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Bioengineering

दृश्य-बंदरगाहों के साथ प्लास्टिक Microfluidic उपकरणों के उत्पादन के लिए नरम Lithographic प्रक्रिया दृश्यमान और अवरक्त प्रकाश के लिए पारदर्शी

Published: August 17, 2017 doi: 10.3791/55884
Automatic Translation
1, 1, 1, 1
1Mechanobiology Institute (MBI), National University of Singapore

Summary

पारदर्शी दृश्य के साथ प्लास्टिक microfluidic उपकरणों के निर्माण के लिए एक प्रोटोकॉल दिखाई और अवरक्त प्रकाश इमेजिंग के लिए बंदरगाहों का वर्णन किया गया है ।

Abstract

अवरक्त (IR) spectro-सूक्ष्म जैविक नमूनों के रहने की मध्य आईआर रेंज में पानी के अवशोषण और उपयुक्त microfluidic उपकरणों की कमी से प्रभावित है । यहां, प्लास्टिक microfluidic उपकरणों के निर्माण के लिए एक प्रोटोकॉल का प्रदर्शन किया है, जहां नरम lithographic तकनीक का उपयोग कर रहे है एंबेड पारदर्शी कैल्शियम फ्लोराइड (सीएएफ2) देखें बंदरगाहों अवलोकन चैंबर (ओं के संबंध में) । विधि एक प्रतिकृति कास्टिंग दृष्टिकोण है, जहां एक polydimethylsiloxane (PDMS) मोल्ड मानक lithographic प्रक्रियाओं के माध्यम से उत्पादित और फिर एक प्लास्टिक डिवाइस का उत्पादन करने के लिए टेंपलेट के रूप में इस्तेमाल किया है पर आधारित है । प्लास्टिक डिवाइस में पराबैंगनी/दृश्यमान/अवरक्त (यूवी/विज़/-पारदर्शी windows सीएएफ2 के बने दृश्य और IR प्रकाश के साथ प्रत्यक्ष अवलोकन के लिए अनुमति देने के लिए । प्रस्तावित विधि के लाभ में शामिल हैं: एक साफ कमरे में सूक्ष्म निर्माण की सुविधा, एकाधिक दृश्य बंदरगाहों, प्लास्टिक शरीर के माध्यम से एक बाहरी पंपिंग प्रणाली के लिए एक आसान और बहुमुखी कनेक्शन, डिजाइन के लचीलेपन तक पहुंचने के लिए एक कम की जरूरत है, उदा , खुला/बंद चैनल विन्यास, और इस तरह के nanoporous झिल्ली के रूप में परिष्कृत सुविधाओं को जोड़ने के लिए संभावना.

Introduction

रूपान्तर को रूपांतरित अवरक्त Spectro-माइक्रोस्कोपी (स्विचेज) को एक नमूने की विस्तृत रासायनिक जानकारी प्रदान करने के लिए बड़े पैमाने पर लेबल रहित और गैर इनवेसिव इमेजिंग तकनीक के रूप में उपयोग किया गया है । यह जैव रासायनिक जानकारी के निष्कर्षण के लिए सक्षम बनाता है जैविक नमूनों के रसायन विज्ञान का अध्ययन करने के लिए तैयार की एक ंयूनतम राशि के साथ, नमूना के अवशोषण स्पेक्ट्रम के बाद से अपनी रासायनिक संरचना के आंतरिक उंगलियों के निशान वहन करती है1 , 2. हाल ही में, स्विचेज तेजी से जीवित जैविक नमूनों के अध्ययन के लिए लागू किया गया है, उदा, कोशिकाओं3. हालांकि, पानी, जो ज्यादातर मामलों में कोशिकाओं के रहने के लिए माध्यम है, मध्य आईआर क्षेत्र में एक मजबूत अवशोषण से पता चलता है । यहां तक कि एक पतली परत के रूप में, अपनी उपस्थिति पूरी तरह से नमूनों की महत्वपूर्ण संरचनात्मक जानकारी डूब सकते हैं ।

कई वर्षों के लिए, आम दृष्टिकोण फिक्सिंग या नमूनों सुखाने के लिए पूरी तरह से स्पेक्ट्रम में पानी अवशोषण संकेत शामिल नहीं था । हालांकि, यह दृष्टिकोण समय के साथ अपनी रासायनिक संरचना और सेलुलर प्रक्रियाओं के परिवर्तन का अध्ययन करने के लिए आवश्यक है, जो जीवित कोशिकाओं पर वास्तविक समय मापन के लिए अनुमति नहीं है । जीवित जैविक नमूनों से विश्वसनीय अवशोषण स्पेक्ट्रा प्राप्त करने के लिए एक तरीका है, आईआर बीम के माध्यम में कुल ऑप्टिकल पथ लंबाई को सीमित करने के लिए है से कम 10 µm4.

सेल प्रयोगों के रहने में एक अच्छी तरह से स्थापित दृष्टिकोण अब तक किया गया है, तनु कुल प्रतिबिंब (एटीआर)-स्विचेज इमेजिंग, जो नमूना मोटाई के स्वतंत्र माप सक्षम बनाता है, कोशिकाओं जलीय माध्यम का एक मोटा परत में निरंतर होने की अनुमति । हालांकि, evanescent वेव के प्रवेश की छोटी गहराई एटीआर क्रिस्टल5की सतह से केवल पहले कुछ माइक्रोन के लिए नमूनों की माप प्रतिबंधित करता है ।

वैकल्पिक रूप से, पानी अवशोषण सीमा विभिन्न microfluidic प्रणालियों, जो आम तौर पर दो बड़े समूहों में वर्गीकृत कर रहे हैं के उद्भव के साथ दरकिनार किया गया है: ओपन चैनल (जहां द्रव सतहों में से एक वातावरण के सामने आ रहा है) और बंद चैनल (जहां दो IR-पारदर्शी खिड़कियां एक निर्धारित मोटाई के साथ एक स्पेसर द्वारा अलग कर रहे हैं) ।

Loutherback एट अल. 7 दिन6तक के लिए जीवित कोशिकाओं के दीर्घकालिक सतत आईआर माप सक्षम बनाता है कि एक ओपन चैनल झिल्ली डिवाइस विकसित की है । विधि को कोशिका की सतह से मध्यम के वाष्पीकरण को रोकने के लिए वातावरण में उच्च आर्द्रता की आवश्यकता होती है. इस प्रणाली के साथ सबसे अच्छा काम करता है कोशिकाओं है कि स्वाभाविक रूप से हवा में विकसित तरल इंटरफेस, जैसे कि त्वचा की उपकला ऊतकों, फेफड़े, और आँखें, या माइक्रोबियल7फिल्म ।

एक बंद चैनल विंयास के लिए दो समानांतर IR-पारदर्शी खिड़कियां, जहां कोशिकाओं को अपने जलीय मीडिया में बनाए रखा जाता है के बीच एक समान, पतली परत बनाने के लिए करना है । इस गुहा की मोटाई ऐसी है कि पानी अवशोषण संकेत संतृप्ति के नीचे है । पानी की पृष्ठभूमि तो सही नमूना स्पेक्ट्रा प्राप्त करने के लिए घटाया जा सकता है । बंद चैनल के अधिकांश तरीकों एक प्लास्टिक स्पेसर दो खिड़कियों को अलग करने के लिए एक डिस लिक्विड चैंबर3,8,9फार्म का उपयोग । इस विधि का एक लाभ यह है कि यह microfabrication की आवश्यकता नहीं है; हालांकि, संरचनाओं कि में और बाहर जाने चैनलों के साथ एक मापने चैंबर से अधिक जटिल है पतली स्पेसर में महसूस करने के लिए बेहद मुश्किल हैं । यांत्रिक clamping पर अपनी निर्भरता के कारण आईआर माप के बीच पथ की लंबाई के reproducibility के साथ एक मुद्दा भी है । आदेश में एक और अधिक विश्वसनीय स्पेक्ट्रम अधिग्रहण के लिए रिक्ति का एक अधिक सटीक नियंत्रण प्राप्त करने के लिए, ऑप्टिकल लिथोग्राफी तरीकों को लागू किया गया है पैटर्न photoresist करने के लिए IR सब्सट्रेट के शीर्ष पर स्पेसर9को परिभाषित,10 , 11 , 12. हालांकि यह यह संभव अधिक जटिल संरचनाओं के लिए स्पेसर में परिभाषित किया जा करने के लिए बनाता है, विधि हर सब्सट्रेट पर पैटर्न का उत्पादन करने के लिए एक microfabrication सुविधा के लिए उपयोग की आवश्यकता है.

इस पत्र में, हम एक IR-संगत microfluidic डिवाइस के एक सरल निर्माण तकनीक मौजूद है, के उद्देश्य से निर्माण लागत को कम करने और एक microfabrication सुविधा तक पहुंचने की आवश्यकता के साथ । यहां प्रस्तुत विधि ( चित्र 1देखें) एक स्थापित प्रक्रिया का उपयोग करता है जिसे सॉफ्ट लिथोग्राफी के रूप में जाना जाता है । इस मामले में दो मोल्ड्स की आवश्यकता है । प्राथमिक मोल्ड एक 4 इंच सिलिकॉन एक मानक यूवी लिथोग्राफी प्रक्रिया का उपयोग कर वेफर से बना है । माध्यमिक मोल्ड अपनी प्रतिकृति PDMS से बना है, जो सिलिकॉन प्राथमिक मोल्ड में पैटर्न की एक उलट ध्रुवीयता है और बाद में डिवाइस निर्माण के लिए मास्टर मोल्ड के रूप में कार्य करता है ।

डिवाइस दो अलग परतों है: microfluidic लेआउट के साथ एक पहली परत (प्रस्तुत मामले में जो microfluidic चैनल के होते हैं, में चलो/बाहर जाने, और एक सीएएफ2 viewport के साथ एक प्रेक्षण कक्ष), और एक सपाट सतह के साथ एक दूसरी परत ( जिसमें केवल एक सीएएफ2 viewport) होते हैं ।

यहाँ एक यूवी का इलाज ऑप्टिकल चिपकने वाला, Norland ऑप्टिकल चिपकने वाला ७३ (NOA73, इसके बाद के रूप में NOA के रूप में संक्षिप्त), डिवाइस के मुख्य प्लास्टिक शरीर के रूप में प्रयोग किया जाता है । इस ऑप्टिकल चिपकने का उपयोग कर के कई फायदे हैं: कम निर्माण लागत, बाह्य प्रणालियों के लिए कनेक्टिविटी की आसानी, अच्छा ऑप्टिकल पारदर्शिता, कम चिपचिपापन, और सबसे महत्वपूर्ण बात,13. सीएएफ2 अपनी असंगति और उत्कृष्ट IR-पारदर्शिता14के कारण viewport के रूप में एक उपयुक्त विकल्प है ।

इस नए दृष्टिकोण के साथ, एक microfabrication सुविधा के लिए उपयोग कड़ाई से केवल प्राथमिक मोल्ड के निर्माण के लिए आवश्यक है । प्लास्टिक microfluidic डिवाइस के लिए अनुवर्ती निर्माण प्रक्रियाओं किसी भी प्रयोगशाला में किया जा सकता है एक यूवी रोशनी स्रोत से सुसज्जित ।

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Protocol

< p class = "jove_title" > 1. सिलिकॉन प्राथमिक मोल्ड की तैयारी

< p class = "jove_content" > नोट: एक photomask प्राथमिक मोल्ड की तैयारी के लिए आवश्यक है । photomask या तो स्वतंत्र प्रदाताओं या मानक ऑप्टिकल मास्क निर्माण प्रक्रियाओं के माध्यम से घर में गढ़े से खरीदा जा सकता है । उज्ज्वल क्षेत्र ध्रुवीयता के साथ एक photomask इस मामले में प्रयोग किया जाता है (< सुदृढ वर्ग = "xfig" > चित्रा २ अ ).

  1. पैटर्न परिभाषा
    1. स्पिन कोट के साथ एक 4 इंच सिलिकन वेफर-८ ३०१० नकारात्मक photoresist पर २,३०० rpm के लिए 30 एस
    2. नरम-गरम प्लेट पर photoresist को ६५ & #176; ग 2 मिनट के लिए और फिर ९५ & #176; c 8 min.
      3. के लिए
    3. 2 की कुल ऊर्जा खुराक के लिए मुखौटा संरेखण के तहत photomask के माध्यम से यूवी प्रकाश (आई लाइन, ३६५ एनएम) के लिए photoresist का पर्दाफाश; कठिन संपर्क मोड एक बेहतर समाधान प्राप्त करने के लिए पसंद किया जाता है ।
    4. निकालें वेफर और एक पोस्ट एक्सपोजर सेंकना लागू ६५ & #176 पर 1 मिनट के लिए सी और फिर ९५ & #176 पर c 2 min.
      5. के लिए
    5. कमरे के तापमान पर एक एसयू-8 डेवलपर का उपयोग कर photoresist का विकास, तो isopropyl शराब के साथ कुल्ला, और धीरे नाइट्रोजन के साथ सूखी झटका; मापा पैटर्न मोटाई 10 & #181; m और नीचे होना चाहिए । See < सुदृढ वर्ग = "xfig" > चित्रा २ बी वास्तविक सिलिकॉन मोल्ड के चित्र के लिए.
  2. Silanization सिलिकॉन मोल्ड
    1. ऑक्सीजन प्लाज्मा के साथ सिलिकॉन मोल्ड का इलाज 30 एस के लिए ६० W पर आक्सीजन प्रवाह के 20 sccm के साथ । प्रक्रिया के दौरान 1-10 mbar के लिए चैंबर दबाव सेट.
    2. ५० & #181 के साथ एक वैक्यूम जार में मोल्ड प्लेस; silane के एल और वैक्यूम राज्य (1-10 mbar) में कम से 2 ज.
      के लिए जार छोड़ दो नोट: silanization प्रक्रिया एक hydrophobic सतह कोटिंग बनाता है जो PDMS को मोल्ड से चिपकने से रोकती है < सुप क्लास = "xref" > १५ . ध्यान दें कि प्राथमिक मोल्ड भी एक वैकल्पिक पद्धति है, जो सिलिकॉन के शुष्क नक़्क़ाशी शामिल है का उपयोग कर गढ़े जा सकता है । इस मामले में, photomask विपरीत ध्रुवीकरण (डार्क फील्ड) का होगा, और चरण १.१ में पैटर्न परिभाषा एक सकारात्मक photoresist का उपयोग करेगा ।
< p class = "jove_title" > 2. PDMS माध्यमिक मोल्ड की तैयारी

  1. PDMS मिश्रण
    1. मिश्रण PDMS elastomer और इलाज एजेंट, 10:1; कुल राशि ऐसी है कि जिसके परिणामस्वरूप PDMS मोटाई लगभग 1 से १.५ मिमी है.
    2. पूरी तरह से मिश्रण के बाद, यह वैक्यूम राज्य (1-10 mbar) में एक वैक्यूम जार में लगभग 15 मिनट के लिए छोड़ कर मिश्रण degas या जब तक वहां कोई दिखाई बुलबुले हैं; यह मिश्रण के भीतर किसी भी फंस हवा को दूर करने के लिए है ।
  2. मोल्ड प्रतिकृति
    1. कदम 1 में गढ़े सिलिकॉन मोल्ड पर PDMS मिश्रण डालो और degas के लिए कदम 2.1.2 में के रूप में एक ही सेटिंग के साथ किसी भी फंस हवा को दूर करने के लिए मिश्रण । हीट पर ७० & #176; ग के लिए 2 ज एक गर्म थाली पर मिश्रण का इलाज करने के लिए ।
    2. गर्म प्लेट से ठीक PDMS निकालें और इसे कमरे के तापमान को ठंडा कर दें । एक उस्तरा ब्लेड के साथ, सिलिकॉन मोल्ड के किनारों के साथ PDMS में कटौती ।
      3. चिमटी की एक जोड़ी के साथ
    3. , कट PDMS के एक कोने चुटकी और ध्यान से सिलिकॉन मोल्ड बंद PDMS प्रतिकृति छील; इस माध्यमिक मोल्ड पर परिणामी microfluidic पैटर्न एक दखलंदाजी है, जो प्राथमिक मोल्ड के विपरीत ध्रुवीकरण है ( < सबल वर्ग = "xfig" > चित्रा २ ग ).
  3. Silanization प्रतिकृति के PDMS (चरण १.२ के रूप में एक ही)
    1. ऑक्सीजन प्लाज्मा के साथ PDMS मोल्ड का इलाज 30 एस के लिए ६० डब्ल्यू में ऑक्सीजन प्रवाह के 20 sccm के साथ । प्रक्रिया के दौरान 1-10 mbar के लिए चैंबर दबाव सेट.
    2. ५० & #181 के साथ एक वैक्यूम जार में मोल्ड प्लेस; silane के एल और वैक्यूम राज्य (1-10 mbar) में कम से 2 ज.
      3. के लिए जार छोड़ दो
< p class = "jove_title" > 3. PDMS टेम्पलेट्स की तैयारी

< p class = "jove_content" > नोट: आकार और अंतिम उपकरणों के आकार का मानकीकरण करने के लिए और दो हिस्सों में मुख्य सुविधाओं के संरेखण को कम करने के लिए, दो अलग PDMS टेम्पलेट्स उपयोग किया गया, जो डिवाइस की ज्यामिति को परिभाषित, पारदर्शी विंडो और इन-आउट-कनेक्शंस की जमावट । पहली PDMS टेम्पलेट डिवाइस के नमूनों में आधे का निर्माण एड्स, जबकि दूसरा डिवाइस के फ्लैट आधे के निर्माण को कम करने में मदद करता है ।

  1. डिजाइन एक कंप्यूटर सहायता प्राप्त डिजाइन (सीएडी) सॉफ्टवेयर का उपयोग कर टेंपलेट्स । < सबल वर्ग = "xfig" > चित्रा ३ एक से पता चलता है िरे-आउट और आयामों को युक्ति के नमूनों आधा बनाना प्रयुक्त टेंपलेट के । डिवाइस के फ्लैट आधा बनाना, डिजाइन से १.५ mm व्यास छेद को हटा दें ।
  2. एक बाहरी प्रदाता से या एक आंतरिक यांत्रिक कार्यशाला के माध्यम से टेंपलेट्स प्राप्त अगर उपलब्ध है ।
    नोट: ऐक्रेलिक निर्माण और कम लागत किसी भी मानक कार्यशाला में प्राप्त की आसानी के कारण सामग्री टेंपलेट के रूप में इस्तेमाल किया गया था । वैकल्पिक विकल्प हैं, जैसे 3d मुद्रण ।
  3. मिश्रण PDMS elastomer और इलाज एजेंट 10:1; PDMS की एक पर्याप्त मात्रा में पूरी तरह से विलय करने के लिए तैयार करने के लिए सुनिश्चित हो टेंपलेट्स ।
  4. पूरी तरह से मिश्रण के बाद, यह वैक्यूम राज्य (1-10 mbar) में एक वैक्यूम जार में लगभग 15 मिनट के लिए छोड़ कर मिश्रण degas या जब तक वहां कोई दिखाई बुलबुले (जो भी बाद में है); यह मिश्रण के भीतर किसी भी फंस हवा को दूर करने के लिए है ।
  5. एक्रिलिक टेंपलेट्स पर PDMS मिश्रण डालना जब तक उनके ऊपर सबसे अधिक सतह तरल सतह के नीचे 1 मिमी के बारे में जलमग्न है । Degas PDMS फिर से ३.४ में के रूप में एक ही सेटिंग्स के साथ किसी भी फंस हवा को दूर करने के लिए । गर्मी इस पर ६० & #176; ग के लिए एक leveld गर्म थाली पर 2 ज के लिए मिश्रण का इलाज ।
  6. गर्म प्लेट से ठीक PDMS निकालें और इसे कमरे के तापमान को ठंडा कर दें । एक उस्तरा ब्लेड के साथ, एक्रिलिक के किनारों के साथ PDMS में कटौती टेंपलेट्स ।
    7. चिमटी की एक जोड़ी के साथ
  7. , कट PDMS के एक कोने चुटकी और ध्यान से एक्रिलिक टेम्पलेट्स बंद PDMS छील.
    नोट: < सशक्त वर्ग = "xfig" > आरेख 3 b डिवाइस का प्रतिमान आधा बनाना करने के लिए उपयोग किया गया PDMS प्रतिकृति का लेआउट और आयाम दिखाता है ।
  8. ३.३ के लिए कदम दोहराते हुए डिवाइस के फ्लैट आधे गढ़े के लिए दूसरा PDMS प्रतिकृति तैयार लेकिन १.५ mm व्यास छेद के बिना एक्रिलिक टेंपलेट का उपयोग कर ।
< p class = "jove_title" > 4. Microfluidic डिवाइस निर्माण

  1. डिवाइस के नमूनों की छमाही के निर्माण ( यानी , डिवाइस लेआउट के साथ)
    1. ऑक्सीजन प्लाज्मा के साथ सीएएफ 2 खिड़की के लिए 30 एस के लिए ६० डब्ल्यू में ऑक्सीजन के प्रवाह के 20 sccm के साथ इलाज । यह निंनलिखित निर्माण के दौरान NOA के प्रवाह में सुधार करने के लिए किया जाता है ।
      नोट: यह चरण अनिवार्य नहीं है ।
    2. जगह ध्यान से पहले PDMS टेम्पलेट (एक समतल सतह पर १.५ मिमी व्यास के खंभे के साथ एक), जैसे , एक सोडा चूने की थाली (< मजबूत वर्ग = "xfig" > चित्रा 4 एक ). प्लेस एक सीएएफ 2 PDMS प्लग के शीर्ष पर केंद्रित खिड़की और धीरे खिड़की ऐसी है कि यह प्लग के साथ अच्छे संपर्क में है प्रेस (< मजबूत वर्ग = "xfig" > चित्रा 4 बी ).
    3. कदम 2 में बने PDMS मोल्ड ले लो और एक पतली यूवी पारदर्शी प्लेट जगह (इस मामले में, एक क्वार्ट्ज प्लेट, ५०० & #181; m मोटा और १.५ सेमी x १.५ सेमी आकार में) मोल्ड की पीठ पर, केंद्रीय चैंबर के स्थान के साथ गठबंधन (< मजबूत वर्ग = "xfig" > चित्रा 4 ग ). सुनिश्चित करें कि क्वार्ट्ज प्लेट PDMS मोल्ड के साथ अच्छे संपर्क में है ।
      नोट: Thई क्वार्ट्ज प्लेट आसानी से सीएएफ 2 विंडो के साथ संपर्क में आने से मोल्ड के अवांछित क्षेत्र रोकता है ।
    4. धीरे इस PDMS मोल्ड सीएएफ 2 विंडो के केंद्र के लिए गठबंधन द्रव कक्ष के साथ सीएएफ 2 खिड़की की ओर नीचे चेहरा जगह है । सुनिश्चित करें कि सभी तत्व (टेम्पलेट, मोल्ड और विंडो) अच्छे संपर्क में हैं और संरेखित करें (< सशक्त वर्ग = "xfig" > आरेख 4 c-4d ).
    5. धीरे-PDMS टेम्पलेट के इन-लेटने पर NOA की बूँदें बांटते हैं और इसे धीरे से गुहार भरते हैं. एक बार राल खिड़की के किनारे के संपर्क में आता है, केशिका प्रवाह PDMS मोल्ड और सीएएफ 2 विंडो के बीच पतली खाई (~ 10 & #181; m) भरना होगा (< मजबूत वर्ग = "xfig" > चित्रा 4 ई-4f ).
    6. के बाद गुहा पूरी तरह से भर जाता है, यूवी प्रकाश के लिए जोखिम से NOA इलाज ( जैसे , एक यूवी एलईडी एक्सपोजर सिस्टम के साथ, < मजबूत वर्ग = "xfig" > चित्रा 4 g ).
      नोट: जोखिम समय यूवी स्रोत की ऊर्जा के साथ तदनुसार भिंन हो सकते हैं । यूवी-एलईडी एक्सपोजर सिस्टम, जो 24 मेगावाट की बिजली का घनत्व प्रदान करता है/cm 2 , १००% पावर और निरंतर एक्सपोज़र मोड पर लगभग ९० s की आवश्यकता है ।
    7. ध्यान से PDMS मोल्ड के पीछे से पतली क्वार्ट्ज प्लेट को हटा दें और फिर धीरे से NOA लेयर के ऊपर से PDMS मोल्ड को छील लें (< मज़बूत वर्ग = "xfig" > फिगर 4 h ). अंत में, PDMS टें पलेट से NOA लेयर निकालें (< सबल वर्ग = "xfig" > चित्रा 4 i ).
      नोट: ठीक NOA पर परिणामी डिवाइस लेआउट प्राथमिक सिलिकॉन मोल्ड में पैटर्न के एक ही ध्रुवीकरण होगा ।
  2. डिवाइस के फ्लैट आधे के निर्माण ( यानी , डिवाइस लेआउट के बिना)
    1. ऑक्सीजन प्लाज्मा के साथ सीएएफ 2 खिड़की के लिए 30 एस के लिए ६० डब्ल्यू में ऑक्सीजन के प्रवाह के 20 sccm के साथ इलाज ।
      नोट: यह चरण अनिवार्य नहीं है ।
    2. प्लेस ध्यान दूसरा PDMS टेम्पलेट (एक १.५ मिमी व्यास खंभे के बिना) एक सपाट सतह पर, जैसे , एक सोडा चूने की थाली. प्लेस एक सीएएफ 2 PDMS प्लग के शीर्ष पर केंद्रित खिड़की और धीरे खिड़की ऐसी है कि यह प्लग के साथ अच्छा संपर्क में है प्रेस ।
    3. सीएएफ 2 विंडो के शीर्ष पर 5 सेमी x ३.५ सेमी आकार के साथ एक 1 मिमी मोटी PDMS शीट जगह PDMS टेम्पलेट के केंद्र के साथ गठबंधन PDMS शीट के साथ,. सुनिश्चित करें कि PDMS पत्रक विंडो के साथ अच्छा संपर्क में है ।
    4. धीरे-PDMS टेम्पलेट के इन-आईए में NOA की बूँदें बांटते हैं और इसे धीरे से गुहार भरते हैं.
    5. के बाद गुहा पूरी तरह से भर जाता है, यूवी प्रकाश करने के लिए जोखिम से NOA इलाज ( जैसे , एक यूवी एलईडी एक्सपोजर सिस्टम के साथ).
      नोट: जोखिम समय यूवी ऊर्जा स्रोत के साथ तदनुसार भिंन हो सकते हैं । के साथ यूवी-एलईडी एक्सपोजर सिस्टम, जो 24 मेगावाट की एक शक्ति घनत्व प्रदान करता है/cm 2 , इस के आसपास की आवश्यकता है ५० १००% शक्ति और सतत प्रदर्शन मोड में एस ।
    6. को छील कर NOA लेयर के ऊपर से PDMS शीट को छीलकर ध्यान से ठीक NOA लेयर को PDMS टेम्पलेट से निकाल दें.
  3. के दो हिस्सों के बंध
    1. डिवाइस के दो हिस्सों में संरेखित करें कि दोनों सीएएफ 2 windows गठबंधन कर रहे हैं । धीरे उंगली प्रेस NOA परतों के कोने में दोनों हिस्सों ऐसी है कि दो हिस्सों की स्थिति तय कर रहे हैं ।
    2. एक 1 मिमी मोटी PDMS शीट से बाहर दो परिपत्र डिस्क कट एक 8 मिमी व्यास पंच का उपयोग (< सबल वर्ग = "xfig" > चित्रा ५ a ).
    3. एक 1 मिमी मोटी PDMS शीट से डिवाइस (4 सेमी x २.५ सेमी) के एक ही आकार के साथ दो आयतों में कटौती । दोनों PDMS आयत पर, चैनलों और इन-आईए/
      से संबंधित उद्घाटनों में कटौती करते हैं । नोट: पूर्व PDMS आयतों में कटौती के उद्घाटन के लिए दबाव के दौरान टूट से चैनलों को रोकने के लिए होती हैं ।
    4. नीचे से निम्न क्रम में स्टैक: पूर्व-कटौती के साथ एक PDMS आयत, एक PDMS डिस्क (नीचे विंडो के साथ संपर्क में, चरण 4.3.2 में कटौती), दो उंगली दबाया डिवाइस के आधा, दूसरी PDMS डिस्क (शीर्ष खिड़की पर बैठे), और अंत में पूर्व के साथ दूसरा PDMS आयत-कट खोलना (< सुदृढ वर्ग = "xfig" > चित्रा 5 b ).
    5. वैक्यूम प्रेस सेटअप में इस विधानसभा जगह इस तरह है कि यह 2 प्लेटों के बीच सैंडविच है और प्लास्टिक की थैली सील (< मजबूत वर्ग = "xfig" > चित्रा 5 ग ). वैक्यूम पम्प चालू करें और विधानसभा खाली कर दें । वैक्यूम पंप अपने बेस दबाव तक पहुंचने या कम से कम 10 मिनट के लिए निर्वात लागू करते हैं ।
      नोट: आधार दबाव हासिल वैक्यूम पंप इस्तेमाल किया और प्लास्टिक की थैली की सीलिंग की गुणवत्ता पर निर्भर करता है ।
    6. 15 मिनट के लिए २७० डब्ल्यू में एक व्यापक बैंड पारा गैस लैंप के साथ यूवी को खाली विधानसभा बेनकाब । निर्वात पंप बंद करो और विधानसभा धीरे से विधानसभा से अंतिम डिवाइस को हटाने से पहले वातावरण दबाव के लिए वेंट ।

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Representative Results

चित्रा 6 एक ब्रांड के नए सीएएफ2 खिड़की के संप्रेषण स्पेक्ट्रा प्रस्तुत करता है, डिवाइस के नमूनों आधा, और पूरा डिवाइस. सभी तीन स्पेक्ट्रा ८०% से बड़ा संप्रेषण के साथ मध्य IR के लिए उत्कृष्ट पारदर्शिता प्रदर्शन । हस्तक्षेप पैटर्न पूर्ण डिवाइस के स्पेक्ट्रम में दिखाई (चित्र में पीला वक्र) दो खिड़कियों के बीच 9-10 µm की सीमा में हवा के अंतर के कारण होता है । इन स्पेक्ट्रा प्रदर्शित करता है कि निर्माण दृष्टिकोण यहां प्रस्तुत मध्य आईआर रेंज में सीएएफ2 की पारदर्शिता को बदल नहीं है ।

चित्र 7 एक microfluidic के साथ PDMS माध्यमिक मोल्ड के NOA में अच्छी प्रतिकृति का एक उदाहरण से पता चलता है बाहर रखना । सीएएफ2 खिड़की के शीर्ष पर संरचना अच्छी तरह से PDMS मोल्ड से NOA परत के साफ छीलने की वजह से गठन के बाद यह आंशिक रूप से यूवी ठीक है । कोई NOA मोल्ड पर या खिड़की की सतह पर ढालना दखल के साथ संपर्क में रहना चाहिए । किसी भी NOA मोल्ड करने के लिए अटक खिड़की है, जो अंतिम डिवाइस के प्रवाह प्रयोगों के दौरान लीक का कारण होगा पर लापता NOA संरचना में तब्दील हो । इसके अलावा, दो हिस्सों की अच्छी सीलिंग को प्राप्त करने के लिए, NOA अभी भी आधा परतों के यूवी जोखिम के बाद चिपचिपा होना चाहिए । NOA खत्म हो गया है अगर यह गैर चिपचिपा है ठीक है । जोखिम खुराक ऐसे परिणाम प्राप्त करने के लिए अनुकूलित किया जाना चाहिए ।

चित्र 7 b इसके बजाय, NOA में असफल प्रतिकृति दिखाता है जहां सीएएफ2 विंडो पर प्रतिमान ठीक से निर्धारित नहीं है । यह ज्यादातर अपर्याप्त यूवी जोखिम खुराक के कारण होता है, यानी, के तहत NOA के इलाज. ऐसे मामलों में, NOA अभी भी कुछ हद तक गीला है, यह कुछ के कारण PDMS मोल्ड से चिपके रहते हैं । हालांकि, अगर NOA अभी भी PDMS मोल्ड से चिपक जाती है भले ही सही जोखिम खुराक दिया गया है, यह silane कोटिंग (यानी, विरोधी छड़ी परत) का एक लक्षण हो सकता है समय के साथ नीचा किया जा रहा है । के रूप में PDMS एक नरम मोल्ड है, यह सिलिकॉन प्राथमिक मोल्ड के रूप में लंबे समय तक चलने के रूप में नहीं है । यह उपयोग करता है की एक संख्या के बाद प्रतिस्थापित किया जाना चाहिए ।

Figure 1
चित्र 1: प्लास्टिक microfluidic उपकरणों के निर्माण की प्रक्रिया: (a-e) निर्माण की प्रक्रिया की योजनाबद्ध । (च) एक वास्तविक उपकरण की तस्वीर और उसके पार अनुभाग की योजनाबद्ध । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 2
चित्र 2: photomask, सिलिकॉन प्राथमिक मोल्ड का सिंहावलोकन, और PDMS माध्यमिक सिलिकॉन मोल्ड से दोहराया मोल्ड: (एक) उज्ज्वल क्षेत्र ध्रुवीयता (ऊपर बाएं) के साथ Photomask; photomask में पैटर्न के बाहर करना (सही) से मिलकर: में-चलो और बाहर 2 मिमी व्यास (1 और 2) और उन दोनों के बीच 3 सेमी की दूरी के साथ, ३०० µm चौड़ाई के साथ चैनल (3), ५.५ मिमी x ०.७५ मिमी आकार के साथ दो संदर्भ कक्षों (4), केंद्रीय कक्ष के साथ 5 मिमी x २.५ मिमी आकार ( 5), लाइनों के साथ एक दृश्य गाइड के रूप में विवर्तनings 10 µm चौड़ा और 20 µm गैप (6); ज़ूम में रखना केंद्रीय चैंबर के बाहर विवर्तन (नीचे बाएं) दिखा । (ख) एसयू-8 photoresist में परिभाषित पैटर्न के साथ सिलिकॉन प्राथमिक मोल्ड की तस्वीर । (ग) प्राथमिक मोल्ड के संबंध में रिवर्स ध्रुवीकरण के साथ PDMS माध्यमिक मोल्ड की तस्वीर । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 3
चित्र 3: डिवाइस निर्माण को कम करने के लिए तैयार templating उपकरण: (एक) एक्रिलिक टेंपलेट: वास्तविक टेंपलेट (ऊपर) और उसके योजनाबद्ध पार अनुभागीय दृश्य (नीचे) । (ख) एक्रिलिक टेंपलेट के PDMS प्रतिकृति: वास्तविक प्रतिकृति (ऊपर) और उसके योजनाबद्ध पार अनुभागीय दृश्य (नीचे) । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 4
चित्र 4: डिवाइस के नमूनों की छमाही के निर्माण के लिए प्रक्रिया प्रवाह: (क) PDMS टेम्पलेट को समतल सतह पर रखें. यहां, हम सोडा नीबू का गिलास इस्तेमाल किया । (ख) सीएएफ२ को PDMS प्लग के शीर्ष पर केन्द्रित रखा गया है. (c-d) PDMS मोल्ड सीएएफ2 की ओर नीचे रखा है द्रव खिड़की के केंद्र के लिए गठबंधन चैंबर के साथ । सुनिश्चित करें कि सभी तत्वों के अच्छे संपर्क में है और गठबंधन । (ई-f) में NOA के माध्यम से कास्टिंग-चलो और यह धीरे गुहा को भरने की अनुमति । (छ) NOA यूवी प्रकाश के तहत इसे उजागर करने से ठीक हो जाता है । जोखिम खुराक उपयोग यूवी स्रोत की ऊर्जा के आधार पर भिन्न हो सकते हैं. (h) ध्यान से PDMS मोल्ड और ठीक NOA को रिलीज़ करने के लिए टें पलेट को छील लें । (i) NOA में microfluidic संरचनाओं के साथ डिवाइस की परत को पूरा किया । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 5
चित्र 5 : एक पूरा डिवाइस बनाने के लिए डिवाइस के दो हिस्सों को दबाने के लिए वैक्यूम प्रेस सेटअप: (a) PDMS परिपत्र डिस्क (8 मिमी व्यास) और PDMS आयत (4 x २.५ सेमी) पूर्व-कटौती के साथ खुला । दोनों एक 1 मिमी मोटी PDMS शीट से काट रहे हैं । (b) दबाने से पहले लेयर-स्टैक का ओवरव्यू । (ग) वैक्यूम प्रेस का अवलोकन । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 6
चित्र 6 : मध्य IR टी एक नंगे सीएएफ के ransmittance स्पेक्ट्रा 2 विंडो (लाल), एक डिवाइस का प्रतिमान आधा (नीला), और एक पूर्ण डिवाइस (पीला). सभी तीन स्पेक्ट्रा प्रदर्शन ८० से बड़ा ट्रांसमीटर के साथ मध्य IR के लिए उत्कृष्ट पारदर्शिता% इस आंकड़े का बड़ा संस्करण देखने के लिए कृपया यहां क्लिक करें.

Figure 7
चित्र 7: डिवाइस का प्रतिमान आधा: (क) NOA में एक सुगठित microfluidic संरचना का उदाहरण. खिड़की पर गहरा क्षेत्र एक अच्छी तरह से परिभाषित संरचना से पता चलता है, स्पष्ट रूप से केंद्रीय चैंबर, दो संदर्भ कक्षों दिखा रहा है, और चैनल । (b) NOA में खराब गठित microfluidic संरचना का उदाहरण देना । वहां NOA के रूप में लाल तीर से संकेत का प्रवाह है । संदर्भ कक्षों में से एक भी (हरा तीर) याद आ रही है । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 8
चित्र 8 : Microfluidic जिग बाहरी द्रव सर्किट करने के लिए गढ़े उपकरण को जोड़ने. कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 9
चित्र 9: डिवाइस के नमूनों आधा के निर्माण के दौरान PDMS मोल्ड की नियुक्ति: (a) सीएएफ2 विंडो पर PDMS मोल्ड के अच्छे प्लेसमेंट का उदाहरण । खिड़की PDMS मोल्ड पर ही दखल के साथ संपर्क में है, स्पष्ट रूप से केंद्रीय चैंबर, दो संदर्भ कक्षों, और चैनल दिखा (गहरे क्षेत्र से संकेत) । डिवाइस के चारों ओर विवर्तन और केंद्रीय चैंबर के केंद्र में PDMS मोल्ड की नियुक्ति के दौरान एक दृश्य गाइड के लिए होती हैं । (ख) सीएएफ2 खिड़की पर PDMS मोल्ड की एक बुरी नियुक्ति का उदाहरण । गहरा क्षेत्र से पता चलता है कि वहां भी है मोल्ड, जो खिड़की के साथ संपर्क में है, के रूप में लाल तीर से संकेत के एक अवांछित क्षेत्र है । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

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Discussion

का आकलन करने के लिए और निर्माण प्रोटोकॉल का अनुकूलन करने के लिए, हम एक बड़े आयताकार चैंबर के साथ microfluidic पैटर्न के लिए एक सरल लेआउट का इस्तेमाल किया (5 मिमी x २.५ मिमी आकार) केंद्र पर, दो छोटे आयताकार कक्षों (५.५ mm x ०.७५ mm आकार) पर मुख्य सर्किट से अलग ऊपरी और निचले पक्षों, और ३०० µm चौड़ा में-चलो/ केंद्रीय कक्ष सीडिंग और कोशिकाओं के अवलोकन के लिए प्रयोग किया जाता है, जबकि दो अलग छोटे कक्षों एक संदर्भ कक्ष के रूप में स्विचेज प्रयोगों के दौरान हवा की पृष्ठभूमि को मापने के लिए उपयोग किया जाता है, के रूप में एक पिछले प्रकाशन13में चर्चा की । में और बाहर जाने-बाहरी द्रव प्रणाली को केंद्रीय चैंबर कनेक्ट ।

यहाँ, templating उपकरण (देखें प्रोटोकॉल चरण 3) निर्माण प्रक्रिया को कम करने के लिए पेश कर रहे हैं. पहले, यह लगातार सीएएफ2 विंडोज बिल्कुल अंतिम डिवाइस है, जो मुद्दों के कारण जब डिवाइस के दो हिस्सों संरेखित के केंद्र में जगह मुश्किल था । टेम्पलेट का उपयोग विंडो रखने के लिए एक विज़ुअल गाइड प्रदान करता है और यह सुनिश्चित करती है कि स्थान हमेशा समान हो. इन टेम्पलेट्स के लिए ज्यामितीय आवश्यकताओं के रूप में बहुत कठोर नहीं हैं, मानक और सस्ते उत्पादन प्रौद्योगिकियों इस्तेमाल किया जा सकता. इस मामले में, हम उंहें एक कार्यशाला में मशीनिंग के माध्यम से एक्रिलिक प्लास्टिक से बाहर कर दिया है, लेकिन एक समान रूप से व्यवहार्य और सस्ते विकल्प 3 डी मुद्रण है ।

एक्रिलिक टेंपलेट्स के डिजाइन ऐसी है कि वे निंनलिखित सुविधा (चित्रा 3ए): (एक) एक टेंपलेट प्रत्येक पक्ष पर दो छोटे छेद के साथ बनाया गया है, जबकि दूसरा छेद के बिना है; छेद आकार में १.५ मिमी व्यास और गहराई में १.५ मिमी कर रहे हैं, (ख) दोनों टेम्पलेट्स केंद्र में 8 मिमी व्यास और ५०० µm गहराई के साथ एक परिपत्र छेद है, और (ग) दोनों टेम्पलेट्स आधा डिवाइस के आकार, आकार, और मोटाई को परिभाषित करने के लिए एक आयताकार दखलंदाजी है; आयत लंबाई में 4 सेमी x २.५ सेमी/चौड़ाई और मोटाई में १.५ mm है ।

परिणामस्वरूप PDMS एक्रिलिक टेंपलेट्स से दोहराया टेंपलेट्स विपरीत ध्रुवीकरण होगा (चित्रा 3बी): (एक) एक टेंपलेट १.५ mm व्यास और १.५ mm ऊंचाई के साथ प्रत्येक पक्ष पर दो स्तंभों के रूप में होगा और बाहर जाने के फार्म का NOA कास्टिंग के बाद डिवाइस के नमूनों आधा; दूसरा खाका खंभे के बिना होगा, (ख) दोनों टेंपलेट्स केंद्र में एक ५०० µm लंबा स्तंभ है सीएएफ2 खिड़कियों के स्थान को कम करने के लिए; यह सुविधा "PDMS प्लग" के रूप में संदर्भित किया जाएगा, और (ग) दोनों टेम्पलेट्स एक गुहा के साथ हैं, जो अंतिम आकार और डिवाइस के प्रत्येक आधे के आकार को परिभाषित करता है: 4 सेमी x २.५ सेमी आकार और इस मामले में १.५ मिमी मोटाई के साथ एक आयत आकार.

आगे निर्माण की प्रक्रिया को कम करने के लिए, विवर्तनings प्राथमिक सिलिकॉन मोल्ड के लिए photomask के डिजाइन में शामिल किया गया । इस सिलिकॉन मोल्ड की PDMS प्रतिकृति में, उथले दखलंदाजी (जो ऊंचाई में 10 µm से कम हैं) को PDMS की ऑप्टिकल पारदर्शिता के कारण देखना कठिन है । हालांकि, उथले दखलंदाजी अगर 20 µm अंतर के साथ 10 µm चौड़ी लाइनों के एक कद्दूकस करने में व्यवस्थित एक आसानी से दिखाई हस्तक्षेप पैटर्न16उत्पंन । इस हस्तक्षेप के पैटर्न के लिए एक दृश्य गाइड के रूप में शोषण किया गया microfluidic की स्थिति PDMS मोल्ड में करना निर्धारित करते हैं । मोल्ड के डिजाइन एक को डिवाइस की समग्र ज्यामिति को परिभाषित करने के लिए कद्दूकस कर लिया फ्रेम शामिल हैं । एक और कसा हुआ आगे microfluidic लेआउट के केंद्रीय चैंबर के बीच में जोड़ा गया था ताकि सीएएफ के साथ संरेखण बनाने के लिए2 विंडो आसान है । यह ध्यान देने योग्य है कि केंद्रीय चैंबर में घिसे अंतिम उपकरण में reproduced नहीं किया जाएगा के रूप में यह कम गुहाओं जो केंद्रीय चैंबर के किनारे से जुड़े नहीं है की एक श्रृंखला के होते है लायक है । इसलिए बहते NOA में इन गुहाओं का उपयोग नहीं हो पाएगा ।

सेल इंजेक्शन और मध्यम मुद्रा के लिए, हर डिवाइस अपने में जाने और बाहर जाने की जरूरत है-मैन्युअल रूप से सील करने से पहले मुक्का मारा । यह छेद के गैर प्रतिलिपि स्थिति के परिणामस्वरूप । इस कनेक्शन के बाद से एक खुले में एक छोटे धातु पिन gluing और एक अपशिष्ट कलेक्टर के रूप में दूसरे छोर पर एक प्लास्टिक जलाशय संलग्न द्वारा प्राप्त किया गया था प्रत्येक डिवाइस के संचालन की सीमा नहीं थी । इसलिए, छेद के विभिंन पदों के लिए एक अधिक जटिल निर्माण योजना की लागत को छोड़कर चिंता का विषय नहीं है । सरल बनाने के लिए और हर डिवाइस के परीक्षण और अंतिम उपयोग के मानकीकरण करने के लिए, एक कस्टम बनाया द्रवित जिग के साथ तय में-चलो/बाहर चलो स्थानों शुरू की है ( चित्रा 8देखें), पिन और जलाशय संलग्न करने की आवश्यकता को हटाने. इसलिए, इन-चलो/असंगत पदों के साथ छेद यहां एक मुद्दा पेश करेंगे । गढ़े एक्रिलिक टेंपलेट में दो १.५ mm व्यास छेद (प्रोटोकॉल चरण 3), जो PDMS मोल्ड में खंभे बन जाएगा शामिल करके, मैंयुअल रूप से microfluidic चैनलों के सिरों पर छेद पंच की जरूरत है हटा दिया जाता है । इसके अलावा, उनकी स्थिति तय की और हर डिवाइस के लिए एक ही है ।

उपकरण में लीक के अभाव के रूप में एक ही प्रक्रिया के साथ जांच की जा सकती है13 यानीकहीं पर चर्चा की, उपकरण डे में fluorescein के समाधान के साथ पानी से खिला द्वारा ।

प्रोटोकॉल में महत्वपूर्ण चरण
डिवाइस के नमूनों आधा के निर्माण के दौरान, सीएएफ2 विंडो के शीर्ष पर PDMS मोल्ड की नियुक्ति ध्यान से किया जाना चाहिए । मोल्ड जो खिड़की से संपर्क करने की अनुमति दी है पर केवल संरचनाओं 10 µm उच्च दखलंदाजी कर रहे हैं । जब भी कोई अवांछित संपर्क क्षेत्र होता है, तो मोल्ड प्लेसमेंट चरण को फिर से किया जाना चाहिए । वर्णन करने के लिए, चित्रा 9एक खिड़की पर मोल्ड के सावधान स्थान दिखाता है, जबकि चित्रा 9बी गरीब स्थान है, जहां मोल्ड के एक अवांछित क्षेत्र खिड़की के साथ संपर्क में है का एक उदाहरण से पता चलता है । चित्र 9 b विंडो पर गुम NOA संरचना में परिणाम होता है । छोटी क्वार्ट्ज प्लेट प्रोटोकॉल में उल्लेख किया (चरण 4.1.3, चित्रा 2ग) मोल्ड प्लेसमेंट में मदद करता है के रूप में यह आसानी से सीएएफ2 खिड़की के साथ संपर्क में आने से मोल्ड के अवांछित क्षेत्र रोकता है । दोनों क्वार्ट्ज प्लेट और PDMS मोल्ड भी पतली इतनी है कि वे पर्याप्त हल्के वजन और यूवी के लिए पारदर्शी है17,18।

आधा परतों के लिए सही यूवी एक्सपोजर खुराक ढूंढना भी निर्माण प्रक्रिया के लिए महत्वपूर्ण है । जब NOA एक अपर्याप्त खुराक के साथ उजागर होता है, unNOA बंद छीलने के दौरान reबहेगा, संरचना की परिभाषा के एक नुकसान के कारण और संभवतः सीएएफ2 सतह पर बह निकला । दूसरी ओर, NOA के इलाज में भी एक जोखिम खुराक परिणामों के उच्च, एक गैर में NOA मोड़-चिपचिपा राज्य । दो हिस्सों के बाद संबंधों को भुगतना होगा क्योंकि गैर पैटर्न आधा परत पर चिपचिपा NOA फ्लैट आधा परत पर सीएएफ2 खिड़की से बांड नहीं होगा । आदर्श रूप में, सही खुराक कम जोखिम होना चाहिएखुराक जो NOA संरचना मज़बूती से दोहराने के लिए अनुमति देता है, जबकि अभी भी अपनी कठिन राज्य को बनाए रखने. सही जोखिम खुराक निर्धारित करने के अलावा, दो हिस्सों के संबंध के रूप में जितनी जल्दी हो सके किया जाना चाहिए, 30 मिनट के भीतर, NOA के चिपचिपाहट के रूप में धीरे से समय के साथ कम हो जाती है जब तक यह संबंध के लिए अब संभव नहीं है.

अंय बिंदुओं पर ध्यान दें रहे है जब बंधुआ के लिए वैक्यूम प्रेस प्रणाली का उपयोग कर । अनुपालन परतों (यानी, पतली PDMS शीट डिवाइस सैंडविच) डिवाइस पर वर्दी दबाव वितरण के लिए अपेक्षाकृत समान मोटाई होना चाहिए । इस प्रयोजन के लिए, एक निर्धारित स्पेसल मोटाई के साथ एक कस्टम निर्मित एक्रिलिक जिग ऐसी PDMS शीट कास्ट करने के लिए इस्तेमाल किया गया था । अनुपालन चादरें भी स्थानीय दबाव शुरू करने से बचने के लिए साफ होना चाहिए, विशेष रूप से भंगुर सीएएफ2 विंडो पर ।

मौजूदा तरीकों की तुलना में विधि के लाभ
हमारे निर्माण दृष्टिकोण स्विचेज माप के साथ संगत एक प्लास्टिक डिवाइस के उत्पादन का प्रदर्शन किया । क्योंकि सूक्ष्म निर्माण तकनीक सुविधा के आयाम पर अच्छा नियंत्रण प्रदान करता है, microfluidic चैनलों की ऊंचाई पर प्राप्त नियंत्रण अधिक क्या अंय निर्माण दृष्टिकोण के साथ प्राप्त किया जा सकता से अधिक सटीक है (उदा, प्लास्टिक स्पेसर) ।

इस प्रोटोकॉल का एक महत्वपूर्ण लाभ यह है कि यह यूवी-विज़-IR पारदर्शी दृश्य-बंदरगाहों के साथ एक प्लास्टिक डिवाइस में परिणाम; स्विचेज के लिए सभी पहले से प्रदर्शित microfluidic उपकरणों एक बड़ी IR पारदर्शी सब्सट्रेट के शीर्ष पर उत्पादित किया गया, प्रत्येक और हर डिवाइस के लिए लिथोग्राफी कदम की आवश्यकता होती है10,11,12. वर्तमान दृष्टिकोण में, लागत और निर्माण की जटिलता केवल एसआई मोल्ड के उत्पादन के बाद से कम है लिथोग्राफी की आवश्यकता है ।

अंत में, एक यूवी का इलाज राल का उपयोग (इस प्रदर्शन में NOA73) मुख्य प्लास्टिक शरीर के रूप में एक बाहरी तरल वितरण प्रणाली के लिए डिवाइस की कनेक्टिविटी को कम कर देता है, या तो gluing द्वारा या प्लास्टिक शरीर के लिए कनेक्शन संलग्न या अधिक तेजी के लिए एक द्रव जिग का उपयोग करके डिवाइस उत्पादन या उपयोग ।

विधि के भविष्य अनुप्रयोगों
संभव सुधार और विकास है कि पता लगाया जा सकता है, दो सबसे तत्काल और महत्वपूर्ण हैं । सबसे पहले, दृश्य के ब्रॉडबैंड ऑप्टिकल पारदर्शिता बंदरगाह एक ही मंच पर उच्च संकल्प प्रतिदीप्ति माइक्रोस्कोपी के साथ स्विचेज के युग्मन पता चलता है । यह आसानी से सीएएफ2 खिड़कियों में से एक की मोटाई को कम करने के लिए उच्च संख्यात्मक एपर्चर और उच्च आवर्धन उद्देश्यों के साथ एक काम दूरी की आवश्यकताओं के साथ पालन करने के द्वारा पीछा किया जा सकता है । दूसरा, इस निर्माण योजना और अधिक जटिल द्रव लेआउट के लिए अनुमति दे सकते हैं । कई प्रेक्षण मंडलों और कार्यात्मक तत्वों उन्हें इस तरह के मिक्सर और मीडियाकर्मी के रूप में जोड़ने, उनके ज्यामिति खिड़कियों के नीचे खुले गुहाओं को परिभाषित करता है के रूप में लंबे समय के रूप में लागू किया जा सकता है ।

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Disclosures

लेखकों का खुलासा करने के लिए कुछ नहीं है ।

Acknowledgments

लेखक कृतज्ञता मब्बी वित्तीय सहायता स्वीकार करते हैं ।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Chemical
Trichloro(1H,1H,2H,2H-perfluorooctyl)silane 97% Sigma Aldrich 448931-10G
Sylgard 184 Silicone Elastomer Kit Dow Corning Polydimethylsiloxane or in short, PDMS
Norland Optical Adhesive 73 Norland Products Inc. 7304
SU8 3010 photoresist MicroChem Y311060
SU8 developer MicroChem Y020100
Material
Silicon wafer, 4 inch, prime grade Bonda Technology Pte Ltd
CaF2 IR-grade windows Crystran, UK CAFP10-1 10 mm diameter, 1 mm thickness
Acrylic templates Custom made
Equipment
UV-KUB 2 (UV LED exposure system) KLOE Emission spectrum 365nm ± 5nm
Newport UV lamp Newport Model 66902 50-500 Watt Hg arc lamp
CEE Spin coater Brewer Science Model 200x
MJB4 mask aligner SUSS MicroTec
Precision digital hot plate Harry Gestigkeit GmbH 2860SR
Plasma Surface Technology Diener Electronic GmbH + Co. KG For O2 plasma treatment
IDP-3 Dry Scroll Vacuum Pump Agilent Technologies ultimate pressure 3.3 x 10-1 mbar
Bruker IFS 66v/s FTIR Spectrometer Bruker

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References

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लिथोग्राफी अंक १२६ शीतला रूपान्तर अवरक्त Spectro-माइक्रोस्कोपी स्विचेज लाइव सेल इमेजिंग Spectro-माइक्रोस्कोपी microfluidic microfabrication रूपांतरण ।
दृश्य-बंदरगाहों के साथ प्लास्टिक Microfluidic उपकरणों के उत्पादन के लिए नरम Lithographic प्रक्रिया दृश्यमान और अवरक्त प्रकाश के लिए पारदर्शी
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Suryana, M., Shanmugarajah, J. V.,… More

Suryana, M., Shanmugarajah, J. V., Maniam, S. M., Grenci, G. Soft Lithographic Procedure for Producing Plastic Microfluidic Devices with View-ports Transparent to Visible and Infrared Light. J. Vis. Exp. (126), e55884, doi:10.3791/55884 (2017).

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