Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Bioengineering

Brug Adhesive mønstret Konstruér 3D Paper mikrofluidenheder

Published: April 1, 2016 doi: 10.3791/53805

Summary

Vi demonstrere brugen af ​​mønstrede aerosol lim til at konstruere 3D papir mikrofluidenheder. Denne metode til klæbende ansøgningsskemaer semi-permanente bindinger mellem lagene, der gør det muligt engangsartikler at være ikke-destruktivt skilles ad efter brug og til at lette folde komplekse ikke-plane strukturer.

Introduction

I de senere år har papir mikrofluidik høstet stor popularitet for dets potentiale til at yde billige point of care (POC) diagnostiske enheder. 1-3 POC enheder tilbyder funktionalitet svarer til dem i lab-baserede test i et format, der gør det muligt resultater at være opnås relativt hurtigt. POC enheder fremstillet af papir er billig, let og nem at bruge alternativer til dyre mikrofluide chips og miniaturiserede laboratorier, hvilket gør dem ideelle til brug i ressource-begrænsede indstillinger. De mest almindelige papir mikrofluidenheder er endimensionale laterale flow enheder, men plane tredimensionale (3D) papir mikrofluidenheder holde lover at give multiplexede diagnostiske enheder 4, der tager op en meget mindre fodaftryk end det ville være nødvendigt med en 2D-enhed 5 og tilsvarende bruge en mindre prøvevolumen.

Indledningsvis blev plane 3D papir mikrofluidenheder samles enkeltvis, lag-på-lag with mønstrede papirlag skiftende med laser-cut dobbeltsidede tape. Omhyggeligt flugtende huller skåret i båndet lag var fyldt med cellulose pulver for at sikre inter-lags væske transport. 4 En række alternative metoder blev efterfølgende udviklet, 6-9 hver forbedre forskellige aspekter af enhederne. Især ved undgår lim, udstyr kunne foldes via origami teknikker med lag holdes sammen af en ekstern klemme. 8. Dette eliminerer enhver potentiel klæbende interferens i en diagnostisk test og lader enheden være udfoldet efter brug, potentielt tillade endnu mindre stikprøve mængder ved at vise resultater internt. Alternativt ved hjælp af en aerosol klæbemiddel påført mellem hvert papir lag, ark udstyr kunne samles samtidigt, uden tidskrævende mønster og tilpasning af tape. 9

Men ved at anvende en aerosol klæbemiddel gennem en stencil, er det muligt at få gavn afbegge disse teknikker. Ved sprøjtning af klæbemidlet gennem en stencil, er kun en brøkdel af klæbemidlet påføres anordningen, minimeres enhver potentiel interferens med mellemlæg fluidoverførsel. Derudover, med omhyggelig stencil udvælgelse, et mønster af klæbemiddel kan påføres der resulterer i semi-permanent klæbende binding, der tillader enheder at blive foldet ud efter brug, mens det stadig giver tilstrækkelig mellemlag kontakt for at tillade fluid at blive opsuget mellem lag.

Endelig anvender aerosol klæbemidler gennem en stencil letter konstruktionen af ikke-plane 3D papir mikrofluidenheder, ved at minimere mængden af klæbemiddel påført til tilgrænsende flader, der kan kræve hyppig foldning og udfoldning under opførelsen. 10 Endvidere er anvendelsen af mønstret klæbemiddel muliggør indretningen at være foldet ud efter brug for mere praktisk opbevaring. forventes at blive anvendt til opgaver, som ellers ville være umuligt i en plan 3D devic ikke-plan 3D papir mikrofluidenhedere. Figur 1 viser den generelle proces flow anvendes til at konstruere både plane og ikke-plane 3D-enheder.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Planar 4-lags enhed (stablet lag) Konstruktion

  1. Print arrays af hvert lag af indretningen 9 på hvert stykke filterpapir under anvendelse af en solid ink printer. 11,12 sted hver filtrerpapir på en varmeplade ved 170 ° C i 2 min. Dette vil smelte voks blæk og lad det helt igennem tykkelsen af ​​papiret, der danner hydrofobe barrierer.
    BEMÆRK: De præcise design, der anvendes er tilgængelige som supplerende filer.
  2. Fjern filter papir fra kogeplade og lad det køle af til stuetemperatur.
  3. Depositum 4 pi af 5 mM farvestof (rød: Allura Red; gul: tartrazin; blå: erioglaucine dinatrium salt, grøn: 10: 1 blanding af tartrazin: erioglaucine dinatrium salt) i hver gren (én farve per filial) i lag 3 (tredje lag fra toppen af ​​den færdige enhed) under anvendelse af en mikropipette.
  4. Begynd med den nederste lag. Klemme filtrerpapiret mellem stencilen og en stiv bagside, såsom et stykke spejlglas ved anvendelse bindemiddel klipS eller en anden tilsvarende midlertidig metode. Sørg for, at stencil er fladt mod papiret. Dette vil minimere eventuelle spray skygger fra stencilen på papiret.
  5. Påfør lim (se listen over materialer og udstyr) med en cirka 1,33 sek (en fire-count ved 180 bpm) spray fra ca. 24 cm. 9,10 løbet af denne tid, flytte dåse lim på tværs af stencil på et medium tempo. Alt for langsom rejse på tværs af stencil vil forårsage lim til at samle sig på stencil selv, tilstopning det. En for hurtig rejse vil undlade at deponere tilstrækkelig adhæsiv på papiret. Fire passerer i løbet af denne tid (op-ned-op-ned) er tilstrækkelige til at forebygge spray skygger.
  6. Fjern stencil og placer det næste lag af enheden (nummererede lag er tilgængelige som supplerende filer) på toppen af ​​frisk sprøjtede lag, justere papirets kanter. Pres de to lag sammen.
  7. Erstat stencil og gentag sprøjteprocessen for hvert lag af indretningen. Fjern stack af enheder og sted emballage tape over det nederste lag. Dette forhindrer væske lækage fra enheden. Skær individuelle enheder fra arket med en saks, efter kanten af ​​den trykte region.

2. Planar 4-lags Device (Origami Foldet Lag) Konstruktion

  1. Printerark indeholder alle lag af indretningen på filterpapir under anvendelse af en solid ink printer. Placer filtrerpapir på en varmeplade ved 170 ° C i 2 min. Fjern filter papir fra kogeplade og lad det køle af til stuetemperatur.
    BEMÆRK: De præcise design, der anvendes er tilgængelige som supplerende filer.
  2. Depositum 4 pi af 5 mM farvestof (rød: Allura Red; gul: tartrazin; blå: erioglaucine dinatrium salt, grøn: 10: 1 blanding af tartrazin: erioglaucine dinatrium salt) i hver gren (én farve per filial) i lag 3 (tredje lag fra toppen af ​​den færdige enhed) via mikropipette.
  3. Klemme arket af apparater mellem stencilen og en stiv bagside, såsom et stykke spejlglasUnder anvendelse binderclips eller anden tilsvarende midlertidig metode. Sørg for, at stencil er fladt mod papiret.
  4. Påfør lim (se listen over materialer og udstyr) med en cirka 1,33 sek (en fire-count ved 180 bpm) spray fra ca. 24 cm. Fire passerer i løbet af denne tid (op-ned-op-ned) er tilstrækkelige til at forebygge spray skygger.
  5. Fjern stencil og drej lagen over. Erstat stencil og spray bagsiden af ​​papiret. Fjern arket af enheder og begynde at folde i en harmonika plissering, som afbildet i figur 1. Skær hver enhed ud fra ark med en saks, efter kanten af det trykte område. Placer pakning tape over det nederste lag.

3. ikke-plan (Origami) Device Byggeri

  1. Print anordning (figur 2A) på filterpapir under anvendelse af en solid ink printer og placere filtrerpapir på en varmeplade ved 170 ° C i 2 min. Fjern enheden fra kogeplade og lad den køle til stuetemperatur.
    NOTE:De nøjagtige design, der anvendes er tilgængelige som supplerende filer.
  2. Print foldemønster (figur 2C) på printerpapir anvendelse af en solid ink printer og skæres til størrelsen af filtrerpapiret. Placer foldemønster på en varmeplade ved 170 ° C i 2 min, for at smelte voks, forårsager mønster for at være synlig fra begge sider af papiret. Fjern krølle mønster fra kogeplade og lad det køle af til stuetemperatur.
  3. Juster kanterne på den krølle mønster til kanten af ​​papiret indeholder kanal mønstre og fastgøre to stykker papir ved brug bindemiddel klip, eller anden tilsvarende midlertidig metode.
  4. Trace den krølle mønster med en stump pen, anvender tilstrækkelig kraft, der mærker vises på arket enhed, men ikke så hårdt, at den krølle mønster papir river. Hvis det sker, risikerer enheden blive beskadiget. Precreasing får papiret til at folde meget lettere og giver mulighed for større nøjagtighed og præcision i foldning.
  5. Begynd at folde enhed med bjerg og dalfolder ifølge den krølle mønster. Når klæbemidlet er blevet påført, skal hele indretningen samles meget hurtigt, så folde indretningen som meget som muligt før klæbemiddel ansøgning er meget nyttigt.
  6. Når enheden er foldet, udfolde indretningen at eksponere dele af indretningen, der kræver klæbemiddel. Skåret ud masker (fig 2D), som begrænser hvor på klæbemiddel indretningen kan påføres under anvendelse af et barberblad.
  7. Spænd enheden mellem stencil og maske og en stiv opbakning, såsom et stykke spejlglas. Sørg for, at stencil er fladt mod enheden. Påfør lim (se liste materialer og udstyr) med en cirka 1,33 sek (en fire-count ved 180 bpm) spray fra ca. 24 cm. Fire passerer i løbet af denne tid (op-ned-op-ned) er tilstrækkelige til at forebygge spray skygger. Fjern stencil og drej lagen over. Udskift stencil og maske og spray bagsiden af ​​papiret.
  8. Fjern omgående enhed fra stencil og begynde at foldeenhed. Når enheden er helt foldet, for tryk klæbemiddel indeholdende del, indtil limen er tørret.
    BEMÆRK: Tørretiden af ​​klæbemidlet er meget følsom over for omgivende fugtighed, så på steder med lav luftfugtighed, folde i en fugtighed kontrolleret kammer giver mere tid til at folde indretningen.

4. Porøsitetstætner Test for 4-lags Devices

  1. Tilfældigt vælge 20 enheder, der tidligere er samlet ifølge den ovennævnte protokoller. Placer enheder i en placering afskærmet fra enhver vind eller brise til at minimere fordampning. Deposit 40 pi vand ved indløbet til hver enhed. Registrere den tid, det tager for hver enhed at have alle sine forretninger helt fyldt med farvestof.

5. Origami fugtspredende Sammenligning

  1. Construct to origami påfugle - en ifølge ovenstående protokol (afsnit 3), og den anden uden anvendelse af en stencil under limpåføring.
  2. Sæt den ene ende af en lille paper bly (ca. 5 mm brede med 5 cm lange) ind i kroppen af ​​hver påfugl.
  3. Placer begge påfugle i et kammer holdt ved en høj relativ fugtighed (> 90%) for at minimere fordampning. Placer hvert ben og bly på hver påfugl i en beholder fyldt med 5 mM farvestof (rød: Allura Rød, gul: tartrazin, blå: erioglaucine dinatrium salt). Optag wicking proces med et digitalt kamera.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Enheden test 4-lags blev udført i et forseglet kammer, afskærmning dem fra enhver vind eller brise, der kan forårsage overdreven fordampning af begrænset deponerede væskevolumen. Størstedelen af ​​det sugende i de 4-lags-enheder er i mellemlagene i enheden, så forskelle i fugtspredende hastigheder grundet fordampning forventedes at være minimal. Desuden er der minimal lateral vægevirkning med mellem indløbet og en individuel stikkontakt kun 13 mm, hvilket antyder, at variationer i fugtspredende gange skyldes sandsynligvis lodret, mellemlag fluidoverførsel. Gennemsnitlig fugtspredende tider og succesrater for 4-lags anordninger konstrueret med forskellige mængder af påført klæbemiddel er vist i tabel 1.

I stablede enheder, ensartet klæbende dækning resulterede i relativt høje succesrater, der faldt som vi øget mængden af ​​lim. Mønstret klæbende Coverage resulterede i meget lave succesrater, når klæbemiddel kun blev påført på den ene side, men havde meget højere succesrate og hurtigere fugtspredende tidspunkter, hvor det mønstrede klæbemiddel blev påført på begge sider. Typiske succeser er afbildet i figur 3A. Der er flere potentielle forklaringer på denne observerede adfærd, kan enhver kombination af hvilke anvendelse. Det påførte klæbemiddel kan være fysisk blokering, enten delvist eller fuldstændigt, porerne ved overfladen af ​​papiret, hvilket resulterer i et mindre effektive kontaktområde mellem papirlag. Ligeledes kan selve klæbemidlet virke som en anden porøse substrat, så tungere coatinger af klæbemiddel resulterer i et tykkere klæbemiddellag at fluid skal suges igennem, hvilket fører til længere wicking gange. Mønstring klæbemidlet på den anden side skaber klæbende 'prikker', der kun delvis okkluderer kontaktområderne, tillader mere fluid at væge fra papirlag til papirlag direkte, hvilket nedsætter vægevirkning gange. Men denne meget reduction i klæbende dækning mindsker også styrken af ​​klæbebindingen mellem papirlag, hvilket resulterer i reducerede succesrater, når hævelse fibre og udfoldning folder forårsage lag at separere nok, at de ikke længere er i kontakt. Ved at fordoble størrelsen af ​​grænsen omkring kanalerne (øge den samlede enhed område ved ~ 30%), succesrate for både single- og dual-klæbende applikationer steget. En sammenligning mellem de to størrelser er vist i figur 4. Typisk stablet fiasko enhed var præget af forretninger, der har undladt at fylde med farvestof, eller tog længere tid end 5 min at udfylde. Dette er afbildet i figur 3B.

I origami foldede enheder, ensartet klæbende dækning resulterede i lave succesrater med komplet fiasko resulterer ved anvendelsen af ​​tilsvarende mængde lim til stede i de stablede, ensartet, enkelt klæbende enheder. Mønstret selvklæbende coveralder resulterede i meget lavere succesrater; imidlertid blev dette fald modsvaret af anvendelse af lidt større enheder, der havde 3 mm grænser. Typisk origami enhed fiasko var præget af forretninger, der undlod at fylde med et beløb af farvestof. Disse forretninger blev udelukkende placeret langs de to sider af den enhed, der indeholdt folder. Dette er afbildet i figur 3C.

Masserne af klæbemiddel anvendes under forskellige spray metoder er vist i tabel 2. Den ovenfor beskrevne spray varighed på 1,33 sek (en fire tæller ved 180 bpm) indskud 0,26 mg / cm2 (tørvægt) af klæbemiddel, når den udsprøjtes ensartet over pladen af enheder, mens kun deponere 0,02 mg / cm2 (tørvægt), når sprøjtes gennem en stencil, der var 23% åbent.

I ikke-plane 3D strukturer, ensartet klæbende dækning resulterede i vanskeligere foldning, som tilstødende flader tidligt hænger sammen. Lagene inde i struktur kunne ikke foldes ud, når klæbemidlet tørres, og forsøg på at gøre det resulteret i ituskårne papir. Mønstret klæbende dækning gjort folde meget lettere, da utilsigtet vedhæftning var let fortrydes. Når klæbemidlet tørret, kunne lagene trækkes fra hinanden uden nogen rippe eller rivning af papiret. Begge metoder af klæbemiddel ansøgning resulterede i anordninger, der med held dirigeres væske længden af ​​deres kanaler og uden blanding; Men enheden med ensartet lim var mærkbart langsommere. En time-lapse af dette vægevirkning er vist i figur 5. Porøsitetstætner blev udført i en fugtighed kammer holdt ved> 90% relativ fugtighed for at minimere fordampning, som fordampningen forøges med faldende relativ fugtighed. På grund af de lange kanaler til stede i denne konstruktion, op til 165 mm lange, fordampning kan stige betydeligt væge tid, selv med en uendelig væskebeholder.

indhold "fo: holde-together.within-side =" 1 "> figur 1
Figur 1. Indretning Fabrication Process Flow. (A) Stacked indretningsfremstilling. (B) Origami enhed opspind. Klik her for at se en større version af dette tal.

Figur 2
Figur 2. Peacock Patterns. (A) kanal mønster, hvor sort indikerer hydrofobe regioner. (B) Pile angiver den vej, som hver farvestof. Cirkler angiver kontaktpunktet mellem lagene og de punkterede linier angiver de lodrette fugtspredende stier. Længden af ​​hver kanal fra det respektive indløb til kanten af ​​halen er angivet i millimeter. Kanalbredder gennemsnit mellem 2 og3 mm i haleregionen. (C) foldemønster (modificeret fra 13). Røde linjer svarer til bjergene folder i den endelige struktur; sorte streger svarer til dalen folder; blå linjer svarer til folder, der ikke foldes i den endelige struktur, men hjælpe med indledende foldetrin. (D) Masker placeret mellem origami enhed og metal stencil under klæbende ansøgning, hvor de hvide dele er fjernet. Klik her for at se en større version af dette tal.

Figur 3
Figur 3. Typiske succeser og fiaskoer (A) Typisk Succes -. Alle forretninger helt fyldt med farvestof. (B) Typisk stablet fiasko - forretninger, der mislykkedes havde ingen tilsyneladende pattern i deres distribution. (C) Typisk origami fiasko - alle forretninger, som undlod at fylde var placeret langs den venstre-mest eller yderste højre kolonne, nærmest folder. Alle skala barer er 5 mm. Klik her for at se en større version af dette tal.

Figur 4
Figur 4. Enhed Størrelse Sammenligning. (A) Mindre enhed (1,6 mm grænse). (B) Større indretning (3 mm grænse). Alle skala barer er 5 mm. Klik her for at se en større version af dette tal.

Figur 5
Figur 5. Time Lapse of Origami Peacock Venstre:. Ensartet klæbende dækning. Til højre:. Mønstrede lim dækning Klik her for at se en større version af dette tal.

Device Style Klæbestoftype (Varighed / Border / sider) Gennemsnit ± SD (sec) Succesrate
origami Uniform (1,33 sek / 1,6 mm / dobbelt) 44 ± 14 45%
Uniform (0,67 sek / 1,6 mm / dobbelt) 0 ± 0 0%
Mønstret (1,33 sek / 1,6 mm / dobbelt) 41 ± 13 15%
Mønstret (1,33 sek / 3 mm / dobbelt) 64 ± 50 40%
stablet Uniform (1,33 sek / 1,6 mm / Single) 152 ± 66 80%
Uniform (1,33 sek / 1,6 mm / dobbelt) 119 ± 68 60%
Mønstret (1,33 sek / 1,6 mm / Single) 164 ± 75 25%
Mønstret (1,33 sek / 1,6 mm / dobbelt) 81 ± 25 80%
Mønstret (1,33 sek / 3 mm / Single) 116 ± 63 85%
Mønstret (1,33 sek / 3 mm / dobbelt) 80 ± 55 100%

Tabel 1. Fire Layer Device Performance. Gennemsnitlig fugtspredende satser tid og succeskriterier for forskellige selvklæbende anvendelsesbetingelser. N = 20.

Adhesive Dækning Spray Varighed (sek) Gennemsnitlig Masse ± SD (mg / cm²)
Uniform 1,33 0,26 ± 0,05
Uniform 0,67 0,14 ± 0,03
Mønstrede 1,33 0.02 ± 0.01
Ingen 0 -0,01 ± 0

Tabel 2. Anvendt Adhesive Beløb. Gennemsnitlig klæbende tykkelse (tørvægt) anvendes over en 9x9 cm firkantet under forskellige spray betingelser. N = 10.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

De ovennævnte protokoller anvender perforerede metalplader som stencils til påføring aerosol klæbemidler til konstruktion plane og ikke-plane 3D papir mikrofluidenheder. I plane indretninger har dette den fordel, at anordninger til at være helt udfoldet, efter limen er tørret uden at ødelægge anordningen. I andre klæbende baseret byggeteknikker, det er næsten umuligt, selv om nogle mønstre forhindrer en delvis destruktiv demontering ved unpeeling to halvdele holdes sammen med en aftagelig lim. 14 klæbemiddelfri konstruktion tillader enheder at blive foldet ud efter brug, men kræver brugerdefinerede klemmer eller huse for hver enhed. 8

I enheder med primært lateral fugtspredende, klæbestoffer kan betydeligt langsom fugtspredende. Ved mønstring klæbemidlet kan mængden af ​​klæbemiddel påføres væge regioner reduceres betydeligt, hvilket begrænser enhver potentiel vægevirkning interferens. Enheder med overvejende lodret fugtspredendeudviser også tilsvarende langsom vægevirkning forårsaget af klæbemiddel, omend i meget mindre udstrækning. Design af en stencil, der helt blokerer ud alle fugtspredende regioner, begrænser klæbende ansøgning til hydrofobe regioner kun kan fjerne eventuelle fugtspredende interferens, men kan også tilføje en betydelig tilpasning tid til byggeprocessen.

I ikke-plane enheder, den mønstrede klæbemiddel dramatisk letter foldning, som mængden af ​​klæbemiddel, der påføres papiret formindskes, hvilket gør foldning betydeligt lettere end med en ensartet påført klæbemiddellag. Papir helt dækket i lim er langt vanskeligere at folde, når som helst tilfældig kontakt mellem de forskellige områder af papiret forårsager friktion, der skal fortrydes, før du fortsætter.

For plane 3D flerlags enheder, der har et stort fugtspredende område i forhold til den hydrofobe område, folde origami parret med en aerosol klæbemiddel er sandsynligt ikke den optimale konstruktion technique grund klæbemidlet manglende evne til at holde fugtede papirlag sammen, mens overvinde tendensen af ​​folderne at udfolde sig. Enheder med designs, der omfatter tilstrækkelige hydrofobe grænser vil øge succesraten for origami-foldede enheder. Ved hjælp af en stærkere bånd styrke lim kan også bidrage til at løse dette problem, forhindrer vand fra svække papir-klæbende binding.

Stacked lag enheder generelt klaret sig bedre, da de mangler folder, som har tendens til at udfolde enheden. Endvidere er anvendelsen af ​​en stencil under adhæsivpåføring reducerer den samlede mængde af klæbemiddel påført, hvilket reducerer den tid, der kræves for fluid at væge mellem lag.

Ved udformningen af ​​ikke-plane 3D papir mikrofluidenheder, er der en række spørgsmål til at overveje. Det er vigtigt at sammenligne den krølle mønster af den foldede indretning til layoutet af kanalerne, som at placere kanalerne langs en fold vil tvinge den krølle åbent ved vand imbibition, på grund af hævelse cellulosefibre. Afhængigt af udformningen af ​​den specifikke enhed, selv om dette kan eller kan ikke være ønsket adfærd. Device opbevaring ved omgivende forhold er gunstige for levedygtigheden-enhed, 10 således langtidsopbevaring under tør luft anbefales at forhindre limen bånd mellem lagene fra svækkelse.

Som tidligere bemærket af Lewis et al., 9 anvendelsen af aerosol klæbemidler tilvejebringe et effektivt middel til hurtigt at producere store mængder af 3D papir mikrofluidenheder. Ved mønsterdannelse sådanne klæbemidler, kan nye enheder være hurtigere udviklet, der udnytter at kunne foldes ud efter brug.

Endvidere mønster muliggør konstruktion og udvikling af ikke-plan 3D papir mikrofluidenheder. Udstyret forventes at være i stand til at tilvejebringe funktionalitet ikke tidligere er fundet i plane papir mikrofluidik, såsom integreret aktivering og sensing. For eksempel kan aktivering væreopnås ved at skabe et dobbeltlag fra en vand reaktive polymer film 15 og en mønstret papir substrat. I en indretning konstrueret af et sådant dobbeltlag, ville aktivering blive genereret når vandet væger langs enhedens kanaler og interagerer med filmen. Når filmen tørrer, vil enheden vende tilbage til sin oprindelige konfiguration, forlader det klar til at blive brugt igen.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne har intet at afsløre.

Acknowledgments

Dette arbejde understøttes af en fond fra Bourns Ingeniørhøjskolen af ​​University of California, Riverside. BK modtaget et stipendium fra Lunge-Wen Tsai Memorial Award i Mechanical Design.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Camera Nikon D5100
Solid-ink printer Xerox ColorQube 8880
Hotplate Torrey Pines HS60
Humidity chamber Electro-Tech Systems 5503-E
Spray adhesive 3M 62497749309 Super 77 (16.75 oz can)
Filter paper Whatman Grade 4
Perforated steel sheet MetalsDepot PS16116
Tartrazine Sigma-Aldritch T0388
Allura Red Sigma-Aldritch 458848
Erioglaucine disodium salt Sigma-Aldritch 861146

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Li, X., Ballerini, D. R., Shen, W. A perspective on paper-based microfluidics: Current status and future trends. Biomicrofluidics. 6, 11301-11313 (2012).
  2. Yetisen, A. K., Akram, M. S., Lowe, C. R. Paper-based microfluidic point-of-care diagnostic devices. Lab Chip. 13, 2210-2251 (2013).
  3. Cate, D. M., Adkins, J. A., Mettakoonpitak, J., Henry, C. S. Recent developments in paper-based microfluidic devices. Anal Chem. 87, 19-41 (2015).
  4. Martinez, A. W., Phillips, S. T., Whitesides, G. M. Three-dimensional microfluidic devices fabricated in layered paper and tape. Proc Natl Acad Sci U S A. 105, 19606-19611 (2008).
  5. Fu, E., Ramsey, S. A., Kauffman, P., Lutz, B., Yager, P. Transport in two-dimensional paper networks. Microfluid Nanofluidics. 10, 29-35 (2011).
  6. Govindarajan, A. V., Ramachandran, S., Vigil, G. D., Yager, P., Bohringer, K. F. A low cost point-of-care viscous sample preparation device for molecular diagnosis in the developing world; an example of microfluidic origami. Lab Chip. 12, 174-181 (2012).
  7. Schilling, K. M., Jauregui, D., Martinez, A. W. Paper and toner three-dimensional fluidic devices: programming fluid flow to improve point-of-care diagnostics. Lab Chip. 13, 628-631 (2013).
  8. Liu, H., Crooks, R. M. Three-dimensional paper microfluidic devices assembled using the principles of origami. J Am Chem Soc. 133, 17564-17566 (2011).
  9. Lewis, G. G., DiTucci, M. J., Baker, M. S., Phillips, S. T. High throughput method for prototyping three-dimensional, paper-based microfluidic devices. Lab Chip. 12, 2630-2633 (2012).
  10. Kalish, B., Tsutsui, H. Patterned adhesive enables construction of nonplanar three-dimensional paper microfluidic circuits. Lab Chip. 14, 4354-4361 (2014).
  11. Carrilho, E., Martinez, A. W., Whitesides, G. M. Understanding wax printing: a simple micropatterning process for paper-based microfluidics. Anal Chem. 81, 7091-7095 (2009).
  12. Lu, Y., Shi, W., Jiang, L., Qin, J., Lin, B. Rapid prototyping of paper-based microfluidics with wax for low-cost, portable bioassay. Electrophoresis. 30, 1497-1500 (2009).
  13. Maekawa, J. Genuine Japanese origami. , Dover Publications, Inc.. Dover edition (2012).
  14. Schonhorn, J. E., et al. A device architecture for three-dimensional, patterned paper immunoassays. Lab Chip. 14, 4653-4658 (2014).
  15. Guan, J. J., He, H. Y., Hansford, D. J., Lee, L. J. Self-folding of three-dimensional hydrogel microstructures. J Phys Chem B. 109, 23134-23137 (2005).

Tags

Bioengineering Papir mikrofluidik ikke-plane origami aerosol lim tre-dimensionelle stencil mønster
Brug Adhesive mønstret Konstruér 3D Paper mikrofluidenheder
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Kalish, B., Tsutsui, H. UsingMore

Kalish, B., Tsutsui, H. Using Adhesive Patterning to Construct 3D Paper Microfluidic Devices. J. Vis. Exp. (110), e53805, doi:10.3791/53805 (2016).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter