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Bioengineering

थर्माप्लास्टिक सामग्री के तीन आयामी मुद्रण Microfluidic अनुप्रयोगों के लिए प्रतिक्रिया नियंत्रण के साथ स्वचालित सिरिंज पंप बनाने के लिए

Published: August 30, 2018 doi: 10.3791/57532
Automatic Translation
*1, *1, 2, 1,2
1Department of Bioengineering, University of Pittsburgh, 2Department of Mechanical Engineering, Carnegie Mellon University
* These authors contributed equally

Summary

यहाँ हम एक प्रोटोकॉल वर्तमान microfluidic अनुप्रयोगों में इस्तेमाल किया जा करने के लिए एक दबाव नियंत्रित सिरिंज पंप का निर्माण करने के लिए. इस सिरिंज पंप एक additive निर्मित शरीर से बनाया गया है, बंद-the-शेल्फ हार्डवेयर, और खुले स्रोत इलेक्ट्रॉनिक्स. परिणामस्वरूप प्रणाली कम लागत, सीधा बनाने के लिए है, और अच्छी तरह से विनियमित द्रव प्रवाह तेजी से microfluidic अनुसंधान को सक्षम करने के लिए उद्धार ।

Abstract

Microfluidics जैविक, रासायनिक, और भौतिक विज्ञान के पार अनुसंधान में एक महत्वपूर्ण उपकरण बन गया है । microfluidic प्रयोग का एक महत्वपूर्ण घटक एक स्थिर द्रव हैंडलिंग प्रणाली सही एक प्रवेश प्रवाह दर या प्रवेश दबाव प्रदान करने में सक्षम है । यहाँ, हम एक सिरिंज पंप प्रणाली को नियंत्रित करने और एक microfluidic डिवाइस के लिए दिया प्रवेश द्रव दबाव को विनियमित करने में सक्षम विकसित किया है. इस प्रणाली को कम लागत सामग्री और additive के निर्माण के सिद्धांतों का उपयोग कर बनाया गया था, तीन आयामी (3 डी) थर्माप्लास्टिक सामग्री और बंद-the-शेल्फ घटक जब भी संभव की छपाई का लाभ । इस प्रणाली के तीन मुख्य घटकों से बना है: एक सिरिंज पंप, एक दबाव transducer, और एक प्रोग्राम microcontroller । इस पत्र के भीतर, हम विस्तार के लिए प्रोटोकॉल का एक सेट बनाना, कोडांतरण, और इस सिरिंज पंप प्रणाली प्रोग्रामिंग । इसके अलावा, हम प्रतिनिधि परिणाम है कि उच्च निष्ठा, प्रवेश दबाव की प्रतिक्रिया नियंत्रण इस प्रणाली का उपयोग कर प्रदर्शित शामिल है । हम इस प्रोटोकॉल शोधकर्ताओं कम लागत सिरिंज पंप सिस्टम बनाना, जैव चिकित्सा, रसायन में microfluidics के उपयोग के लिए प्रवेश बाधा को कम करने की अनुमति देगा उंमीद है, और सामग्री अनुसंधान ।

Introduction

Microfluidic उपकरण जैविक और रासायनिक अनुसंधान में वैज्ञानिकों के लिए उपयोगी बन गए हैं । कम मात्रा में उपयोग, तेजी से माप क्षमताओं, और अच्छी तरह से परिभाषित प्रवाह प्रोफाइल के कारण, microfluidics जीनोमिक और proteomic अनुसंधान, उच्च प्रवाह स्क्रीनिंग, चिकित्सा निदान, नैनो, और एकल सेल में कर्षण प्राप्त किया है विश्लेषण1,2,3,4. इसके अलावा, microfluidic डिवाइस डिजाइन के लचीलेपन को आसानी से बुनियादी विज्ञान अनुसंधान सक्षम बनाता है, इस तरह के कल्चरल बैक्टीरियल कालोनियों की spatiotemporal गतिशीलता की जांच के रूप में5.

द्रव इंजेक्शन प्रणालियों के कई प्रकार सही microfluidic उपकरणों के प्रवाह को वितरित करने के लिए विकसित किया गया है । इस तरह के इंजेक्शन प्रणालियों के उदाहरण सिकुड़नेवाला और संचलन6पंप, दबाव नियंत्रक प्रणाली7, और सिरिंज8पंप शामिल हैं । सिरिंज पंप सहित इन इंजेक्शन सिस्टम, अक्सर महंगी परिशुद्धता इंजीनियर घटकों से बना रहे हैं. उत्पादन प्रवाह में दबाव के बंद लूप प्रतिक्रिया नियंत्रण के साथ इन प्रणालियों को बढ़ाने इन प्रणालियों की लागत के लिए कहते हैं । जवाब में, हम पहले से एक मजबूत, कम लागत सिरिंज पंप प्रणाली है कि बंद का उपयोग करता है लूप प्रतिक्रिया नियंत्रण के लिए बाहर का प्रवाह दबाव को विनियमित विकसित । बंद लूप दबाव नियंत्रण का उपयोग करके, महंगी परिशुद्धता के लिए की जरूरत-इंजीनियर घटकों निष्प्रभाव9है ।

सस्ती 3 डी प्रिंटिंग हार्डवेयर और जुड़े खुले स्रोत सॉफ्टवेयर में एक महत्वपूर्ण वृद्धि के संयोजन डिजाइन और microfluidic उपकरणों के निर्माण तेजी से10विषयों की एक किस्म से शोधकर्ताओं के लिए सुलभ बना दिया है । हालांकि, इन उपकरणों के माध्यम से तरल पदार्थ ड्राइव करने के लिए इस्तेमाल सिस्टम महंगा रह । एक कम लागत द्रव नियंत्रण प्रणाली के लिए इस की जरूरत को संबोधित करने के लिए, हम एक डिजाइन कि प्रयोगशाला में शोधकर्ताओं द्वारा गढ़े जा सकता है विकसित, विधानसभा चरणों की केवल एक छोटी संख्या की आवश्यकता होती है । अपनी कम लागत और सीधा विधानसभा के बावजूद, इस प्रणाली को सटीक प्रवाह नियंत्रण प्रदान कर सकते है और व्यावसायिक रूप से उपलब्ध है, बंद लूप सिरिंज पंप प्रणालियों, जो नकारात्मक स्तर तक महंगा हो सकता है के लिए एक विकल्प प्रदान करता है ।

यहाँ, हम निर्माण और बंद-पाश नियंत्रित सिरिंज पंप प्रणाली हम विकसित (चित्रा 1) के उपयोग के लिए प्रोटोकॉल प्रदान करते हैं. द्रव हैंडलिंग प्रणाली एक शारीरिक सिरिंज एक पिछले अध्ययन से प्रेरित पंप से बना है11, एक microcontroller, और एक piezoresistive दबाव संवेदक. जब इकट्ठे और आनुपातिक-अभिंन-व्युत्पंन (PID) नियंत्रक के साथ क्रमादेशित, प्रणाली microfluidic उपकरणों के लिए एक अच्छी तरह से विनियमित, दबाव चालित प्रवाह देने में सक्षम है । यह एक कम लागत और उच्च लागत वाले वाणिज्यिक उत्पादों के लिए लचीला विकल्प प्रदान करता है, शोधकर्ताओं के एक व्यापक समूह को सक्षम करने के लिए अपने काम में microfluidics का उपयोग करें ।

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Protocol

1.3 डी-मुद्रण और सिरिंज पंप के विधानसभा

  1. तैयार है और 3 डी-सिरिंज पंप घटकों प्रिंट
    1. डाउनलोड करें । STL इस कागज के पूरक फ़ाइलों से डिजाइन फ़ाइलें ।
      नोट: छह हैं । STL फाइलें, जिसका शीर्षक ' JoVE_Syringe_Clamp_10mL_Size. STL ', ' JoVE_Syringe_Platform. STL ', ' JoVE_Syringe_Plunger_Connectors. STL ', ' JoVE_Syringe_Pump_End_Stop. STL ', ' JoVE_Syringe_Pump_Motor_Connector. STL ', और ' JoVE_Syringe_Pump_Traveler_ पुश. stl ', पूरक फ़ाइलोंमें । इन फ़ाइलों सिरिंज पंप के 3 डी मुद्रित घटकों के अनुरूप है ।
    2. इन फ़ाइलों के रूपांतरण के लिए समर्पित एक सॉफ्टवेयर पैकेज में खोलने के द्वारा मुद्रण के लिए तैयार करें । STL मॉडल 3d प्रिंटर के लिए निष्पादन योग्य अनुदेश सेट करने के लिए फ़ाइलें इस्तेमाल किया जा रहा है । सुनिश्चित करें कि उचित सॉफ्टवेयर के रूप में इस्तेमाल किया जा रहा है कुछ प्रिंटर मालिकाना सॉफ्टवेयर की आवश्यकता होगी, जबकि दूसरों से सीधे मुद्रित करने में सक्षम हो सकता है । STL फ़ाइल है ।
    3. एक उच्च गुणवत्ता वाले 3 डी प्रिंटर सेटिंग के साथ acrylonitrile ब्यूटाडाइन styrene (ABS) का उपयोग प्लास्टिक घटकों का मुद्रण । यदि अंय आम 3d मुद्रण सामग्री, ऐसे polylactic एसिड (पीएलए) या अंय थर्माप्लास्टिक elastomers के रूप में इस्तेमाल किया जा रहा है, सुनिश्चित करें कि समाप्त यांत्रिक गुणों (जैसे, लोच, उपज शक्ति) ABS के लिए तुलनीय हैं ।
    4. मुद्रित भागों 3d प्रिंटर के मुद्रण प्लेटफ़ॉर्म से अलग है । मुद्रित सहायक संरचना को समाप्त भागों से निकालें ।
      नोट: समर्थन संरचना को परिवर्तित करने के लिए उपयोग किया गया प्रिंटर-विशिष्ट सॉफ़्टवेयर द्वारा डिज़ाइन किया गया है । STL 3d प्रिंटर के लिए निर्धारित निष्पादन योग्य अनुदेश के लिए मॉडल फ़ाइलें । उपयोग किए गए सॉफ़्टवेयर के आधार पर राशि और समर्थन सामग्री की संरचना भिन्न हो सकती है.
    5. किसी न किसी किसी न किसी किनारों को सैड का उपयोग कर रेत से मुद्रित घटकों को चिकना । सर्वोत्तम परिणामों के लिए, लगभग २२० के धैर्य का आकार के साथ सैड का उपयोग करें । सुनिश्चित करें कि सभी घटक कोडांतरण से पहले चिकनी हैं ।
    6. सुनिश्चित करें कि सभी सात भागों मुद्रित किया गया है ।
      नोट: इन भागों निंनलिखित नाम दिया गया है: (I) मोटर संबंधक, (II) यात्री पुश, (III) अंत बंद करो, (IV) सिरिंज मंच, (V) सिरिंज दबाना, (VI) सिरिंज गोताख़ोर पुरुष संबंधक और (सातवीं) सिरिंज गोताख़ोर महिला संबंधक. प्रत्येक घटक के लिए रोमन अंक चित्रा 2aमें संदर्भित किया जाता है । विधानसभा के लिए यांत्रिक भागों की एक विस्तृत सूची सामग्री की तालिकामें पाया जाता है ।
  2. सिरिंज पंप इकट्ठा (चित्रा 2)
    1. सेट शिकंजा के साथ एक मोटर शाफ्ट जेड अक्ष लचीला युग्मक का उपयोग कर एक लड़ी पिरोया रॉड को stepper मोटर जकड़ना । जारी रखने से पहले, सुनिश्चित करें कि घूर्णन stepper मोटर शाफ्ट फिसल के बिना लड़ी पिरोया रॉड ड्राइव ।
    2. मोटर कनेक्टर के लिए दृढ़ता से सिरिंज प्लेटफॉर्म के कनेक्शन को दबाने के द्वारा मोटर संबंधक के लिए सिरिंज प्लेटफार्म कनेक्ट करें ।
    3. कदम 1.2.1 में भाग के साथ 1.2.2 मोटर संबंधक के माध्यम से ४ १६ mm शिकंजा बन्धन द्वारा कदम में इकट्ठे भाग देते हैं ।
    4. यात्री पुश के तल पर स्थित खुले में दो रैखिक गेंद बीयरिंग और एक ०.८ mm हेक्स अखरोट डालें ।
    5. यात्री पुश में ०.८ mm हेक्स अखरोट के माध्यम से मोटर कनेक्टर पर लड़ी पिरोया रॉड संरेखित करें ।
    6. यात्री पुश और मोटर संबंधक के माध्यम से दो रैखिक शाफ्ट डालें ।
    7. मोटर कनेक्टर टुकड़ा के षट्कोण रिक्त स्थान में दो हेक्स पागल प्लेस, और फिर २ १६ mm शिकंजा कनेक्शन कसने के लिए उपयोग करते हैं, चलती से रैखिक शाफ्ट सुरक्षा ।
    8. अंत बंद के बीच खोलने में गेंद असर डालें ।
    9. कदम 1.2.7 से इकट्ठे घटकों के साथ अंत बंद कनेक्ट ।
    10. अंत बंद टुकड़ा के षट्कोण रिक्त स्थान में दो हेक्स पागल प्लेस, और फिर विधानसभा के लिए अंत बंद प्रत्यय करने के लिए कनेक्शन कस करने के लिए २ १६ mm शिकंजा का उपयोग करें ।
    11. दो स्टील लॉक नट और २ १६ mm शिकंजा का उपयोग कर यात्री धक्का टुकड़ा करने के लिए सिरिंज गोताख़ोर महिला संबंधक टुकड़ा संलग्न ।
    12. पंप के शीर्ष पर एक 10 मिलीलीटर सिरिंज प्लेस । सुनिश्चित गोताख़ोर के सिर सिरिंज गोताख़ोर महिला संबंधक टुकड़ा के पायदान में गठबंधन और सिरिंज बैरल के शीर्ष मोटर संबंधक के स्लॉट में तय हो गई है ।
    13. सिरिंज गोताख़ोर महिला संबंधक में सिरिंज गोताख़ोर पुरुष संबंधक टुकड़ा डालें. सुनिश्चित करें कि वहां पुरुष और महिला घटकों के बीच एक तंग फिट है, जगह में गोताख़ोर सुरक्षित ।
    14. सिरिंज के लिए दो हेक्स नट और २ ३५ मिमी शिकंजा का उपयोग कर मंच सिरिंज क्लैंप कनेक्ट, सीरिंज बैरल सुनिश्चित करने सिरिंज क्लैंप के स्लॉट में तय हो गई है.

2. Microfluidic डिवाइस तैयार करना

  1. photolithography का उपयोग कर मास्टर मोल्ड्स गढ़ें
    नोट: एक प्रक्रिया का ब्यौरा डिजाइन और microfluidic डिवाइस निर्माण के लिए मास्टर मोल्ड के निर्माण पिछले साहित्य में पाया जा सकता है12।
    1. पसंदीदा कंप्यूटर सहायता प्राप्त डिजाइन (सीएडी) सॉफ्टवेयर का उपयोग करना, एक photomask के लिए आवश्यक चित्र बनाने के लिए और एक गिलास या क्वार्ट्ज प्लेट पर यह प्रिंट ।
      नोट: अंय सामग्री इस्तेमाल किया मुखौटा संरेखण की आवश्यकताओं के आधार पर स्वीकार्य हो सकता है । इन photomasks का मुद्रण सामांयतया एक तृतीय-पक्ष विक्रेता द्वारा पूर्ण है ।
    2. photomask से एक मास्टर मोल्ड बनाने के लिए photolithography तरीकों का प्रयोग करें । एक cleanroom वातावरण में इस कार्यविधि को निष्पादित करें ।
    3. एक निर्वात desiccator में एक fluorosilane भाप को गढ़े मास्टर मोल्ड बेनकाब ।
      नोट: यह प्रक्रिया मास्टर मोल्ड से polydimethylsiloxane (PDMS) के रिलीज की सुविधा जब microfluidic उपकरणों गढ़े । मास् टर मोल्ड का इलाज करने के लिए, fluorosilane की तीन बूंदें एक चोंच में डालें और एक वैक्यूम चैम्बर में यूरिन को लगाएं ।
    4. 1 मिनट के लिए एक वैक्यूम लागू करें । वैक्यूम चैंबर बंद करो, लेकिन fluorosilane के जमाव के लिए अनुमति देने के लिए 30 मिनट के लिए चैंबर में मास्टर मोल्ड रखने के लिए । एक सुरक्षा एहतियात के रूप में, एक धुएं डाकू में इस प्रक्रिया को करने के लिए खतरनाक fluorosilane वाष्प के लिए जोखिम सीमा ।
  2. किर PDMS उपकरण
    1. एक वजन नाव में PDMS पूर्व बहुलक तौलना । हालांकि अंतिम PDMS डिवाइस की वांछित मोटाई भिंन हो सकते हैं, पूर्व के 30 जी बहुलक व्यास में १०० mm के एक मास्टर मोल्ड के लिए अच्छी तरह से काम करता है ।
    2. उपाय और पूर्व बहुलक करने के लिए एक 1:10 अनुपात में एक इलाज एजेंट जोड़ें । व्यास में १०० मिमी के एक मास्टर मोल्ड के लिए, एक इलाज एजेंट के 3 जी जोड़ें ।
    3. एक डिस्पोजेबल रंग का उपयोग करके हाथ से पूर्व बहुलक और इलाज एजेंट जोरदार मिश्रण । 30 एस के बाद, जांच करें कि वहां छोटे हैं, नियमित रूप से समाधान में हवा के बुलबुले अलग, पूर्व बहुलक और इलाज एजेंटों का संकेत अच्छी तरह से मिश्रित कर रहे हैं ।
    4. एक संस्कृति की थाली में मास्टर मोल्ड प्लेस और ध्यान से मास्टर मोल्ड के ऊपर PDMS मिश्रण डालना ।
      नोट: PDMS डिवाइस की इच्छित मोटाई इसके अनुप्रयोग के आधार पर भिन्न हो सकते हैं ।
    5. मिश्रण को 1 hr के लिए एक वैक्यूम desiccator में Degas । सुनिश्चित करें कि कोई बुलबुले मिश्रण के भीतर चौकस कर रहे हैं । वहाँ किसी भी बुलबुले मौजूद हैं, तो जल्दी से वैक्यूम दबाव जारी है, और फिर एक वैक्यूम फिर से लागू । इस प्रक्रिया के बाद मिश्रण के लिए कम से कम 10 मिनट बैठने के लिए अनुमति दें ।
    6. ९० ° c पर एक ओवन सेट करने के लिए PDMS मिश्रण ले जाएँ । मिश्रण 30 मिनट के लिए इलाज करने की अनुमति दें ।
    7. मास्टर मोल्ड से PDMS निकालें । एक उस्तरा ब्लेड का उपयोग कर वांछित आयामों में PDMS कट । दस्ताने पहनने के लिए संदूषणों को PDMS जोखिम सीमा ।
    8. एक 23 जी वितरण सुई के साथ प्रवेश और आउटलेट बंदरगाहों के लिए पंच छेद । इस प्रक्रिया को सुविधाजनक बनाने के लिए, एक धातु फ़ाइल के साथ सुई फाइल या कुंद समाप्त करने के लिए सैड । सुनिश्चित करें कि PDMS के विरामी सिलेंडर हर पंचर के बाद सुई से निकाल दिया जाता है ।
      नोट: विभिन्न आकारों के साथ सुइयों छिद्रण छेद के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है. सुनिश्चित करें कि आकार इस प्रोटोकॉल के चरण 3 में इस्तेमाल सुइयों से थोड़ा बड़ा है ।
    9. फ़िल्टर किए गए PDMS पानी और हवा के साथ धो PDMS एक हवा या नाइट्रोजन एक ०.२ µm फिल्टर के साथ सज्जित स्रोत का उपयोग कर सूखी ।
      नोट: सटीक दबाव महत्वपूर्ण नहीं है, और एक इमारत के केंद्रीय प्रणाली से एक दबाव गैस स्रोत इस कदम के लिए अच्छी तरह से काम करता है ।
    10. एक surfactant, एक पाउडर डिटर्जेंट के रूप में, और हवा सूखी यह एक दबाव हवा एक ०.२ µm फिल्टर के साथ सज्जित स्रोत का उपयोग कर के साथ एक नंबर 1 borosilicate कवर ग्लास सब्सट्रेट साफ । यह अच्छी तरह से साफ के रूप में कवर ग्लास अक्सर एक hydrophobic स्नेहक के साथ लेपित है और जब तक यह ठीक से साफ है PDMS को बांध करने में असमर्थ है ।
    11. दबाव के प्रति संवेदनशील टेप का प्रयोग, हल्के से किसी भी अवशिष्ट धूल को हटाने के लिए PDMS स्पर्श करें । सुनिश्चित करने के लिए ढाला सुविधाओं समझौता नहीं कर रहे हैं, टेप पर बल की बड़ी मात्रा के साथ प्रेस नहीं है ।
    12. 1 मिनट के लिए एक ऑक्सीजन प्लाज्मा क्लीनर में PDMS डिवाइस और एक साफ कवर ग्लास प्लेस । प्लाज्मा क्लीनर चैंबर से रंग सुनिश्चित प्रक्रिया के दौरान उज्ज्वल रानी है । सुनिश्चित करें कि PDMS डिवाइस अपने ढाला सुविधाओं को उजागर किया है, आमने-सामने, प्लाज्मा क्लीनर में ।
    13. प्लाज्मा क्लीनर से PDMS और कवर ग्लास लें और कवर ग्लास, फेस-डाउन, PDMS डिवाइस पर रखें ।
      नोट: यह कवर ग्लास और PDMS बांड के लिए लगभग तुरंत कारण होगा । यदि बाइंडिंग दिखाई नहीं दे रही है, तो धीरे से कवर ग्लास को PDMS में ढाला सुविधाओं से रहित PDMS के एक सेक्शन में दबाएं । यह PDMS और आवरण कांच के बीच होने के लिए बंधुआ कारण होना चाहिए ।
    14. PDMS और कवर ग्लास अच्छी तरह से बंधुआ है सुनिश्चित करने के लिए कम से कम 12 ज के लिए ९० डिग्री सेल्सियस पर एक ओवन में PDMS डिवाइस रखो ।

3. प्रतिक्रिया नियंत्रित सिरिंज पंप प्रणाली विधानसभा

  1. तार इंसुलेशन की लंबाई की एक उपयुक्त राशि निकालें और एक दबाव है सेंसर विद्युत केबल से परिरक्षण एक उस्तरा का उपयोग कर । कोमल बनो जब काटने सुनिश्चित करने के लिए तारों वांछित लंबाई से ऊपर समझौता नहीं कर रहे हैं । एक बार इंसुलेशन और ढाल हटा रहे हैं, नर आयताकार connectors के तारों से कनेक्ट ।
  2. पिछले कदम के लिए एक समान दृष्टिकोण का उपयोग करना, एक stepper मोटर की ओर से तार इंसुलेशन के 1-2 सेमी निकालें और पुरुष आयताकार connectors के तारों से कनेक्ट ।
  3. दबाव संवेदक के प्रवेश पक्ष पर सिरिंज प्रत्यय । दबाव संवेदक के आउटलेट पक्ष पर एक 22 जी वितरण सुई कनेक्ट.
  4. 22 जी वितरण सुई दबाव संवेदक से जुड़ी पर ०.५१ सेमी व्यास ट्यूबिंग के एक छोर स्लाइड ।
  5. microfluidic डिवाइस से कनेक्ट किया जा सकता है कि एक 22 जी वितरण सुई पर ०.५१ सेमी व्यास ट्यूबिंग के दूसरे छोर स्लाइड । microfluidic डिवाइस के प्रवेश बंदरगाह के लिए सुई कनेक्ट.
  6. एक अपशिष्ट निपटान एक 22 जी सुई और ०.५१ सेमी व्यास टयूबिंग, प्रवेश बंदरगाह के कनेक्शन के समान का उपयोग कर जलाशय के लिए एक microfluidic डिवाइस के आउटलेट बंदरगाह कनेक्ट ।
  7. चित्र 3में आरेख के अनुसार एक प्रोटोटाइप breadboard पर इलेक्ट्रॉनिक सर्किट इकट्ठा ।
    नोट: यह breadboard एक microcontroller द्वारा निगरानी की जा करने के लिए दबाव संवेदक से संकेत शर्त करने के लिए कार्य करता है. अन्य संगत microcontrollers दबाव संवेदक संकेत की निगरानी करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है.
  8. स्टेपर मोटर ड्राइवर के साथ स्टेपर मोटर से तारों को कनेक्ट करें । दबाव संवेदक से तार कनेक्ट और breadboard के साथ stepper मोटर चालक चित्र 3में योजनाबद्ध के अनुसार. दबाव संवेदक से उजागर तारों रंग कोडित रहे हैं और इस प्रकार के रूप में जुड़ा होना चाहिए: लाल वी से कनेक्ट करना चाहिए, काले वी से कनेक्ट करना चाहिए, हरे रंग के संकेत से कनेक्ट करना चाहिए +, और सफेद संकेत करने के लिए कनेक्ट करना चाहिए-.
  9. microcontroller पर एनालॉग इनपुट पिन के साथ breadboard से आउटपुट संकेत कनेक्ट करें ।
  10. microcontroller पर डिजिटल पिन के साथ stepper मोटर चालक से तर्क इनपुट पिन कनेक्ट. स्टेपर मोटर चालक पर कदम इनपुट एक पल्स चौड़ाई संग्राहक (PWM) microcontroller पर डिजिटल पिन के बंदरगाह के साथ जुड़ा हुआ है, एक ' ~ ' पर हस्ताक्षर से चिह्नित.
  11. चित्रा 3में आरेख के अनुसार breadboard के साथ बिजली की आपूर्ति से कनेक्ट करें । breadboard और stepper मोटर चालक के लिए 10 वी करने के लिए बिजली की आपूर्ति निर्धारित करें ।

4. दबाव संवेदक अंशांकन

नोट: इस पत्र में चुना एम्पलीफायर के आधार पर, लाभ की गणना करने के लिए फार्मूला g = 5 + (200k/आरजी) के साथ आरजी = R1 और जी = एम्पलीफायर लाभ. एम्पलीफायर यहां लाभ लगभग ६०६ है । यह मान R1 के लिए प्रयुक्त प्रतिरोध को बदलकर परिवर्तित किया जा सकता है । इसके अलावा, microcontroller बोर्ड के तर्क स्तर के रूप में 5 वी है और इंस्ट्रूमेंटेशन 10 वी, एक सरल वोल्टेज डिवाइडर सर्किट, R2 और R3 के साथ संचालित है, कोई अधिक से अधिक 5 वी होने के लिए उत्पादन संकेत की रक्षा के लिए प्रयोग किया जाता है ।

  1. डाउनलोड और microcontroller के लिए उपयुक्त एकीकृत विकास वातावरण (IDE) स्थापित करें ।
  2. ' Pressure_Sensing. ino ' शीर्षक से पूरक फ़ाइलों के लिए नियंत्रक कोड डाउनलोड करें । इस कोड का उपयोग करने के लिए दोहरे दबाव सेंसर से दबाव संकेत प्राप्त है ।
    नोट: इस पेपर में इस्तेमाल किया microcontroller और नियंत्रक कोड एक 10-bit संकल्प जो दबाव संवेदक हर २०० एमएस से एनालॉग संकेतों को पढ़ने के साथ एनालॉग इनपुट पिन शामिल stepper मोटर्स अत्यधिक करने के लिए. analogRead () के ब्रैकेट में संख्या चित्रा 3में दबाव सेंसर सर्किट में वोल्टेज डिवाइडर सर्किट से आउटपुट संकेत करने के लिए कनेक्ट एनालॉग इनपुट पिन करने के लिए संगत है । विलंब चर जिस पर संकेत represent है और आउटपुट तदनुसार, ms में अंतराल का प्रतिनिधित्व करता है ।
  3. छाया हुआ आउटलेट के साथ सेंसर के प्रवेश के लिए ज्ञात दबाव लागू करते हैं और परिणामी उत्पादन संकेत को मापने.
    नोट: दबाव संवेदक जांच करने के लिए एक सरल तरीका अलग ऊंचाइयों पर आयोजित पानी के साथ एक जलाशय का उपयोग करता है । परिणामस्वरूप गुरुत्वाकर्षण दबाव का पता चला एक दबाव संवेदक जांच करने के लिए अनुमति देगा ।
  4. आरेख को y-अवरोधन का संख्यात्मक मान प्राप्त करने के लिए y-अक्ष पर x-अक्ष पर (Pa) लागू किए गए अंशांकन दबाव और दबाव संकेत (V) के साथ प्लॉट करें ।
  5. यह संख्यात्मक मान नियंत्रक कोड में, जैसे sensor1Offset और sensor2Offset चर पूरक फ़ाइलोंके ' Dual_Pump_PID_Control. ino ' कोड में, प्रतिक्रिया नियंत्रण सिस्टम में दबाव मान जांचने के लिए लागू करें ।

5. Microfluidic डिवाइस से छवियों पर कब्जा

  1. एक microcontroller एक खुला स्रोत एकल बोर्ड कंप्यूटर के लिए एक सीरियल इंटरफेस के माध्यम से कनेक्ट इतना है कि छवि माइक्रो कंप्यूटर द्वारा कब्जा कर लिया microcontroller द्वारा उठाए जाने के लिए दबाव माप ट्रिगर ।
  2. एक stereomicroscope के एक आंख के टुकड़े के लिए एक बोर्ड कंप्यूटर के लिए बने एक कैमरा मॉड्यूल कनेक्ट करें । यहां, एक 20X आवर्धन microfluidic उपकरणों छवि के लिए प्रयोग किया जाता है ।

6. सिरिंज दबाव पंपों को नियंत्रित करना

  1. खुले स्रोत microcontroller के लिए IDE खोलें । microcontroller के IDE लाइब्रेरी निर्देशिका में टाइमर. h13 और AccelStepper. h14 लायब्रेरीज़ डाउनलोड करें ।
  2. ' Dual_Pump_PID_Control. ino ' शीर्षक से पूरक फ़ाइलोंके लिए नियंत्रक कोड डाउनलोड करें । इस कोड के दो पंपों के साथ प्रतिक्रिया नियंत्रित सिरिंज पंप प्रणाली को नियंत्रित करने के लिए प्रयोग किया जाता है ।
  3. कार्यक्रम नियंत्रक कोड इतना है कि यह प्रयोग किया जा रहा फिट बैठता है । नियंत्रण पैरामीटर या समय पैरामीटर वांछित प्रतिक्रिया और प्रयोग की अवधि फिट करने के लिए संशोधित करें । संकलित करें और प्रयोग चलाने से पहले microcontroller पर कोड अपलोड करें ।
    नोट: नियंत्रक कोड में, setPoint1/2 मान दबाव स्तर को बदलने के लिए उपयोग किया जाता है और stepper1/2Out मान पंप गति को समायोजित करने के लिए उपयोग किया जाता है । AccelStepper stepper1/2 स्तंभ में अंतिम दो मान microcontroller पर पोर्ट संख्या के संगत है । milliTiming चर दबाव सेंसर से एनालॉग संकेत पढ़ने की आवृत्ति हुक्म और printTiming चर निरीक्षण के लिए एक सीरियल मॉनिटर करने के लिए गति और दबाव मूल्यों को लगाने की आवृत्ति हुक्म चलता है. सभी इकाइयां ms में हैं । maxError चर microcontroller बोर्ड के लॉजिकल लेवल से तय होता है । 5 का कोई मान यहां उपयोग किया जाता है के रूप में इस प्रोटोकॉल में microcontroller 5 V है ।
  4. सिरिंज पंप सिस्टम के लिए बिजली की आपूर्ति चालू करें । स्टेपर मोटर बिजली की आपूर्ति के लिए 10 वी वोल्टेज सेट ।

7. PID नियंत्रक पैरामीटर ट्यूनिंग

नोट: आदर्श नियंत्रक पैरामीटर मान अनुप्रयोग और microfluidic डिवाइस ज्यामिति के आधार पर भिन्न हो सकते हैं । उदाहरण के लिए, दीर्घकालिक अध्ययन (घंटे) के लिए, एक कम आनुपातिक निरंतर (केपी) प्रतिक्रिया समय की कीमत पर overshoot को कम करने के लिए बेहतर हो सकता है । ये tradeoffs प्रयोगात्मक स्थितियों और उद्देश्यों पर निर्भर करते हैं ।

  1. एक कदम समारोह की प्रतिक्रिया समय में सुधार करने के लिए पहले आनुपातिक निरंतर (केपी) का समायोजन करके, एक मैनुअल दृष्टिकोण का उपयोग कर, नियंत्रक ट्यून.
    नोट: हालांकि एल्गोरिथम दृष्टिकोण का उपयोग किया जा सकता है, मैन्युअल ट्यूनिंग इस पेपर में दिखाए गए microfluidic अनुप्रयोगों के लिए काम करता है ।
  2. अगला, overshoot को कम करने और एक सेट-पॉइंट स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए अभिंन (Ki) और अंतर (केडी) मापदंडों में परिवर्तन ।
  3. के लिए PID मान सेट करें केपी, Ki, और केडी चर की पूरक फ़ाइलोंके नियंत्रक कोड में ।

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Representative Results

यहां, हम एक प्रतिक्रिया के निर्माण के लिए एक प्रोटोकॉल मौजूद सिरिंज पंप प्रणाली को नियंत्रित और microfluidic अनुप्रयोगों के लिए अपनी क्षमता का उपयोग करता है प्रदर्शन । 1 चित्रा सिरिंज पंप, दबाव संवेदक, microfluidic डिवाइस, microcontroller, दबाव सेंसर सर्किट, और stepper मोटर चालक की कनेक्टेड प्रणाली से पता चलता है. सिरिंज पंप विधानसभा के लिए विस्तृत कॉलआउट चित्रा 2 में दिखाया गया है और दबाव संवेदन के लिए इलेक्ट्रॉनिक सर्किट योजनाबद्ध 3 चित्रामें प्रस्तुत किया है. नियंत्रण पैरामीटर्स ट्यूनिंग की प्रक्रिया आरेख 4में दिखाया गया है । अंत में, एक दो-प्रवेश Y के आकार का microfluidic डिवाइस में प्रवेश दबाव को नियंत्रित करने का एक प्रतिनिधि परिणाम चित्रा 5में दिखाया गया है ।

Figure 1
चित्रा 1: प्रतिक्रिया के सेटअप-सिरिंज पंप प्रणाली नियंत्रित । इस छवि सिरिंज पंप प्रणाली के सेटअप से पता चलता है । सिरिंज इंजेक्शन के लिए समाधान शामिल है और 3 डी-मुद्रित सिरिंज पंप द्वारा हाथ है । के रूप में । piezoresistive प्रेशर सेंसर बी के साथ जुड़ा हुआ है । सिरिंज पंप और सी. microfluidic डिवाइस, डिवाइस से दबाव का पता चला है और डी के लिए एक विद्युत संकेत में परिवर्तित . उपकरण एम्पलीफायर के साथ दबाव संवेदक सर्किट एक बार तरल टयूबिंग के माध्यम से दिया जाता है । प्रेशर सेंसर से सिग्नल ई. तक पढ़ा जाता है । ओपन सोर्स microcontroller बोर्ड जो तो एफ के लिए आवश्यक संकेत पहुंचाता है. स्टेपर मोटर चालक सिरिंज पंप के actuation को नियंत्रित करते हैं. G. एक बिजली की आपूर्ति और एच. एक लैपटॉप के लिए काम और प्रणाली कार्यक्रम की जरूरत है । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 2
चित्रा 2:3 डी-मुद्रित सिरिंज पंप के लिए विधानसभा फोटो । यह आंकड़ा चरण-दर-चरण निर्देश 3d मुद्रित सिरिंज पंप असेंबली के लिए, प्रोटोकॉल के चरण १.२ में प्रक्रिया करने के लिए संगत फ़ोटो के साथ दिखाता है । A. इस छवि सिरिंज पंप विधानसभा के लिए सामग्री से पता चलता है. B. इस इमेज से पता चलता है कि स्टेपर मोटर को थ्रेडेड रॉड (step 1.2.1) से कैसे जोड़ा जाता है । C. इस छवि से पता चलता है कि प्रोटोकॉल के step 1.2.1 से भाग प्रोटोकॉल (step 1.2.3) के step 1.2.2 से भाग से कैसे कनेक् ट होता है । D. यह छवि यात्री पुश टुकड़ा (step 1.2.5) की असेंबली को दिखाती है । E. यह छवि दिखाता है कि अंत स्टॉप कैसे कनेक्टेड है (step 1.2.10) । F. इस छवि से पता चलता है कि कैसे सिरिंज गोताख़ोर महिला संबंधक टुकड़ा इकट्ठे घटकों (step 1.2.11) से जुड़ा है । जी इस छवि सिरिंज गोताख़ोर पुरुष संबंधक टुकड़ा (कदम 1.2.13) के विधानसभा से पता चलता है । H. इस छवि से पता चलता है कि सिरिंज दबाना कैसे जुड़ा हुआ है (step 1.2.14) । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 3
चित्रा 3: microcontroller और दबाव सेंसर सर्किट के लिए चित्रण । सर्किट microcontroller बोर्ड दबाव संवेदक से प्रवर्धित दबाव संकेतों को मापने के लिए अनुमति देता है । A. यह सर्किट के लिए विधानसभा तस्वीर है । B. यह आंकड़ा सर्किट बोर्ड लेआउट दिखाता है । दबाव संवेदक से उजागर तारों रंग कोडित रहे हैं और इस प्रकार के रूप में जुड़ा होना चाहिए: लाल वी से कनेक्ट करना चाहिए, काले वी से कनेक्ट करना चाहिए, हरे रंग के संकेत से कनेक्ट करना चाहिए +, और सफेद संकेत करने के लिए कनेक्ट करना चाहिए-. कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 4
चित्र 4: नियंत्रण पैरामीटर्स की ट्यूनिंग । सिरिंज पंप द्रव दबाव को विनियमित करने के लिए इस्तेमाल किया PID नियंत्रक आनुपातिक (केपी), अभिंन (Ki), और अंतर (केडी) मापदंडों को संशोधित करके देखते हो सकता है । यहां, हम बताएंगे कि कैसे ट्यूनिंग (केपी का उपयोग) प्रतिक्रिया समय को कम करने में मदद मिलेगी । आगे ट्यूनिंग (और केडी का उपयोग कर) एक setpoint स्थिरता सुनिश्चित करने और overshoot को कम करने में मदद कर सकते हैं । इस प्रोटोकॉल में, नियंत्रकों मुख्य रूप से एक मैनुअल परीक्षण और त्रुटि दृष्टिकोण का उपयोग कर देखते हैं । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 5
चित्रा 5: एक लामिना प्रवाह microfluidic डिवाइस के लिए प्रवेश के दबाव के नियंत्रण । Y-आकार microfluidic डिवाइस इस प्रोटोकॉल के चरण 2 में विस्तृत कार्यविधि के बाद निर्मित है । डिवाइस दो प्रवेश बंदरगाहों और एक दुकान बंदरगाह सुविधाएं । दो सिरिंज पंप प्रणालियों के प्रवेश के दबाव को नियंत्रित करने के लिए इकट्ठे हुए हैं । एक सिरिंज से एक नीला रंग भरा हुआ है और दूसरा पानी से भरी हुई है । A. द्रव प्रवाह के इन छवियों को एक ही दोनों पंपों द्वारा प्रदान की दबाव से उत्पंन इस प्रोटोकॉल के चरण 6 में विस्तृत दृष्टिकोण का उपयोग कर कब्जा कर रहे हैं । B. यह आंकड़ा कैसे प्रवेश दबाव पर नजर रखी है दिखाता है और PID 4 चित्रमें देखते नियंत्रक का उपयोग कर नियंत्रित । बंद पालन सेट बिंदु पर देखा जा सकता है । छोटा (s) और अधिक (h) प्रयोगों ने इसी तरह के परिणामों का प्रदर्शन किया है. कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

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Discussion

यहां, हम बंद लूप दबाव नियंत्रण के साथ एक सिरिंज पंप प्रणाली के लिए एक नया डिजाइन प्रस्तुत किया । यह एक piezoresistive दबाव संवेदक और एक खुला स्रोत microcontroller के साथ एक 3 डी-मुद्रित सिरिंज पंप एकीकरण द्वारा पूरा किया गया था । एक PID नियंत्रक को रोजगार से, हम ठीक प्रवेश दबाव नियंत्रण और तेजी से प्रतिक्रिया समय प्रदान करते हुए एक साथ एक सेट बिंदु के बारे में स्थिरता बनाए रखने में सक्षम थे ।

microfluidic उपकरणों का उपयोग कर कई प्रयोगों एक सटीक द्रव नियंत्रण की आवश्यकता होती है और एक अच्छी तरह से चरित्रीय लामिना प्रवाह प्रोफ़ाइल का दोहन. उदाहरण जहां एक स्थिर प्रवाह प्रोफ़ाइल महत्वपूर्ण है प्रयोग शामिल है कि लौकिक और स्थानिक एकाग्रता ढाल15 का पता लगाने और आगे विश्लेषण के लिए सटीक द्रव encapsulates16उत्पंन करते हैं। उच्च प्रदर्शन प्रतिक्रिया बनाए रखने के लिए एक PID नियंत्रक का उपयोग करके, इस प्रोटोकॉल में वर्णित सिस्टम प्रवाह विनियमन और दीर्घकालिक स्थिरता ऐसी लामिना प्रवाह प्रयोगों का अध्ययन करने के लिए आवश्यक बनाता है ।

हालांकि, यह पहचान करने के लिए महत्वपूर्ण है कि microfluidic उपकरणों और प्रयोगों उंहें शामिल सूक्ष्म बदलाव और मतभेद है । उदाहरण के लिए, अलग microfluidic geometries (चैनल चौड़ाई और ऊंचाई) अलग प्रवाह प्रोफाइल जरूरत हो सकता है । परिणामस्वरूप, PID नियंत्रकों के लिए पैरामीटर तदनुसार ट्यून होना चाहिए । इसके अतिरिक्त, कुछ प्रयोगों दबाव पर्वतमाला के एक तंग विनियमन की आवश्यकता हो सकती है । इन मामलों में, दबाव overshoot स्वीकार्य नहीं हो सकता है । जैसे, PID नियंत्रण पैरामीटर ट्यून किया जाना चाहिए ताकि overshoot, आमतौर पर प्रतिक्रिया समय की कीमत पर कम है ।

इस सिरिंज पंप सिस्टम के कम लागत वाले उत्पादन के कारण शोधकर्ताओं को तेजी से microfluidic प्रयोगों को विकसित करने में सक्षम होना चाहिए । एक 3 डी-मुद्रित सिरिंज पंप, microcontroller, और दबाव सेंसर सर्किट के लिए अनुमानित लागत लगभग यूएस $130 है । ऐसे सिकुड़नेवाला और संचलन पंपों के रूप में व्यावसायिक रूप से उपलब्ध विकल्पों के विपरीत, इस सिरिंज पंप प्रणाली एक लचीला और सीधा मंच है कि प्रयोगशाला का उपयोग करता है की एक किस्म के लिए अनुकूलित किया जा सकता है प्रदान करता है । हालांकि यहां चर्चा नहीं, सरल नियंत्रण रणनीतियों, बैंग बैंग नियंत्रक जैसे, लंबी अवधि के microfluidic अध्ययन के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है । इसके अतिरिक्त, सिरिंज पंप सिस्टम एक नियंत्रण की मात्रा के लिए एक वैक्यूम दबाव लागू करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है ।

एक PID नियंत्रक का उपयोग कर इस सिरिंज पंप प्रणाली की एक संभावित सीमा एक निरंतर बिजली की आपूर्ति पर निर्भरता है । क्योंकि PID नियंत्रण विधि stepper मोटर के निरंतर energizing की आवश्यकता है, वहां एक अपेक्षाकृत बड़ी शक्ति की आवश्यकता है । इसके विपरीत, बैंग-बैंग नियंत्रक केवल stepper मोटर जब आवश्यक energizes, काफी कम बिजली का उपयोग कर । इस शक्ति की आवश्यकता एक PID नियंत्रक शुरू में एक सेट-पॉइंट श्रेणी तक पहुँचने के लिए लागू करता है जो एक हाइब्रिड नियंत्रण संरचना को विकसित करने से कम किया जा सकता है, और फिर एक बार दबाव मान दिए गए सेट-पॉइंट श्रेणी के भीतर है, तो stepper मोटर कुंडल de-energizes. वैकल्पिक रूप से, एक साधारण बैंग बैंग नियंत्रक के रूप में अच्छी तरह से इस्तेमाल किया जा सकता है ।

इसके अतिरिक्त, इस सिरिंज पंप प्रणाली एक लचीला प्रदर्शन और दोनों stepper मोटर और खुद सिरिंज के आकार में फेरबदल करके नियंत्रण के लिए अनुमति देता है. पिछले प्रयोगों में, हम 1 मिलीलीटर, 5 मिलीलीटर, 10 मिलीलीटर, और 30 मिलीलीटर के सिरिंज का इस्तेमाल किया है । स्वाभाविक रूप से, प्रत्येक सिरिंज पंप थोड़ा अलग PID नियंत्रक पैरामीटर जरूरत हो सकता है और, इसलिए, व्यक्तिगत पैरामीटर ट्यूनिंग की आवश्यकता होती है । हालांकि, इस लचीलेपन सिरिंज पंप प्रणाली अनुप्रयोगों की एक श्रेणी में इस्तेमाल किया जा करने के लिए इस प्रोटोकॉल में वर्णित की अनुमति देता है ।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि microdevice विफलता का एक आम क्षेत्र को प्रभावी ढंग से कवर कांच के लिए PDMS बांड अक्षमता है । microfluidic डिवाइस निर्माण के लिए, प्लाज्मा क्लीनर की शक्ति अगर बाध्यकारी अप्रभावी है अनुकूलित किया जाना चाहिए । इसके अलावा, किसी भी स्नेहक या कवर ' कांच की सतह पर दोष PDMS के साथ एक मजबूत बंधन सुनिश्चित करने के लिए बंधन से पहले हटा दिया जाना चाहिए । अच्छी तरह से धोने और PDMS घटक से किसी भी धूल को हटाने के लिए एक अच्छा सील सुनिश्चित करने में मदद करनी चाहिए PDMS और कांच के बीच गठन किया है ।

कम लागत, प्रतिक्रिया से नियंत्रित सिरिंज पंप प्रणाली यहां प्रस्तुत शोधकर्ताओं एक लचीला तरीके से स्थिरता के एक उच्च डिग्री के साथ द्रव प्रोफ़ाइल में हेरफेर करने के लिए अनुमति देता है । सरल PID नियंत्रण विधियों के साथ दबाव सेंसिंग मॉड्यूल को एकीकृत करके, सिस्टम उच्च-प्रदर्शन दबाव चालित प्रवाह नियंत्रण प्रदान करने में सक्षम है । यह उपकरण मोटे तौर पर कई अनुसंधान क्षेत्रों में लागू किया जा सकता है जहां microfluidics उपकरण उपयोग में हैं ।

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Disclosures

लेखकों का खुलासा करने के लिए कुछ नहीं है ।

Acknowledgments

लेखक नौसेना अनुसंधान पुरस्कार N00014-17-12306 और N00014-15-1-2502 के कार्यालय से समर्थन स्वीकार करते हैं, साथ ही वैज्ञानिक अनुसंधान पुरस्कार FA9550 के वायु सेना कार्यालय से-13-1-0108 और राष्ट्रीय विज्ञान फाउंडेशन अनुदान सं १७०९२३८ ।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Arduino IDE Arduino.org Arduino Uno R3 control software
Header Connector, 2 Positions Digi-Key WM4000-ND
Header Connector, 3 Positions Digi-Key WM4001-ND
Header Connector, 4 Positions Digi-Key WM4002-ND
Hook-up Wire, 22 Gauge, Black Digi-Key 1528-1752-ND
Hook-up Wire, 22 Gauge, Blue Digi-Key 1528-1757-ND
Hook-up Wire, 22 Gauge, Red Digi-Key 1528-1750-ND
Hook-up Wire, 22 Gauge, White Digi-Key 1528-1768-ND
Hook-up Wire, 22 Gauge, Yellow Digi-Key 1528-1751-ND
Instrumentation Amplifier Texas Instruments INA122P
Microcontroller, Arduino Uno R3 Arduino.org A000066
Mini Breadboard Amazon B01IMS0II0
Power Supply BK Precision 1550
Pressure Sensor PendoTech PRESS-S-000
Rectangular Connectors, Housings Digi-Key WM2802-ND
Rectangular Connectors, Male Digi-Key WM2565CT-ND
Resistors, 10k Ohm  Digi-Key 1135-1174-1-ND
Resistors, 330 Ohm  Digi-Key 330ADCT-ND
Stepper Motor Driver, EasyDriver Digi-Key 1568-1108-ND
USB 2.0 Cable, A-Male to B-Male Amazon PC045
3D Printed Material, Z-ABS  Zortrax A variety of colors are available
3D Printer Zortrax M200 Printing out the syringe pump components
Ball Bearing, 17x6x6mm Amazon B008X18NWK
Hex Machine Screws, M3x16mm  Amazon B00W97MTII
Hex Machine Screws, M3x35mm  Amazon B00W97N2UW
Hex Nut, M3 0.5  Amazon B012U6PKMO
Hex Nut, M5  Amazon B012T3C8YQ
Lathe Round Rod Amazon B00AUB73HW
Linear Ball Bearing Amazon B01IDKG1WO
Linear Flexible Coupler Amazon B010MZ8SQU
Steel Lock Nut, M3 0.5 Amazon B000NBKLOQ
Stepper Motor, NEMA-17, 1.8o/step Digi-Key 1568-1105-ND
Syringe, 10mL, Luer-Lok Tip BD 309604
Threaded Rod Amazon B01MA5XREY
1H,1H,2H,2H-Perfluorooctyltrichlorosilane FisherScientific AAL1660609
Camera Module Raspberry Pi Foundation V2
Compact Oven FisherScientific PR305220G Baking PDMS pre-polymer mixture and the device
Dispensing Needle, 22 Gauge McMaster-Carr 75165A682
Dispensing Needle, 23 Gauge McMaster-Carr 75165A684
Fisherbrand Premium Cover Glasses FisherScientific 12-548-5C
Glass Culture Petri Dish, 130x25mm American Educational Products 7-1500-5
Plasma Cleaner Harrick Plasma PDC-32G Binding the cover glass with the PDMS device
Razor Blades FisherScientific 7071A141 
Scotch Magic Tape Amazon B00RB1YAL6
Single-board Computer Raspberry Pi Foundation Raspberry Pi 2 model B
Smart Spatula FisherScientific EW-06265-12
Sylgard 184 Silicone Elastomer Kit FisherScientific NC9644388
Syringe Filters Thermo Scientific 7252520
Tygon Tubing ColeParmer  EW-06419-01
Vacuum Desiccator FisherScientific 08-594-15C Degasing PDMS pre-polymer mixture and coating fluorosilane on the master mold
Weighing Dishes FisherScientific S67090A

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References

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