жидкости в 3D-проточной сети и трех пневматических клапанов для работы сита (Vs), жидкости (Vf) и частиц (Vp) (рисунок 1).
    ПРИМЕЧАНИЕ: Vs блокирует частицы концентрата из жидкости, а Vf и Vp допускают высвобождение жидкости и частиц после концентрации. Три пневматических порта обеспечивают подачу сжатого воздуха из подающего слоя жидкости/пневматики (обычно открытого) и светового выхода пневматического клапана для приведения в действие к....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

На рисунке 8 показан расход жидкости для четырехступенчатой платформы, как указано в таблице 2. Первым этапом является состояние загрузки (состояние). Платформа снабжалась жидкостью со всеми открытыми клапанами, а рабочая жидкость (Qf) и частицы (Qp) практически идентичны, так как сеть микрофлюидных каналов демонстрирует структурную симметрию. На втором этапе (b состояние) сжатый воздух транспортировался в Vs для блокирования частиц, и по мере деформации диафрагмы Vs путь по.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Эта платформа обеспечивает простой способ очистки и концентрирования частиц различных размеров. Частицы накапливаются и высвобождаются через пневматическое управление клапаном, и никакого засорения не наблюдается, потому что нет пассивной структуры. С помощью этого прибора представлена концентрация частиц трех размеров. Однако рабочее давление, время, необходимое для концентрации, и скорость могут варьироваться в зависимости от размеров устройства, увеличения размера частиц и давления при Vs 18,20,21.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

У авторов нет конфликта интересов для раскрытия.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Эта работа была поддержана грантом Национального исследовательского фонда Кореи (NRF), финансируемым правительством Кореи (Министерство науки и ИКТ). (Нет. НРФ-2021R1A2C1011380).

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Прокол 1,5 ммСамопроизводствоСамопроизводство Этотпрокол был сделан по запросу производителя пресс-форм на базе Miltex® Биопсийный пунш с плунжером (15110-15) продукт.
4-дюймовая силиконовая пластина/форма SU-84science29-03573-014-дюймовая (100) силиконовая пластина Ptype/форма SU-8
карбоксил-полистирольная сшитая частица (24,9 μ m)SpherotechCPX-200-10Образец концентрированных шариков1
РасходомерSensirionSLI-1000Измерение расхода
Высокоскоростная камераPhotronFASTCAM MiniНаблюдение за концентрацией
Горячая пластинаКак однаHI-1000для отверждения жидкости PDMS
KOVAX-ШПРИЦ 10 мл/ШприцКорейская вакцина22G-10MLЗаполните микрофлюидный канал деминерализованной водой без пузырьков.
Лабораторный протравитель кононы/атмосферная плазмаЭлектротехникаBD-20ACСклеивание чипов/атмосферная плазма
Жидкий полидиметилсилоксан, PDMSDow Corning Inc.Sylgard 184Компоненты микроскопа
OlympusIX-81Наблюдение за концентрацией
ПЭЭК ТрубкиSAINT-GOBAIN PPL CORP.AAD04103Впрыскивание или сбор частиц
Частицы полистирола (4.16 μ m)SpherotechPP-40-10Образец концентрированных гранул3
Частицы полистирола (8,49 μ m)SpherotechPP-100-10Образец концентрированных гранул2
Регулятор давления/μ fluconAMEDμ fluconКонтроль давления воздуха
Отверженная установкаiNexusACE-200для нанесения жидкого PDMS на пресс-форму SU-8
нагревательная пластина

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Whitesides, G. M. The origins and the future of microfluidics. Nature. 442 (7107), 368-373 (2006).
  2. Desitter, I., et al. A new device for rapid isolation by size and characterization of rare circulating tumor cells. Anticancer Research. 31 (2....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Microfluidic PlatformPneumatic ValveParticle ConcentrationPDMS MicrochannelsPneumatic MicrofluidicsMicrobead Flow ControlSample LoadingDiaphragm ValveFlow Rate MeasurementMicrofluidic Device Fabrication

Related Articles