हम विनिर्माण और elastomeric polydimethylsiloxane (PDMS) आधारित microvalve arrays कि कोई अतिरिक्त ऊर्जा की जरूरत के करीब है और photolithographically परिभाषित सटीक मात्रा सुविधा के लिए स्वचालित प्रोटोकॉल प्रदर्शित करता है. एक समानांतर subnanoliter मात्रा मिश्रक और एक एकीकृत microfluidic छिड़काव प्रणाली प्रस्तुत कर रहे हैं.
छोटी microfluidic सिस्टम कम कीमत बिंदु का ध्यान निदान और उच्च throughput बायोमेडिकल assays के लिए सरल और प्रभावी समाधान प्रदान करते हैं. मजबूत प्रवाह नियंत्रण और सटीक fluidic मात्रा अनुप्रयोगों के लिए इन दो महत्वपूर्ण आवश्यकताओं रहे हैं. हम microfluidic elastomeric polydimethylsiloxane (PDMS) microvalve सरणियों की विशेषता चिप्स विकसित किया है कि: 1) कोई अतिरिक्त ऊर्जा स्रोत की जरूरत fluidic पथ बंद है, इसलिए लोड डिवाइस उच्च पोर्टेबल है, और 2) गहरी चैनल (1 मिमी) microfabricating के लिए अनुमति खड़ी sidewalls के साथ और बहुत ही सटीक सुविधाओं में जिसके परिणामस्वरूप.
PDMS microvalves आधारित उपकरणों के तीन परतों से मिलकर एक fluidic परत युक्त विभिन्न आकार, एक नियंत्रण microvalves साथ fluidic पथ उकसाना आवश्यक microchannels युक्त परत, और एक मध्यम पतली PDMS झिल्ली है कि नियंत्रण करने के लिए बाध्य है fluidic पथ और microchambers: परत. Fluidic परत और नियंत्रण परतों PDMS की SU-8 photoresist स्वामी से प्रतिकृति मोल्डिंग द्वारा बनाई गई हैं, और पतली PDMS झिल्ली PDMS कताई द्वारा निर्दिष्ट ऊंचाई पर बना है. नियंत्रण परत ऑक्सीजन सक्रियण के बाद दोनों की पतली PDMS झिल्ली को बंधुआ है, और तो fluidic परत के साथ इकट्ठे. microvalves आराम में बंद हो जाती हैं और नकारात्मक दबाव (जैसे, घर निर्वात) लागू करने के द्वारा खोला जा सकता है है. Microvalve बंद और खोलने कंप्यूटर सॉफ्टवेयर द्वारा नियंत्रित solenoid वाल्व के माध्यम से स्वचालित रहे हैं.
यहाँ, हम दो अलग अलग अनुप्रयोगों के लिए दो microvalve आधारित चिप्स microfluidic प्रदर्शित करता है. पहली चिप भंडारण और मिश्रण विभिन्न मिश्रण अनुपात में जलीय समाधान के सटीक उप nanoliter मात्रा के लिए अनुमति देता है. दूसरा चिप कंप्यूटर नियंत्रित microfluidic सेल संस्कृतियों के छिड़काव के लिए अनुमति देता है.
उपकरणों को बनाना आसान है और सरल नियंत्रित करने के लिए कर रहे हैं. PDMS के biocompatibility के कारण, इन माइक्रोचिप्स छोटी निदान के रूप में के रूप में अच्छी तरह assays बुनियादी कोशिका जीव विज्ञान के अध्ययन में एक व्यापक आवेदन कर सकते हैं.
हमारे microvalve डिजाइन के मुख्य लाभ:
इस काम बायोमेडिकल इमेजिंग और बायोइन्जिनियरिंग अनुदान # EB003307 के राष्ट्रीय संस्थान द्वारा और राष्ट्रीय विज्ञान फाउंडेशन कैरियर वायुसेना पुरस्कार द्वारा समर्थित किया गया था
Material Name | Type | Company | Catalogue Number | Comment |
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Clean silicon wafers | Supplies | Silicon Sense Inc. | 3P0110TEST | 3-inch diameter, P/Boron |
“Master” wafers containing SU-8 patterns | Supplies | Fabricated in house using standard photolithography procedures | ||
Desiccators (2) | Equipment | VWR | 24987-048 | One for silanization, one for PDMS de-bubbling. |
Balance | Equipment | OHAUS Corp. | SC6010 | |
Oven | Equipment | Sheldon Mfg. Inc. | 1330GM | |
MiniVortexer | Equipment | VWR | 58816-121 | |
Spinner | Equipment | Headway Research Inc. | PWM32 | |
Plasma etcher | Equipment | Plasmatic Systems Inc. | Plasma Preen II-973 | |
Hot Plate | Equipment | Torre Pines Scientific | HP30A | |
Stereoscope | Microscope | Nikon | TMZ1500 | |
CCD camera | Equipment | Diagnostic Instruments | SPOT RT | |
Solenoid valves | Equipment | Lee Company | LHDA0511111H | |
Data acquisition board | Hardware | National Instruments | PCI 6025E, CB-50LP | |
LabView | Software | National Instruments | Version 8.0 | |
Tridecafluoro-1,1,2,2,-tetrahydrooctyl)-1-trichlorosilane | Reagent | United Chemical Technologies | T2492 | Silanization must be done in a chemical fume hood. |
PDMS prepolymer and crosslinker | Reagent | Dow-Corning | Sylgard 184 | |
Hexane | Reagent | EMD | HX0295-6 | |
Color Dyes | Reagent | Spectrum Chemical Mfg. Corp. | FD&C 110, 135, 150 | Blue #1, Yellow #5, Red #3. |
3 ml disposable transfer pipets | Supplies | Fisher Scientific | 13-711-20 | |
Kimwipes | Supplies | Kimberly-Clark | 34155 | |
Weighing boats | Supplies | VWR | 12577-027 | |
Tongue depressor | Supplies | Fisher Scientific | 11-700-555 | |
P100 dishes | Supplies | Fisher Scientific | 08-772E | |
Silicone tubing (1.14 mm inner diameter (I.D.)) | Supplies | Cole-Palmer Instrument Co. | 07625-30 | |
Tygon tubing (O.D. 1/16 in; I.D. 1/32 in) | Supplies | Cole-Palmer Instrument Co. | 06418-02 | |
Duco Cement | Supplies | Devcon | 6245 | |
Razor blade | Tools | VWR | 55411-050 | |
Needles | Tools | Fisher Scientific | 0053482 (25 Gauge) | |
#5 Forceps | Tools | Fine Science Tools | 11251-20 | |
50 ml centrifuge tube | Supplies | Fisher Scientific | 05-526B | |
Seal wrap film | Supplies | AEP Industries Inc. | 0153877 | |
1.5 ml microcentrifuge tubes | Supplies | Fisher Scientific | 05-406-16 | |
15 ml centrifuge tubes | Supplies | BD Falcon | 352097 | |
Purple nitrile power-free gloves | Supplies | VWR | 40101-348 | |
1.2 mm Harris biopsy punch | Tools | Ted Pella, Inc. | 15074 |