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Génération de taille-contrôlée Poly (éthylène Glycol) Diacrylate gouttelettes via Semi-3-Dimensional Flow mise au point des dispositifs microfluidiques

Published: July 3, 2018 doi: 10.3791/57198
Automatic Translation
1, 1, 1, 1, 1, 1,2
1Graduate School at Shenzhen, Tsinghua University, 2The State Key Laboratory of Precision Measurement Technology and Instruments, Tsinghua University

Summary

Nous présentons ici un protocole afin d’illustrer les procédés de fabrication et les expériences de vérification d’une puce du microfluidique d’écoulement de mise au point du semi-three-dimensional (semi-3D) pour la formation de gouttelettes.

Abstract

Gouttelettes de diacrylate (PEGDA) uniforme et contrôlable par taille poly (éthylène glycol) pourraient être produits par l’intermédiaire de la circulation, mise au point de processus dans un dispositif microfluidique. Cet article propose une puce de microfluidique (semi-3D) flux de mise au point semi-three-dimensional pour la formation de gouttelettes. La puce de polydiméthylsiloxane (PDMS) a été fabriquée en utilisant la méthode de lithographie souple multicouche. Hexadécane contenant l’agent tensio-actif a été utilisé comme la phase continue, et PEGDA avec le rayonnement ultraviolet (UV) photo-initiateur a été la phase dispersée. Agents tensio-actifs a permis à la tension de surface de locale à baisser et forment une pointe plus cusped qui a favorisé la rupture en micro-gouttelettes minuscules. Comme la pression de la phase dispersée est constante, la taille des gouttelettes est devenu plus petite en augmentant la pression de la phase continue avant la phase dispersée flux s’était rompu. En conséquence, les gouttelettes avec variation de la taille de 1 µm à 80 µm de diamètre pourraient être atteint de façon sélective en changeant le rapport de la pression dans les deux canaux d’entrée, et le coefficient moyen de variation a été estimé à moins de 7 %. En outre, gouttelettes pourraient se transformer en micro-billes par exposition aux rayons UV pour la polymérisation de la photo. Conjugaison de biomolécules sur cette surface de micro-billes ont de nombreuses applications potentielles dans les domaines de la biologie et de chimie.

Introduction

Les systèmes microfluidiques axée sur les gouttelettes ont la capacité de produire très monodispersés gouttelettes du nanomètre au micromètre de diamètre rang1 et ont un grand potentiel dans le haut-débit drogue découverte2, synthèse de biomolécules3 ,4et les tests de diagnostic tests5. Grâce à deux avantages uniques de gouttelettes plus petites, telles que la plus grande surface au rapport de volume et les applications à grande échelle avec la consommation de quelques microlitres d’échantillon, la technologie a suscité un vaste intérêt dans un large éventail de domaines. L’émulsification des deux liquides non miscibles est une des méthodes plus typiques pour générer des gouttelettes. Dans les rapports précédents sur le terrain, les chercheurs ont développé une variété de géométries de formation différentes gouttelettes, dont Carrefour, flux de mise au point et co s’écoulant des géométries. Dans la géométrie de la jonction en t, la phase dispersée est assurée par un canal perpendiculaire dans le chenal principal, dans lequel la phase continue s’écoule6,7. Dans la typique à deux dimensions (2D) flux de mise au point8,9 géométrie, le débit de la phase dispersée est obtenue par le latéral ; et pour le co fluide géométrie10,11, en revanche, un capillaire présentant le débit de la phase dispersée est placé coaxialement à l’intérieur d’un plus grand capillaire pour la géométrie des fluide, afin que le débit de la phase dispersée est obtenue par toutes les directions.

La taille des gouttelettes est contrôlée en ajustant le rapport de taux de taille et débit de canal, et la taille minimale produite par co qui coule ou carrefour est limitée à des dizaines de micromètres. Pour système flux de mise au point de formation de gouttelettes, trois modes de rupture des gouttelettes se forment en ajustant le taux de compression de deux phases et concentration de l’agent tensio-actif, y compris le dripping régime, le régime de jet et Astuce-streaming15. Astuce-streaming mode est également appelé thread formation et l’apparition d’un mince, on remarquera le fil faisant ressortir de la pointe du cône de débit de phase dispersée. Des études antérieures ont démontré les gouttelettes de moins de quelques micromètres pourraient être générés si pointe-streaming process en 2D ou en semi-3D se concentrant les flux périphérique8,12. Cependant, comme une solution aqueuse contenant de très faibles concentrations de PEGDA a été utilisée comme la phase dispersée, le rapport de rétrécissement de particules PEGDA a environ 60 % des gouttelettes de diamètre originales après photo-polymérisation, tout en PEGDA sans dilution comme le phase dispersée conduit à instable pointe-streaming mode12. Tension interfaciale est un paramètre important du processus de l’émulsion et il diminuera en raison de l’ajout du surfactant dans le liquide de la phase continue, conduisant à la diminution de la taille des gouttelettes, de fréquence plus élevée génération13, pointe fortement courbée, et prévenir l’instabilité14. En outre, lorsque la concentration en agent de surface en vrac est beaucoup plus élevée que la concentration micellaire critique, la tension interfaciale est environ invariable dans l' état saturé13 et le mode flux pointe peut survenir15.

Basé sur les observations qui précèdent, dans cet article, nous avons développé une approche facile pour génération de gouttelettes PEGDA à l’aide d’un semi-3D se concentrant les flux dispositif microfluidique, fabriqué par méthode de lithographie souple multicouche. Différent de l’appareil de convergence flux 2D typique, le dispositif de focalisation flux semi-3D a un canal de phase dispersée peu profond et un canal de phase profonde continue, afin que la phase dispersée peut être cisaillée de haut en bas à côté latéral. Ceci prévoit plus grande plage de réglage mode débit de focalisation en réduisant l’énergie et la pression nécessaire pour rupture de gouttelettes. Différent du précédent rapport12, la phase dispersée est pure PEGDAcontaining photo-initiateur, en vous assurant que le rapport de rétrécissement de particules PEGDA est inférieur à 10 %,16; et la phase continue est le mélange d’hexadécane se dissolvent et une concentration élevée en vrac du surfactant non ionique à base de silicone. Des gouttelettes de taille-contrôlable et uniformes ont été produites en ajustant le taux de compression de deux phases. Le diamètre des gouttelettes varie de 80 µm à 1 µm comme l’éclatement de la gouttelette traite les modifications du mode jet mode Astuce-streaming. En outre, la particule PEGDA a été synthétisée par l’intermédiaire de processus de photo-polymérisation sous exposition aux UV. Le système de microfluidique de génération gouttelette avec facilité de fabrication offrira plus de possibilités pour des applications biologiques.

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Protocol

1. Fabrication de moule

  1. Conception de deux masques de photo à l’aide d’un logiciel de dessin. Décrire les grandes lignes de la structure de microcanaux et utiliser deux couches distinctes pour masque 1 et 2 dans le même fichier de dessin, afin d’assurer toutes les connexions entre les différents canaux. Imprimer les différentes couches indépendamment pour chrome plaque sur le verre par un vendeur avec résolution de 1 µm. Veiller à ce que les masques sont foncées avec des structures conçues transparents, comme une polarité négative.
    Remarque : Le masque 1 contient le canal d’admission de phase dispersée et un orifice. Le masque 2 contient le canal d’admission de phase continue, le filtre et la prise de courant.
  2. Laboratoire désigné photolithographie, nettoyer une plaquette de silicium de 3 pouces de diamètre. Placez la galette sur une coucheuse spin, sur le vide d’apposer la plaquette pour le mandrin de spin. Spin-couche 2-3 mL de SU-8 2025 photosensible négative sur la plaquette pour 10 s à 1 000 tr/min, puis 30 s à 3 000 tr/min, fournissant la première épaisseur de la couche de 20 µm.
  3. Doux au four sur une plaque chauffante de 95 ° C pendant 6 min. Après la gaufrette enduite refroidit à température ambiante (RT), exposez-le via le masque 1 sous un collimaté 15 mW/cm2, 365 nm d’UV pour 18 s. après exposition, faire cuire sur une plaque chauffante de 95 ° C pendant 6 min, puis laisser la gaufrette refroidir RT.
  4. Répétez le procédé d’enduction centrifuge. Appliquer 2 à 3 mL de SU-8 2100 photosensible négative sur la plaquette de 10 s à 1 000 tr/min, puis 30 s à 2 000 tr/min, offrant la deuxième épaisseur de la couche de 130 µm. Après doux cuire sur une plaque chauffante de 95 ° C pendant 35 min, placer le masque 2 sur le deuxième photoresist couche d’exposer pendant 30 s, ce qui a été alignée sur la couche de canal phase dispersée par une géométrie des UV. Après l’exposition, cuisson au four sur une plaque chauffante de 95 ° C pendant 7 min.
  5. Développer la plaquette en l’immergeant dans un bain agité de 50 mL d’acétate d’éther méthylique propylène glycol jusqu'à caractéristiques apparu sur la plaquette, puis lavez-le avec de l’alcool éthylique. Enfin, placer la plaquette sur la plateforme thermostatique pour la cuisson dure pendant 2 h.

2. semi-3D Flow-focalisation puce microfluidique Fabrication

  1. Monomère Mix PDMS et son agent réactif dans un rapport de poids légèrement différente pour le haut et les couches de fond, généralement 10:1 pour la couche supérieure et 8:1 pour la couche inférieure, à l’aide d’agitateur automatique pommade pendant 4 min.
    Remarque : Les dalles PDMS haut et en bas sont préparés dans un ratio légèrement différent (10:1 et 8:1 respectivement) de base PDMS à salaison, renforcement de la force de liaison. Lorsque le rapport 5:1 est choisi pour la couche inférieure, la dalle PDMS fond rigide alignement est difficile et réduit la force de liaison due au manque de flexibilité. En outre, l’épaisseur de la dalle de fond PDMS est environ de 1 mm pour adapter le travail à distance du microscope. La puce se déforme facilement sous haute pression, si vous avez sélectionné ratio 15:1.
  2. Versez le mélange dans le moule silicone rempli dans un plat de Pétri de 90 mm et de donner une épaisseur de 2 ~ 3 mm. Placez-le dans une chambre à vide et dégazer jusqu'à ce que toutes les bulles d’air disparaissent. Guérir à 80 ° C dans un four pendant 1 heure.
  3. Permettre le PDMS refroidir à RT. utiliser un scalpel pour couper l’appareil au moins 3 mm loin les fonctionnalités et décoller lentement la couche PDMS de la plaquette de silicium. Punch à l’entrée de la phase dispersée, l’entrée de la phase continue et la prise de courant dans la couche supérieure de PDMS à l’aide d’un poinçon de diamètre 0,75 mm.
  4. Nettoyer le PDMS avec du ruban adhésif pour enlever les particules de poussière. Plasma traiter le haut et le bas des couches PDMS simultanément pendant 2 min dans un plasma de W 300 nettoyeur. Placer la couche supérieure sur la surface de couche inférieure et glisser les surfaces relativement jusqu'à ce que les caractéristiques sont alignés à l’affichage à travers un microscope stéréo.
  5. Guérir l’appareil dans un four à 120 ° C pendant une journée pour améliorer la force et toutes les liaisons.

3. préparation de réactifs

  1. Préparer la solution de la phase continue : hexadécane en dissolvant les 18 % de vol silicones non ioniques tensioactif.
  2. Préparer la solution de la phase dispersée : diacrylate de hydrophile poly (éthylène glycol) (PEGDA, 255 MW,) contenant 2-hydroxy-4'-(2-hydroxyethoxy)-2-methylpropiophenone (98 %, 224 MW) à une concentration de 5 mg/mL comme photo-initiateur et la rhodamine B () 95 %, 479.01 MW) à une concentration de 1 mmol/L comme les colorants fluorescents.
  3. Remplir les réservoirs de 1 mL de régulateur de pression pneumatique de la phase continue. Remplissez la pointe de chargement de gel 200 µL de la phase dispersée.

4. préparation du système

  1. Placer le dispositif microfluidique semi-3D sur la scène du microscope optique inversée, avec une caméra à haute vitesse.
  2. Branchez le tube fluoré éthylène propylène (FEP) au trou perforé de la phase continue en attachant un petit tube en acier inoxydable, puis insérez l’extrémité d’une pointe de chargement de gel dans le trou perforé de la phase dispersée. Insérez une longueur de 20 cm de tube de FEP dans la prise de l’appareil et placer l’extrémité dans un tube à centrifuger de 15 mL.
    Remarque : La configuration du système est illustrée à la Figure 1.

5. la Formation de gouttelettes

  1. Placez l’appareil sur l’établi d’un microscope inversé et faire en sorte que la jonction des différents canaux se trouve à peu près dans la position de la source lumineuse du microscope. Concentrer le microscope inversé sur une région qui contient l’intersection de deux phases, la région de l’orifice et le canal en aval.
  2. Set de pressions de deux phases à l’aide de régulateur de pression pneumatique pour livrer le liquide lentement à la région qui se croisent, avec 15 mbar pour la phase dispersée et 30 mbar pour la phase continue. Attendre 3 min pour la stabilisation et l’équilibration jusqu'à l’écoulement du fluide stable ne transportant aucun bulles et résidus PDMS.
  3. Les paramètres sur l’interface utilisateur du logiciel de contrôle d’entrée. Réglez la pression de la phase dispersée sous la pression du niveau de base du système à une constante, par exemple, maintenir à 45 mbar. Augmenter la pression d’une phase continue jusqu'à ce que le mode de rupture d’émulsion est passée sous le jet au mode Astuce-streaming, puis attendre 5 min pour la stabilisation.
  4. Placez l’extrémité du tuyau FEP reliant l’orifice de sortie dans le tube à centrifuger pour recueillir les gouttes.

6. PEGDA particules collecte et caractérisation

  1. Fixer le tube à centrifuger aslant dans le luminaire. Obtenir les particules PEGDA par le biais de la solidification rapide par exposition aux rayons UV en phase liquide couler dans le tube.
  2. La clôture du processus de collecte, goûtez et observer les particules PEGDA à travers le microscope à fluorescence avec 20 X ou 60 X objets respectivement.
    Remarque. Les images numériques fluorescents, capturées par la caméra sont analysés par une routine de logiciels sur mesure. L’image est premier déconvolution basée sur l' algorithme de R-L17 pour éliminer l’effet flou de la lumière hors de-mise au point et la sphère des objets dans l’image sont extraits selon la méthode de détection de bord rusé ; Enfin, le diamètre de chaque objet de sphère peut être calculé à l’aide de la transformation de Hough18. Ainsi, la moyenne et l’écart-type des diamètres des objets de domaine dans chaque image peuvent être estimées.

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Representative Results

La puce de microfluidique de flux de mise au point semi-3D a été fabriquée en utilisant des techniques de lithographie souple multicouche comme décrit ci-dessus. Le processus de fabrication et les résultats pour moule maître dans le protocolare illustré à la Figure 2. La première couche, qui fournit un canal large de 65 µm pour introduire la phase dispersée et un 50 µm large orifice (Figure 2a), est de 20 µm d’épaisseur. Une couche d’épaisseur plus 130 µm est utilisé pour fournir la chaîne de phase continue et la sortie (Figure 2b). Figure 2 c montre un moule fini. Un filtre à l’entrée est conçu pour empêcher les débris des trous poinçonnés dans le PDMS de pénétrer dans. Ceci est fait pour surmonter le blocage de l’orifice (Figure 2d).

Après fabrication des moules de maîtres, la coulée et les résultats dans le protocole sont indiquées à la Figure 3. Demi-pièces haut et en bas avec structures en miroir sont préparés à l’aide de PDMS. À l’aide d’un poinçon de 0,75 mm pour percer les trous d’entrée et de sortie dans la couche supérieure du PDMS. Après traitement au plasma oxygène en même temps, les caractéristiques du haut et les bas PDMS dalles correspondent aux moins erreur d’alignement qui n’affecte pas significativement la performance de l’appareil. La longueur de l’appareil entier semi-3D est d’environ 5 cm. Nous avons essayé les puces long 10 cm, ajoutant le canal en aval. Cependant, plus la puce, plus difficile les processus de l’alignement en raison de la région d’alignement croissant. En outre, la puce plus courte (par exemple le morceau long de 2,5 cm, nous avons utilisé) rend le processus de l’alignement difficile en raison du manque de souplesse.

Le dispositif microfluidique semi-3D à flux de mise au point et le processus de formation de gouttelettes typiques sont illustrées à la Figure 4. En raison de la différence de profondeur de la chaîne de la phase dispersée et la phase continue, le débit de la phase dispersée est censé être serré de toutes les directions par l’écoulement de la phase continue. En conséquence, liquide conique symétrique tip formes pour produire des gouttelettes en permanence. La taille des gouttelettes est modifiée par le rapport de pression du débit de phases dispersées et continu. Pour nos expériences, la pression de la phase dispersée (P,D) est maintenue constante sous la pression du niveau de base et à la pression de phase continue (PC) est modifié pour affecter la force de cisaillement, afin que les processus de dislocation de gouttelettes changement de le mode jet mode Astuce-streaming, tel qu’illustré à la Figure 5. Les gouttelettes sont solidifiés par les particules formant photo-polymérisation. Exposition aux UV polymérise le monomère dans les gouttelettes. La figure 6 montre les images fluorescentes des particules avec le taux de compression différent ; et analyse d’images révèle la taille des gouttelettes, qui est tracée en fonction du ratio pression dans la Figure 7a. Par analogie avec la méthode de circuit électrique24, le circuit fluidique équivalent est montré à la suivante figure 7 b. Nous avons calculé à peu près la résistance hydraulique de trois parties : le canal de la phase dispersée est 1,26 X 1014Pa • s • m-3 (R3) ; la somme de l’orifice et le canal en aval est 6.08 X 1012Pa • s • m-3 (R4 + R5) ; le canal de phase continue et le filtre sont 2,19 X 1012Pa • s • m-3 (R2) et 1,10 X 1012Pa • s • m-3 (R1). Les relations entre toutes les résistances hydrauliques et les débits sont indiquées comme suit :

Equation 1

Equation 2

Equation 3

PB est la pression du point d’intersection des deux phases microchannel. Lorsque la pression de la phase dispersée (P,D) est maintenue à 45 mbar, le taux de compression est converti en ratio de taux de flux correspondant :

QC = 0.8859PC - 1.62891

QD = 2.1302 - 0.0217PC

La taille des gouttelettes est tracée en fonction du ratio débit taux figure 7 c. La figure indique que le rapport de pression croissante (PC / PD) conduit à la dispersion débit de phase être cisaillé dans la pointe de spindlier et la gouttelette décroissante. La gamme de taille des particules PEGDA varie de 1 µm à 80 µm avec un coefficient moyen de variation (CV) inférieur à 7 %. Les gouttes plus petites ont été observées à travers le microscope à fluorescence avec 60 X object, donc il y avait seulement une dizaine de gouttes dans la vue du microscope. En outre, les gouttelettes plus petites étaient environ vingt ou trente pixels de rayon. Il était difficile de caractériser les coefficients de variation de gouttelettes plus petites, et la petite base conduirait à un calcul inexact, donc les CV de ces gouttelettes plus petites n’étaient pas indiqués.

Figure 1
Figure 1 : La configuration du système expérimental S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 2
Figure 2: Mater moules pour lithographie souple multicouche. (a) le masque 1 utilisé pour la formation de 20 µm caractéristiques. Le masque contient le canal de la phase dispersée et un orifice. (b) le masque 2 utilisé pour la formation de 130 µm caractéristiques. Le masque contient le canal phase continue et le canal de sortie. (c) maître monolithique. (d) dessin CAO et SEM du filtre, situé à l’entrée pour éviter tout colmatage. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 3
Figure 3: Casting et collage des processus pour la puce microfluidique PDMS. (a) schéma de principe de l’Assemblée de l’appareil PDMS semi-3D. (b) de Structures de PDMS dalle sous DISPOSITIF MICROFLUIDIQUE monolithique de SEM.(c) . S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 4
Figure 4: An illustration principe des systèmes microfluidiques semi-3D se concentrant les flux de travail. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 5
Figure 5 : An illustration mages de fluorescence des différents processus de dislocation de gouttelette. (a à d) le mode de projection et (e-f) le mode Astuce-streaming. PC est la pression de la phase continue et PD est la pression de la phase dispersée. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 6
Figure 6 . Particules PEGDA sous le rapport de pression différentes. Images de fluorescence des particules de différentes tailles et sous (a-b) au microscope optique et (c-d) confocal laser microscopie à balayage. PC est la pression de la phase continue et PD est la pression de la phase dispersée. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 7
Figure 7 . Taille des gouttelettes. (a) tailles correspondantes sur la base du rapport de pression. Carré noir représente la distribution de taille des gouttelettes, et les chiffres en exposant sont le coefficient correspondant de variation. Plus petites gouttelettes sont difficiles à caractériser les coefficients d’écart de petites gouttelettes, alors le CV de ces gouttelettes plus petites n’étaient pas indiqués. (b) Illustration de circuit fluidique. (c) la relation entre le rapport des gouttelettes taille et débit des taux. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

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Discussion

La génération des gouttelettes dans le mode de flux de mise au point en utilisant le 2D et dispositif microfluidique semi-3D a déjà été développée dans une variété de rapports8,9,15,19,20, 21. Dans ces systèmes, le liquide aqueux qui ne pourrait pas être solidifié a été choisi comme la phase dispersée, tels que l’eau désionisée8,15,20,21, une solution aqueuse de sodium hydroxyde de19 et de la formation de mode de pointe flux stable a besoin du soutien de champ électrique de haute tension8,21. En outre, tel système flux de mise au point de formation de gouttelettes est similaire à celle de l’eau pure, avec une solution aqueuse à faible concentration de PEGDA12, qui est plus stable que celui de l’utilisation de PEGDA sans dilution dans la phase dispersée.

Dans notre semi-3D flux de mise au point système microfluidique sans champ électrique de haute tension, non dilué PEGDA solution a été utilisée comme le liquide de la phase dispersée, augmentant la difficulté au processus de dislocation forme goutte stable. Nous avons constaté que le mode Astuce-streaming est plus stable en augmentant la concentration de l’agent tensio-actif ; et aussi, en augmentant la concentration de l’agent tensio-actif diminué la tension locale de la surface et forme une pointe plus cusped, conduisant à la diminution de taille de gouttelette. En conséquence, des gouttelettes contrôlable par taille (1 µm à 80 µm de diamètre) peuvent être obtenues en ajustant seulement le rapport de pression, une facilité de fabrication et de la manière de reproductibilité élevée.

Cependant, il y a une restriction majeure pour notre système microfluidique flux de mise au point de semi-3D. PDMS est une sorte de matériau souple afin que le mode de débit de focalisation deviendrait instable sous haute pression en raison de la déformation de la microchannel. En outre, bien qu’il a été rapporté que hexadécane causerait PDMS gonflement22, on n’a pas observe une déformation importante de notre microchannel causer de tel effet. Les 80 µm et 100 µm de large canal pour la phase dispersée ont été sélectionnés, et légère déformation a été observée lorsque la pression a augmenté. Ainsi, nous suggérons que le débit dans la région de l’orifice est trop élevé sous une telle pression élevée, conduisant à la déformation inévitable, mais pas en raison de l’effet de gonflement d’hexadécane. Un dispositif toute plat se pliera légèrement après une utilisation continue pendant 7 heures. Il faut environ 4 heures pour un groupe de données pratiques de mesures, et l’appareil n’a pas été déformé remarquablement. En outre, il est méritent d’être explorées si le processus de rupture plus féroce à l’aide de Carrefour a entraîné dans le mode de convergence flux instable. Jonction en Y, la structure de flux de mise au point avec un angle entre deux canaux de phase (y compris les 15°, 45°, 65°) a été choisie pour faire une douce flux convergence pour une mode plus stable. Toutefois, aucun mode de flux pointe a eu lieu au titre de ces dispositifs microfluidiques, et seulement plus grandes gouttelettes forment sous mode de projection. Il a été également signalé que la largeur de l’écoulement de la phase dispersée est environ 30 µm sous haute pression ratio à l’aide de jonction en Y23. Enfin, la niveau de base pression appliquée sur la phase dispersée est un peu faible et basse pression réduit la fréquence de génération, en particulier pour les plus petites gouttelettes. Les taux de production plus élevé devrait être acquis par le biais de la structure parallèle dans nos travaux futurs.

Plus petites gouttelettes provoque ratio surface volume plus élevé, conduisant à l’efficacité et la vitesse de réaction plus élevé. En biologie, la petite goutte sera utilisée pour le dépistage des anticorps et la découverte de médicaments par des dépôts meubles décoration, encapsulation en ajoutant des molécules biologiques, tels que cible génétique et cellules et en produisant des particules fonctionnelle en ajoutant magnétique et fluorescent matériau. Nous espérons que nos protocoles, relatifs à la fabrication des semi-3D se concentrant les flux PDMS dispositif et génération de petites gouttelettes, contribueront aux études continus et plus profondément dans ce domaine et être utilisés dans une large gamme d’applications biologiques.

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Disclosures

Les auteurs n’ont rien à divulguer.

Acknowledgments

Ce travail a été soutenu par la recherche fondamentale de Shenzhen financement (Grant No. JCYJ 20150630170146829, JCYJ20160531195439665 et JCYJ20160317152359560). Les auteurs tiennent à remercier le professeur Y. Chen au Shenzhen instituts of Advanced Technology, Académie chinoise des Sciences pour la prise en charge.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Silicon wafer Huashi Co., Ltd
SU-8 2025, 2100 Microchem Co. Y111069
SU-8 developer Microchem Co. Y020100
Chromium mask Qingyi Precision Mask Making Co., Ltd
polydimethylsiloxane(PDMS) Dow Corning Sylgard 184
poly(ethylene glycol) diacrylate (PEGDA) Sigma 26570-48-9
2-hydroxy-40-(2-hydroxyethoxy)-2-methylpropiophenone TCI H1361-5G photoinitiator
Hexadecane Sigma 544-76- 3
ABIL EM 90 CHT 144243-53-8 surfactants
Rhodamine B Aladdin 81-88-9 fluorescent dye
Spin Coater
Lithography machine
Automatic ointment agitator Thinky ARV-310
Oven BluePard
Optical microscope OLYMPUS IX71
High-speed camera Hamamatsu, Japan ORCA-flash
MAESFLO Microfluidic Fluid Control System FLUIGENT MFCS-EZ
UV lamp FUTANSI 365 nm UV light, 8000 MW/CM2

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

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Ingénierie numéro 137 DISPOSITIF MICROFLUIDIQUE Semi-3D lithographie douce flow se concentrant particules PEGDA écoulement diphasique
Génération de taille-contrôlée Poly (éthylène Glycol) Diacrylate gouttelettes <em>via </em>Semi-3-Dimensional Flow mise au point des dispositifs microfluidiques
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Wu, Y., Qian, X., Mi, S., Zhang, M., Sun, S., Wang, X. Generation of Size-controlled Poly (ethylene Glycol) Diacrylate Droplets via Semi-3-Dimensional Flow Focusing Microfluidic Devices. J. Vis. Exp. (137), e57198, doi:10.3791/57198 (2018).

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