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Engineering

अनुक्रमिक गीला नक़्क़ाशी प्रक्रियाओं द्वारा विभिंन ज्यामितीय वर्गों के Polydimethylsiloxane Microfluidic चैनलों के निर्माण के लिए एक कदम दृष्टिकोण

Published: September 13, 2018 doi: 10.3791/57868
Automatic Translation
1,2, 1, 1, 1,3
1Research Center for Applied Sciences, Academia Sinica, 2Department of Civil Engineering, Tamkang University, 3College of Engineering, Chang Gung University

Summary

कई तरीकों polydimethylsiloxane microfluidic उपकरणों में एंबेडेड गैर आयताकार वर्गों के चैनलों के निर्माण के लिए उपलब्ध हैं । उनमें से ज्यादातर multistep विनिर्माण और व्यापक संरेखण शामिल है । इस पत्र में, एक कदम दृष्टिकोण polydimethylsiloxane अनुक्रमिक गीला नक़्क़ाशी द्वारा विभिंन ज्यामितीय पार वर्गों के microfluidic चैनलों के निर्माण के लिए रिपोर्ट की है ।

Abstract

Polydimethylsiloxane (PDMS) सामग्री काफी नरम लिथोग्राफी प्रतिकृति मोल्डिंग तकनीक का उपयोग करके microfluidic उपकरणों बनाना शोषण कर रहे हैं । अनुकूलित चैनल लेआउट डिजाइन कई जैव चिकित्सा और रासायनिक अनुप्रयोगों (जैसे, सेल संस्कृति, संवेदन, रासायनिक संश्लेषण, और तरल हैंडलिंग) में microfluidic उपकरणों के विशिष्ट कार्यों और एकीकृत प्रदर्शन के लिए आवश्यक हैं । ढलाई photoresist मास्टर मोल्ड के रूप में photolithography द्वारा नमूनों परतों के साथ सिलिकॉन वेफर्स का उपयोग दृष्टिकोण की प्रकृति के कारण, microfluidic चैनल सामांयतः समान ऊंचाइयों के साथ आयताकार आकार के नियमित रूप से पार वर्गों है । आमतौर पर, कई ऊंचाइयों या विभिन्न ज्यामितीय वर्गों के साथ चैनल विशेष कार्यों के अधिकारी और विभिन्न microfluidic अनुप्रयोगों में प्रदर्शन करने के लिए डिज़ाइन कर रहे हैं (जैसे, hydrophoresis कणों छंटाई और के लिए निरंतर प्रवाह में के लिए प्रयोग किया जाता है रक्त कोशिकाओं को अलग6,7,8,9). इसलिए, प्रयास का एक बड़ा सौदा कई photoresist परतों और विभिंन PDMS पतली चादरें के विधानसभा का उपयोग photolithography की तरह कई कदम दृष्टिकोण के माध्यम से विभिंन वर्गों के साथ चैनल के निर्माण में किया गया है । फिर भी, इस तरह के कई कदम दृष्टिकोण आमतौर पर थकाऊ प्रक्रियाओं और व्यापक उपकरण शामिल है । इसके अलावा, गढ़े उपकरणों लगातार प्रदर्शन नहीं कर सकते है और परिणामस्वरूप प्रयोगात्मक डेटा अप्रत्याशित हो सकता है । यहाँ, एक कदम दृष्टिकोण PDMS अनुक्रमिक गीला नक़्क़ाशी प्रक्रियाओं के माध्यम से विभिन्न ज्यामितीय पार वर्गों के साथ microfluidic चैनलों की सीधी निर्माण के लिए विकसित की है, कि नियोजित एकल परत लेआउट के चैनलों में खोदना परिचय PDMS सामग्री में एंबेडेड । विभिंन geometries के साथ PDMS microfluidic चैनल के निर्माण के लिए मौजूदा तरीकों की तुलना में, विकसित एक कदम दृष्टिकोण काफी गैर आयताकार वर्गों या विभिंन ऊंचाइयों के साथ चैनल बनाना करने के लिए प्रक्रिया को सरल कर सकते हैं । नतीजतन, तकनीक जटिल microfluidic चैनल, जो अभिनव microfluidic प्रणालियों की उंनति के लिए एक निर्माण समाधान प्रदान करता है के निर्माण का एक तरीका है ।

Introduction

Microfluidic तकनीक क्योंकि जैव चिकित्सा और रासायनिक अनुसंधान और अनुप्रयोगों की एक किस्म के लिए अपने आंतरिक लाभ के पिछले दशकों से अधिक ध्यान खींचा है । microfluidic चिप्स के निर्माण के लिए कई सामग्री उपयोग विकल्प आजकल उपलब्ध हैं, ऐसे पॉलिमर, चीनी मिट्टी की चीज़ें, और सिलिकॉन सामग्री के रूप में । हमारे ज्ञान का सबसे अच्छा करने के लिए, microfluidic सामग्री के बीच, PDMS अपने ऑप्टिकल और कणों के साथ जैविक compatibilities सहित विभिन्न microfluidics अनुसंधान और अनुप्रयोगों के लिए अपने उपयुक्त सामग्री गुणों के कारण सबसे आम एक है, तरल पदार्थ, और अत्यंत छोटे रहने वाले जीवों1,2,3,4,5. इसके अलावा, सतह रासायनिक और PDMS सामग्री की संरचना यांत्रिक गुणों को इस तरह के बहुलक आधारित microfluidic उपकरणों10लागू करके microelectromechanical और mechanobiological अध्ययन की सुविधा के लिए समायोजित किया जा सकता, 11,12. डिजाइन चैनल पैटर्न के साथ microfluidic उपकरणों के निर्माण के विषय में, नरम लिथोग्राफी प्रतिकृति मोल्डिंग तरीकों आमतौर पर उनके इसी मास्टर molds जो से बना रहे है का उपयोग करके microfluidic चैनल बनाने के लिए लागू कर रहे है photolithography-नमूनों photoresist परतों और सिलिकॉन वेफर सब्सट्रेट12. ढलाई नमूनों photoresist परतों के साथ सिलिकॉन वेफर्स का उपयोग कर दृष्टिकोण की प्रकृति के कारण, microfluidic चैनल सामांयतः समान ऊंचाइयों के साथ आयताकार आकार के नियमित रूप से पार वर्गों है ।

हाल ही में, शोधकर्ताओं ने जैव चिकित्सा के अध्ययन में उल्लेखनीय प्रगति की है जो के साथ सौदा, उदाहरण के लिए, hydrophoresis का उपयोग कणों और कोशिकाओं छंटाई, रक्त प्लाज्मा को अलग करने, और के चैनलों के साथ microfluidic चिप्स लागू करने से सफेद रक्त कोशिकाओं को समृद्ध अलग ऊंचाइयों या ज्यामितीय वर्गों6,7,8,9। इस तरह के microfluidics के लिए जैव चिकित्सा अनुप्रयोगों के छंटाई और अलग कार्य विभिंन ज्यामितीय वर्गों के साथ चैनलों को अनुकूलित द्वारा महसूस कर रहे हैं । कई अध्ययनों से विभिंन ऊंचाइयों या गैर आयताकार पार वर्गों के विशिष्ट सतह पैटर्न के साथ मास्टर molds बनाना द्वारा विभिंन ज्यामिति सुविधाओं के पार वर्गों के साथ microfluidic चैनलों के निर्माण के लिए समर्पित किया गया है । मोल्ड निर्माण पर इन अध्ययनों बहु कदम photolithography, photoresist reflow, और ग्रे पैमाने लिथोग्राफी13,14,15के रूप में ऐसी तकनीक शामिल हैं । अनिवार्य रूप से, मौजूदा तकनीक बारीकी से तैयार की जाती photomasks या बहु में एक सटीक संरेखण-कदम निर्माण प्रक्रियाओं, जो काफी हद तक microfluidic चैनलों के इसी निर्माण की जटिलता के स्तर में वृद्धि हो सकती है शामिल हैं । अब तक, विभिंन वर्गों के microfluidic चैनलों के लिए एकल कदम निर्माण प्रक्रियाओं पर कई प्रयास किए गए हैं, लेकिन संबंधित तकनीकों अत्यधिक16चैनलों की विशिष्ट पार अनुभागीय आकृतियों के लिए प्रतिबंधित कर रहे हैं ।

पिछले दो दशकों में, विभिंन वर्गों के साथ PDMS microfluidic चैनलों के निर्माण के लिए मोल्डिंग दृष्टिकोण के अलावा, ज्यामितीय सुविधाओं के साथ PDMS चैनल पैटर्न के लिए नक़्क़ाशी तकनीक की एक किस्म में पसंद का निर्माण हो गए है microfluidic अनुप्रयोगों । उदाहरण के लिए, PDMS गीला नक़्क़ाशी बहु परत PDMS के साथ microfluidics के एक वायवीय हाथ सेल संस्कृति उपकरण के निर्माण के लिए संबंध के साथ शोषण किया है अंग स्तर फेफड़ों के17कार्य । PDMS गीला नक़्क़ाशी तकनीक PDMS कास्टिंग के साथ एक साथ कार्यरत है बेलनाकार microwells 3 डी PDMS microneedle arrays18के निर्माण के लिए कंप्यूटर सहायता प्राप्त नियंत्रण प्रणाली द्वारा machined । PDMS शुष्क नक़्क़ाशी सूक्ष्म विद्युत के भागों के रूप में PDMS microstructures बनाने के लिए प्रयोग किया जाता है19,20। डिजाइन ताकना लेआउट के साथ छिद्रित PDMS झिल्ली भी सूखी नक़्क़ाशी प्रक्रियाओं के माध्यम से गढ़े है21। दोनों गीला और सूखी नक़्क़ाशी तकनीक नामित ज्यामितीय आकार22के साथ PDMS फिल्मों patterning में एकीकृत किया जा सकता है ।

हालांकि, जटिल अनुभाग आकार के साथ PDMS चैनल संरचनाओं के गठन के लिए नक़्क़ाशी तकनीक सामांयतः microfluidic निर्माण पर अपने आंतरिक सीमाओं की वजह से लागू नहीं किया गया है । सबसे पहले, जबकि विभिंन वर्गों के microfluidic चैनल बनाने के लिए रसायनों की PDMS गीला नक़्क़ाशी का उपयोग लामिना प्रवाह की तकनीक स्थापित किया गया है, बाद में चैनल अनुभाग गठन अभी भी मूल विशेषताओं की वजह से प्रतिबंधित है आइसोट्रोपिक रासायनिक नक़्क़ाशी प्रक्रियाओं के23। इसके अलावा, यहां तक कि वहां एक microfluidics निर्माण में चैनल धारा geometries को नियंत्रित करने के लिए उचित जगह है PDMS सूखी नक़्क़ाशी तकनीक का प्रयोग लगता है20, आवश्यक नक़्क़ाशी समय आम तौर पर बहुत लंबा है (घंटे के संदर्भ में) के लिए microfluidic चिप्स विनिर्माण के लिए व्यावहारिक । इसके अलावा, PDMS सामग्री और इसी मास्किंग photoresist परतों के बीच नक़्क़ाशी selectivity सामांय में कम हो सकता है, और परिणाम चैनलों के लिए धंसा गहराई रहे हैं, इस प्रकार, स्वीकार्य नहीं20।

इस पत्र में, हम PDMS अनुक्रमिक गीला नक़्क़ाशी प्रक्रियाओं द्वारा अलग ज्यामितीय पार वर्गों के microfluidic चैनल बनाने के लिए एक कदम दृष्टिकोण विकसित (इसके बाद SWEP के रूप में संदर्भित) । SWEP एक PDMS microfluidic डिवाइस के साथ एक परत चैनलों के साथ शुरू करते हैं । चैनलों के मिश्रित लेआउट डिजाइन के साथ, विभिंन प्रकार के विभिंन ज्यामितीय वर्गों के साथ microfluidic चैनल गढ़े अनुक्रमिक नक़्क़ाशी प्रक्रियाओं के माध्यम से प्राप्त किया जा सकता है । अनुक्रमिक नक़्क़ाशी ही एक खोदना की जरूरत की योजना बनाई एकल परत PDMS सामग्री में एंबेडेड लेआउट के विशिष्ट चैनलों में पेश किया जाएगा । पारंपरिक PDMS निर्माण प्रक्रियाओं की तुलना में, SWEP सिर्फ एक और कदम के लिए गैर आयताकार वर्गों या विभिंन ऊंचाइयों के microfluidic चैनल बनाना आवश्यक है । प्रस्तावित SWEP प्रवाह दिशा है, जो काफी aforementioned तरीकों में प्रक्रियाओं को सरल कर सकते है साथ विभिंन वर्गों के साथ microfluidic चैनलों के निर्माण का एक सीधा और सरल तरीका प्रदान करते हैं ।

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Protocol

1. एकल परत चैनल लेआउट के साथ Microfluidic उपकरणों का निर्माण

नोट: इस पत्र में, नरम लिथोग्राफी विधि3 PDMS सामग्री से बना microfluidic उपकरणों के निर्माण के लिए अपनाया है, कैसे विभिंन वर्गों के साथ चैनल विनिर्माण के लिए प्रदर्शित करने के लिए ।

  1. डिजाइन टोपोलॉजी सुविधाओं के साथ एक PDMS परत के लिए मास्टर मोल्ड का निर्माण
    1. एक PDMS परत पर एक एकल नक़्क़ाशी प्रक्रिया या अनुक्रम में नक़्क़ाशी के लिए डिजाइन चैनल लेआउट ।
    2. एक कंप्यूटर सहायता प्राप्त ड्राइंग कार्यक्रम का उपयोग कर डिजाइन PDMS परत के औंधा टोपोलॉजी सुविधाओं स्केच ।
    3. एक पारदर्शिता24पर मुद्रित चैनल लेआउट के उच्च परिशुद्धता औंधा टोपोलॉजी सुविधाओं के साथ एक नमूनों photomask प्राप्त करने के लिए एक photolithography सुविधा के लिए स्केच फ़ाइल उद्धार ।
    4. फीमेल isopropyl अल्कोहल (2-Propanol (आइपीएल), ≥ ९९.९%), एसीटोन (Propan-2-एक, ≥ ९९.५%), और बफर ऑक्साइड खोदना (बोए, NH4F:HF (v/v) = 6:1) एक 4-इंच सिलिकॉन वेफर की सतहों पर किसी भी धूल या अवशिष्ट को हटाने और संदूषणों से बचने के लिए ।
    5. एक अंतिम चमकाने के लिए सिलिकॉन वेफर धोने के लिए, और फिर कुल्ला वेफर सूखी नाइट्रोजन गैस लागू करने के लिए पानी की ५०० मिलीलीटर के आसपास का उपयोग करें ।
    6. वेफर पर लगभग २० ग्राम की ऋणात्मक टोन photoresist रखें. फिर कोट स्पिन 15 एस के लिए ५०० rpm पर वेफर और २,००० rpm के लिए 30 एस के लिए लगभग ७५ µm की मोटाई में एक photoresist परत का उत्पादन ।
      नोट: अलग photoresist मोटाई अलग उत्पाद की संख्या के साथ और अलग स्पिन कोटिंग, बेकिंग, और विकास की स्थिति के साथ नकारात्मक टोन photoresists का उपयोग कर प्राप्त किया जा सकता है, उपयोगकर्ता नियमावली25,26के अनुसार ।
    7. नरम यह एक चूल्हा पर ६५ ° c पर 3 मिनट के लिए और फिर ९५ डिग्री सेल्सियस पर 9 मिनट के लिए हीटिंग द्वारा वेफर सेंकना ।
    8. एक मुखौटा के रूप में कदम 1.1.3 से नमूनों पारदर्शिता के साथ एक photomask संरेखण मशीन में वेफर रखो ।
    9. संरेखण मशीन में, पारदर्शिता द्वारा कवर वेफर को बेनकाब करने के लिए ३०० माइकल पर पराबैंगनी (यूवी) प्रकाश लागू करें ।
    10. यूवी प्रकाश के लिए जोखिम के बाद, 2 मिनट के लिए ६५ डिग्री सेल्सियस पर एक चूल्हा पर वेफर जगह और फिर ९५ ° c के लिए 7 मिनट के बाद के रूप में जोखिम सेंकना (पभव) ।
    11. पभव के बाद, दृढ़ता से एक नकारात्मक टोन photoresist डेवलपर में डूबे वेफर आंदोलन, या जगह एक अल्ट्रासोनिक स्नान में डूबे वेफर (३७ kHz, १८० डब्ल्यू के प्रभावी शक्ति) 7 मिनट के लिए ।
    12. isopropyl शराब के साथ पूरे वेफर फिर से साफ किसी भी वेफर सतह पर शेष डेवलपर को खत्म करने के लिए ।
    13. अनचाहे बंध को रोकने के लिए silanize को वेफर की सतह से एक साथ १०० µ l को ९७% silane (1एच, 1एच, 2 एच, 2एच-perfluorooctyl-trichlorosilane) में 6 सेमी पेट्री डिश के साथ एक desiccator में रख कर ।
    14. एक वैक्यूम पंप करने के लिए desiccator कनेक्ट और ७६० mmHg पर वैक्यूम दबाव सेट ।
    15. अगले, 15 मिनट के लिए पर पंप बारी यह स्विच बंद है, और फिर वेफर छोड़ने के लिए 30 मिनट के लिए desiccator में एक निर्वात में आराम करो ।
      सावधानी: काफूर silane मनुष्यों के लिए अत्यंत हानिकारक है; इस प्रकार, पूरे वेफर सतह passivation एक धुएं डाकू में किया जाना चाहिए ।
    16. silanized वेफर, जो सतह passivation के दौर से गुजर रहा था लायें । आगे उपयोग के लिए एक 15 सेमी पेट्री डिश में वेफर ठीक करें ।
      नोट: नमूनों वेफर PDMS सामग्री द्वारा व्युत्क्रम डिजाइन चैनल लेआउट को दोहराने के लिए एक सांचे में ढालना के रूप में इस्तेमाल किया जा करने के लिए तैयार है ।
  2. मोल्ड्स पर उल्टे टोपोलॉजी की नकल करके PDMS चैनल लेआउट का निर्माण
    1. एक स्वच्छ और एकल उपयोग प्लास्टिक कप में 10:1 की मात्रा अनुपात में इसी उत्प्रेरक (इलाज एजेंट) के साथ साथ आधार PDMS (मोनोमर) रखो ।
    2. एक शक्ति सरगर्मी का उपयोग करके homogeneously PDMS का मिश्रण (कदम 1.2.1 से) पॉलिमर मिश्रण ।
    3. PDMS मिश्रण में किसी भी फंस बुलबुले को दूर करने के लिए ६० मिनट के लिए वैक्यूम पंप से जुड़े desiccator में कप रखो ।
    4. डालो 20 जी (धारा 2 के लिए) या 8 जी (धारा 3 के लिए) मास्टर मोल्ड के शीर्ष पर PDMS बहुलक मिश्रण की (१.१ कदम में बनाया) डिजाइन चैनल लेआउट के औंधा टोपोलॉजी सुविधाओं के साथ, और फिर किसी भी संभव टी का उपयोग करके PDMS सामग्री में एंबेडेड बुलबुले को खत्म वह desiccator (६० मिनट के लिए) ।
    5. सिलिकॉन आधारित तरल बहुलक सामग्री का इलाज करने के लिए 4 एच के लिए ६० डिग्री सेल्सियस पर एक ओवन में PDMS मिश्रण ले मोल्ड रखो ।
    6. लगभग 20 मिनट के लिए कमरे के तापमान को PDMS के साथ एक साथ वेफर ठंडा करने के बाद, एक स्केलपेल और चिमटी के साथ मोल्ड से ठीक PDMS अलग ।
    7. एक क्षेत्र के लिए अलग PDMS परत दर्जी (धारा 2 या 2 x ७.५ cm2 के लिए लगभग 6 x 6 cm2 धारा 3 के लिए) पूरे चैनल एक स्केलपेल का उपयोग कर लेआउट को कवर ।
    8. चैनल का उपयोग बंदरगाहों (और दुकानों) व्यास में १.५ मिमी की एक बायोप्सी पंच का उपयोग करके बनाएँ ।
      नोट: संख्या और सुविधा और दुकानों की स्थिति विशिष्ट microfluidic चैनलों के निर्माण के लिए नक़्क़ाशी प्रक्रियाओं के आधार पर डिजाइन किए हैं ।
    9. एक पेट्री डिश में PDMS पॉलिमर मिश्रण के 30 जी डालो, और फिर किसी भी संभव desiccator का उपयोग करके PDMS सामग्री में एंबेडेड बुलबुले को खत्म (६० मिनट के लिए) ।
    10. पेट्री ६० डिग्री सेल्सियस पर एक ओवन में PDMS मिश्रण ले जाने के लिए अधिक से अधिक 4 एच के लिए तरल बहुलक सामग्री का इलाज पकवान रखो ।
    11. लगभग 20 मिनट के लिए कमरे के तापमान को PDMS के साथ एक साथ पेट्री पकवान ठंडा करने के बाद, एक स्केलपेल और चिमटी के साथ पकवान से ठीक PDMS अलग ।
    12. एक स्केलपेल का उपयोग करना, किसी भी सुविधाओं के बिना अलग PDMS परत दर्जी aforementioned PDMS परत के उन लोगों के बराबर आयामों के लिए (लगभग 6 x 6 cm2 खंड के लिए 2 या 2 x ७.५ cm2 धारा 3 के लिए) ।
    13. दोनों PDMS परतों की सतहों को सक्रिय (चरणों 1.2.7 और 1.2.12 में बनाया) डिजाइन चैनल लेआउट के साथ और एक सतह उपचार मशीन में ऑक्सीजन प्लाज्मा के लिए शीर्ष PDMS सामग्री को उजागर करके किसी भी सुविधाओं के बिना ९० W के लिए ४० s ।
    14. बांड 2 PDMS परतों उनके इलाज के बीच संपर्क बनाने के द्वारा सही ऑक्सीजन प्लाज्मा सतह सक्रियण के बाद सतहों । फिर, 30 से अधिक मिनट के लिए ६० डिग्री सेल्सियस पर एक ओवन में बंधुआ PDMS परतों छोड़ दें ।
      नोट: ओवन में बंधुआ PDMS परतों को छोड़ने के लिए कोई ऊपरी समय सीमा नहीं है ।
    15. 2 बंधुआ PDMS परतों के बाद ठंडा है, एक बाद में प्रयोगात्मक सेट अप के लिए गढ़े उपकरण से दूर अतिरिक्त PDMS सामग्री ट्रिम कर दीजिए ।

2. विभिंन वर्गों के PDMS Microfluidic चैनलों के निर्माण के लिए एक कदम दृष्टिकोण

नोट: PDMS गीला नक़्क़ाशी दर, आयताकार आकार के एक एकल परत और सीधे चैनल के साथ एक microfluidic डिवाइस की विशेषता के लिए कुछ प्रयोगात्मक सेटिंग्स के अनुरूप विशिष्ट नक़्क़ाशी दरों की पहचान करने के लिए शोषण किया जा करने के लिए सुझाव दिया है ।

  1. PDMS गीला नक़्क़ाशी के प्रायोगिक लक्षण वर्णन
    1. 1-मिथाइल-2-THF (pyrrolidinone) एनएमपी = 1:10 की दर से टेट्रा-n-butylammonium फ्लोराइड (TBAF, tetrahydrofuran (v:v) में एक 1 मीटर समाधान) को मिलाकर एक नक़्क़ाशी समाधान तैयार करें ।
      नोट: एनएमपी कुशलता etchants द्वारा प्रेरित रासायनिक अवशिष्ट को भंग करने में सक्षम है । आम तौर पर, PDMS सामग्री एनएमपी द्वारा मामूली सूजन कर रहे हैं, और PDMS microfluidic उपकरणों अभी भी उनके आकार, मात्रा, और सील शर्तों को संरक्षित करने में सक्षम हैं ।
    2. एक 10 मिलीलीटर एक स्टेनलेस कुंद सुई (16 ग्राम) से जुड़े सिरिंज में मिश्रित TBAF/एनएमपी etchants ड्रा ।
    3. चैनलों में दबाव चालित तरल पदार्थ के एक नियंत्रक के रूप में एक सिरिंज पंप की स्थापना की ।
    4. abovementioned सरल उपकरण के चैनल बंदरगाह के लिए नक़्क़ाशी समाधान से भरे सिरिंजों की कुंद सुई कनेक्ट और एक अपशिष्ट कंटेनर के लिए आउटलेट टयूबिंग से संबंधित बंदरगाह गाइड के रूप में चित्रा 1में दिखाया गया है ।
    5. एक १५० µ l/निस्र्पक के लिए PDMS गीला नक़्क़ाशी में मिश्रित TBAF/एनएमपी नक़्क़ाशी समाधान युक्त सीरिंज ले सिरिंज पंप चलाने के लिए ।
    6. उज्ज्वल क्षेत्र माइक्रोस्कोपी विचारों का प्रयोग करें और यह सुनिश्चित करें कि प्रवाह दिशा के साथ धंसा चैनल एक समान चौड़ाई है, फलस्वरूप की पुष्टि करने के लिए कि मात्रा मिश्रण अनुपात etchants और नक़्क़ाशी प्रवाह की दर पर्याप्त हैं ।
    7. PDMS नक़्क़ाशी प्रक्रिया के दौरान एक 4x आवर्धन के साथ एक औंधा माइक्रोस्कोप के तहत चैनल क्रॉस अनुभाग के समय श्रृंखला छवियों पर कब्जा.
    8. PDMS सामग्री के गीले नक़्क़ाशी प्रक्रिया के दौरान चैनल चौड़ाई के लिए संख्या के एक समय अनुक्रम एकत्र करने के लिए इमेजिंग प्रसंस्करण कार्यक्रम के एक 2d विश्लेषण में बुनियादी माप समारोह लागू करके संग्रहीत छवियों का विश्लेषण करें ।
    9. समय का मूल्यांकन- चित्रा 2, जो PDMS नक़्क़ाशी (टी) की अवधि के द्वारा चैनल चौड़ाई परिवर्तन (ΔW /2) के ५०% विभाजित है में दिखाया समीकरण के माध्यम से श्रृंखला नक़्क़ाशी दरों ।
    10. चित्र 2में दिखाए गए के रूप में PDMS सामग्री के लिए 1:10 की विशिष्ट मात्रा मिश्रण अनुपात के साथ मिश्रित TBAF/एनएमपी etchants की एक समग्र नक़्क़ाशी दर का अनुमान लगाने के लिए एकत्र डेटा बिंदुओं का एक रेखीय प्रतीपगमन निष्पादित करें ।
  2. विभिन्न ज्यामितीय वर्गों के microfluidic चैनलों के निर्माण के लिए PDMS अनुक्रमिक गीला नक़्क़ाशी
    1. अनुक्रम में इसी नक़्क़ाशी प्रक्रियाओं की सेवा एकल परत PDMS चैनल लेआउट के लिए खोदना की एक व्यवस्था डिजाइन, ताकि 3 चित्रा में दिखाया गया है के रूप में विभिन्न पार अनुभागीय आकार के एक विशिष्ट चैनल प्रकार गढ़े जा सकता है ।
    2. PDMS गीला नक़्क़ाशी दृष्टिकोण के लिए कदम 2.1.1-2.1.7 में वर्णित प्रक्रियाओं का पालन करें ।
      नोट: प्रवाह दर के रूप में सेट है ५० μL/
    3. जबकि TBAF/एनएमपी etchants बह रहे हैं, माइक्रोस्कोप के तहत धंसा चैनल का निरीक्षण करने के लिए अगर वहां इस तरह के बुलबुले के एक ध्यान देने योग्य राशि के रूप में महत्वपूर्ण समस्याएं मौजूद हैं, कई रासायनिक etchants, etchants के रिसाव से प्रेरित अवशिष्टों का एक शेष, या एक झुका विमान पर etchants का प्रवाह ।
    4. उल्टे माइक्रोस्कोप द्वारा microfluidic चैनल दीवार मोटाई भिन्नता का पालन करें, और समय गीला नक़्क़ाशी प्रक्रिया सुनिश्चित करने के लिए उचित चैनल geometries प्राप्त कर रहे हैं ।

3. एक Microfluidic मिक्सर का डिजाइन

नोट: microfluidic मिक्सर का एक डिजाइन जो कुशलतापूर्वक 2 भिंन तरल पदार्थ मिश्रण कर सकते है यहां का प्रदर्शन किया है विभिंन वर्गों के साथ microfluidic चैनलों की एक लाभप्रद आवेदन दिखाने के लिए ।

  1. विभिन्न चैनल वर्गों के साथ एक microfluidic मिक्सर का निर्माण
    1. नरम लिथोग्राफी प्रतिकृति मोल्डिंग तकनीक (धारा 2) द्वारा चित्रा 4 में दिखाए गए डिजाइन के एक एकल परत microfluidic चैनल के साथ एक PDMS डिवाइस बनाओ ।
    2. एकल परत microfluidic चैनल लेआउट में, TBAF/एनएमपी नक़्क़ाशी चरण 2.1.1 में "आउटलेट" के रूप में चिह्नित से एक 20 µ l/ंयूनतम प्रवाह दर में चित्रा 4में वर्णित प्रक्रियाओं का पालन करके तैयार समाधान परिचय ।
    3. माइक्रोस्कोप के तहत microfluidic चैनल दीवार मोटाई भिन्नता का पालन करें, और समय गीला नक़्क़ाशी प्रक्रिया सुनिश्चित करने के लिए उचित चैनल geometries के रूप में चित्रा 5 में प्रतिनिधित्व प्राप्त कर रहे हैं ।
  2. microfluidic मिक्सर के प्रायोगिक लक्षण वर्णन
    1. एक वैकल्पिक पैटर्न में विभिंन आकारों के वर्गों के साथ microfluidic चैनल के बाद एहसास हुआ है, एक 20 µ एल पर 2 अलग चैनलों में एक ५० µ जी/एमएल एकाग्रता और आसुत जल होने fluorescein सोडियम नमक का एक समाधान सहित 2 भिंन तरल पदार्थ पंप/ प्रवाह दर ।
    2. एक के रूप में चिह्नित पदों पर शीर्ष दृश्य में चैनल के प्रतिदीप्ति माइक्रोस्कोप छवियों ले लो, बी, सी, और एक उल्टे माइक्रोस्कोप के तहत डी (2 मिक्सर के लिए 4x इज़ाफ़ा) वर्दी के साथ (नक़्क़ाशी से पहले) और विभिन्न ज्यामितीय वर्गों (SWEP के 2 घंटे के बाद), क्रमशः ( चित्रा 6) ।
      नोट: प्रतिदीप्ति माइक्रोस्कोप छवियों जबकि स्थिर प्रवाह होते हैं, 5 मिनट के समय बिंदु पर, मिक्सर चैनलों के माध्यम से मिश्रण की शुरुआत क्षणों से गिना लिया जाता है ।
    3. मिश्रण अवशिष्ट द्वारा परिभाषित कर रहे हैं जो इसी मिश्रण दक्षता संख्या का अनुमान करने के लिए एक इमेजिंग प्रसंस्करण कार्यक्रम का उपयोग करके कब्जा कर लिया फ्लोरोसेंट छवियों का विश्लेषण (श्री, ०.५ = मिश्रित, 0 = पूरी तरह से मिश्रित) निम्नलिखित समीकरण27में, २८:
      Equation
      यहाँ
      टी नक़्क़ाशी समय है,
      एल ब्याज की एक निश्चित स्थिति में चैनल चौड़ाई है,
      S स्थिति में चैनल भर में एक लाइन खंड है, और
      मैं टीपर एस प्रतिदीप्ति तीव्रता वितरण है ।
    4. एक के रूप में चिह्नित पदों पर चैनल भर में प्रतिदीप्ति तीव्रता वितरण प्लॉट, बी, सी, और डी के लिए वर्दी के साथ 2 मिक्सर के लिए (नक़्क़ाशी से पहले) और विभिन्न ज्यामितीय वर्गों (SWEP के 2 ज के बाद), क्रमशः. अनुमान संगत श्री के रूप में चित्रा 6में चित्रित ।

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Representative Results

हाल ही में, अध्ययन की एक बड़ी संख्या में लिथोग्राफी प्रतिकृति मोल्डिंग द्वारा विभिन्न वर्गों के चैनलों के साथ microfluidic उपकरणों के निर्माण पर किया गया है13,14,15 और PDMS नक़्क़ाशी तकनीक17 , 18 , 19 , 20 , 21 , 22. हालांकि, वहां अभी भी पैटर्न आकार और निर्माण आपरेशनों के साथ कठिनाइयों16,23के काफी सीमाएं मौजूद हैं । इस पत्र में, SWEP द्वारा विभिन्न ज्यामितीय वर्गों के PDMS microfluidic चैनलों के निर्माण के लिए एक कदम दृष्टिकोण प्रस्तावित है ।

चित्रा 1 योजनाबद्ध रूप से SWEP द्वारा विभिन्न वर्गों के PDMS चैनल बनाने के लिए microfluidic एकल परत चैनल लेआउट से पता चलता है और संबद्ध टयूबिंग प्रणाली के प्रायोगिक सेटअप प्रदर्शित करता है. एनएमपी एक बफर SWEP प्रयोगों के लिए प्रयोग किया जाता है, के रूप में चित्र 1a और 1bमें दिखाया गया है । SWEP प्रयोगों में, यह महत्वपूर्ण है के लिए एक उचित विलायक का चयन करने के लिए चैनल में नक़्क़ाशी उत्पादों को खत्म करने के लिए लामिना प्रवाह को बनाए रखने नक़्क़ाशी प्रक्रियाओं द्वारा शोषण । नतीजतन, एनएमपी बफर को प्रभावी ढंग से SWEP22,23के उत्पादों को भंग करने के लिए विलायक के रूप में चुना जाता है ।

धंसा चैनल भी microfluidic डिवाइस के अंदर चैनल वर्गों के विकास को प्रदर्शित करने के लिए नीले खाद्य रंजक से भर रहे हैं । डिजाइन एकल परत चैनल पैटर्न के खोदना की सुविधा के द्वारा, विभिंन प्रकार के विभिंन ज्यामिति सुविधाओं के साथ microfluidic चैनल वर्गों SWEP के माध्यम से प्राप्त किया जा सकता है के रूप में चित्र 3में प्रदर्शित ।

PDMS गीला नक़्क़ाशी, आयताकार आकार के एक एकल परत और सीधे चैनल के साथ एक microfluidic डिवाइस की विशेषता के लिए एक विशिष्ट मात्रा के साथ मिश्रित TBAF/एनएमपी etchants की एक समग्र नक़्क़ाशी दर की पहचान करने के लिए शोषण किया जाता है PDMS के लिए अनुपात-मिश्रण सामग्री. कुछ नक़्क़ाशी समय के संबंध में चैनल चौड़ाई रूपांतरों के एकत्र डेटा बिंदुओं के रैखिक प्रतिगमन द्वारा, समग्र नक़्क़ाशी दर नक़्क़ाशी समाधान के रूप में प्रयोग २.७१४ µm/मिनट (चित्रा 2) का अनुमान है ।

वर्दी पार वर्गों के साथ microfluidic चैनलों में, तरल पदार्थ ज्यादातर चैनल दीवारों, जो मादक कणों के बीच यादृच्छिक संपर्कों को दबाने के साथ प्रवाह; इसलिए, द्रव प्रसार द्वारा संचालित मिश्रण आमतौर पर विशेष रूप से लंबे चैनलों के माध्यम से प्राप्त की है । नतीजतन, विभिन्न ज्यामितीय वर्गों के microfluidic चैनलों चैनल वर्गों पर पार्श्व द्रव गति की मदद से तरल पदार्थ मिश्रण की सुविधा के लिए अनुमानित कर रहे हैं. इस अध्ययन में, microfluidic मिक्सर का एक डिजाइन (चित्रा 4) जहां दो भिंन तरल पदार्थ कुशलतापूर्वक मिश्रित कर रहे है यहां विभिंन वर्गों के साथ microfluidic चैनलों की एक लाभप्रद आवेदन पेश करने के लिए प्रदर्शन किया है । चित्रा 5 microfluidic मिक्सर चैनल के समय श्रृंखला छवियों 0 एच, ०.२५ एच, ०.४० एच, ०.५५ एच, ०.७० एच, १.०० एच, और २.०० एच के अनुक्रम में नक़्क़ाशी चरणों में शीर्ष दृश्य में PDMS सामग्री का उपयोग SWEP द्वारा गढ़े प्रस्तुत करता है ।

एक वैकल्पिक पैटर्न में विभिंन आकारों के वर्गों के साथ microfluidic चैनल के बाद एहसास हुआ है और fluorescein सोडियम नमक और आसुत जल का समाधान सहित दो भिंन तरल पदार्थ बाद में दो अलग चैनलों में पंप कर रहे हैं, प्रतिदीप्ति एक, बी, सी, और डी के रूप में चिह्नित पदों पर शीर्ष दृश्य में चैनल की माइक्रोस्कोप छवियों (नक़्क़ाशी से पहले) और अलग ज्यामितीय वर्गों (SWEP के 2 घंटे के बाद), क्रमशः (6 चित्रा) वर्दी के साथ दो मिक्सर के लिए एक औंधा खुर्दबीन के नीचे कब्जा कर लिया है । स्थिर प्रवाह होते हैं, 5 मिनट के समय बिंदु पर, मिक्सर चैनलों के माध्यम से मिश्रण की शुरुआत क्षणों से गिना इन छवियों को लिया जाता है. फिर, इन प्रतिदीप्ति माइक्रोस्कोप छवियों एक स्वचालित इस अध्ययन में विकसित प्रोग्राम मिक्सर के मिश्रण दक्षता का प्रतिनिधित्व करने के लिए इसी श्री संख्या निकालने के लिए दिया जाता है ।

नक़्क़ाशी प्रक्रिया से पहले, एक र्ें चैनल लेआउट के साथ मिक्सर के चैनल आयताकार आकार के समान पार वर्गों था । प्रसार तंत्र के लिए आवश्यक पर्याप्त चैनल लंबाई के कारण, microfluidic मिक्सर क्रमशः एक, बी, सी, और डी पदों पर ०.४६०७, ०.३४०३, ०.२४५०, और ०.१९४० एमआर नंबर द्वारा प्रतिनिधित्व एक आवश्यक मिश्रण दक्षता है । SWEP के 2 ज के बाद, मूल एक के लिए एक समान समग्र चैनल लंबाई के साथ, microfluidic मिक्सर एक वैकल्पिक पैटर्न में विभिन्न आकृतियों के चैनल वर्गों है. यह महत्वपूर्ण है कि अलग चैनल वर्गों के साथ मिक्सर मिश्रण दक्षता में एक उल्लेखनीय वृद्धि प्रदान करता है, एक, बी, सी, और डी पदों पर, क्रमशः ०.३८७५, ०.१९१५, ०.१३३६, और ०.०६८० के श्री संख्या कम द्वारा प्रतिनिधित्व किया है, क्योंकि पार्श्व द्रव की प्रसार तंत्र के अलावा advection के लिए अग्रणी गति । इसके अलावा, स्थिति बी डी से, इस तरह के advection तंत्र चैनल वर्गों पर होने वाली SWEP द्वारा गढ़े मिक्सर के मिश्रण दक्षता में एक स्पष्ट और समान वृद्धि में परिणाम.

Figure 1
चित्रा 1: अनुक्रमिक गीला नक़्क़ाशी प्रक्रियाओं (SWEP) द्वारा विभिन्न ज्यामितीय पार वर्गों के PDMS चैनल बनाने के लिए microfluidic एकल परत चैनल लेआउट पर सेट अप टयूबिंग. (क) इस योजनाबद्ध एकल परत चैनलों के साथ microfluidic उपकरणों से पता चलता है. शीर्ष परत गीला खोदना प्रवेश व्यवस्था के लिए कई चैनल डिजाइन के PDMS का उपयोग कर गढ़े है । नीचे की परत एक खाली पैटर्न के साथ PDMS से बना है । (ऊपर: एक नक़्क़ाशी प्रवेश; मध्य: दो नक़्क़ाशी देता है.) नीचे शीर्ष परत निर्माण के लिए मोल्ड है । (ख) इन पैनलों विभिंन वर्गों के चैनलों के निर्माण के लिए इकट्ठे उपकरण दिखाते हैं । चैनलों की चौड़ाई और दीवारों की मोटाई क्रमशः ५० µm और १०० µm हैं । (ग) इन पैनलों SWEP के लिए microfluidic एकल परत चैनल लेआउट पर टयूबिंग सेट अप की प्रयोगात्मक तस्वीरें दिखाते हैं । (शीर्ष पंक्ति: एक नक़्क़ाशी प्रवेश; नीचे पंक्ति: दो धंसा देता है.) कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 2
चित्रा 2: PDMS गीला नक़्क़ाशी के लक्षण वर्णन । यह आंकड़ा PDMS सामग्री के लिए एक विशिष्ट मात्रा मिश्रण अनुपात के साथ मिश्रित TBAF/एनएमपी etchants की एक समग्र नक़्क़ाशी दर का आकलन करने के लिए नक़्क़ाशी समय के संबंध में एकत्रित आधा चैनल चौड़ाई परिवर्तन के रैखिक प्रतिगमन दिखाता है । [इनसेट PDMS सामग्री के गीले नक़्क़ाशी दरों निस्र्पक के लिए एक सरल और सीधे चैनल पैटर्न के पार के अनुभागीय ज्यामिति के एक योजनाबद्ध है । TBAF/एनएमपी की समग्र नक़्क़ाशी दर (v:v = 1:10) २.७१४ µm/मिनट है और इसी आर2 (दृढ़ संकल्प के गुणांक) ०.९९१३ है.] कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 3
चित्रा 3: अनुक्रमिक PDMS गीला नक़्क़ाशी द्वारा अलग ज्यामितीय वर्गों के गढ़े microfluidic चैनलों । इन पैनलों एकल परत PDMS चैनल लेआउट के लिए एक अलग पार अनुभागीय आकृतियों के विशेष चैनल प्रकार के निर्माण के लिए अनुक्रम में इसी नक़्क़ाशी प्रक्रियाओं की सेवा के लिए खोदना के विभिंन व्यवस्थाएं दिखाने के रूप में (एक) पार के आकार का, (ख) dumbbell के आकार का, और (ग) बेल के आकार का पार-अनुभागीय geometries. कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 4
चित्रा 4: गढ़े microfluidic विभिन्न वर्गों के साथ चैनलों का उपयोग मिक्सर. (क) इस पैनल के विभिंन वर्गों के साथ एक microfluidic मिक्सर का उपयोग चैनलों के निर्माण के लिए एक एकल परत चैनल लेआउट के एक डिजाइन ड्राइंग है । नीचे एकल परत चैनल निर्माण के लिए मोल्ड से पता चलता है । (ख) इन पैनलों PDMS गीला नक़्क़ाशी के पहले और बाद 1 और 2 ज के पूरे मिक्सर चैनल के टाइल स्कैन माइक्रोस्कोप छवियों को दिखाने के लिए । (ग) इन पैनलों मिक्सर चैनल वर्गों जो 1 और PDMS गीला एक शीर्ष दृश्य (शीर्ष पंक्ति) में नक़्क़ाशी के 2 ज द्वारा गढ़े जाते हैं, के प्रयोगात्मक उज्ज्वल क्षेत्र छवियों दिखाने के लिए, एक काटने के लिए x-अक्ष के साथ प्रवाह दिशा में सीधा देखने में (दूसरे से शीर्ष), और एक में एक अनुभाग दृश्य में एक कट (ऊपर से तीसरे) और बी बी कट (नीचे पंक्ति) पदों । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 5
चित्रा 5: PDMS सामग्री के अनुक्रमिक गीला नक़्क़ाशी द्वारा गढ़े विभिन्न वर्गों के microfluidic मिक्सर चैनलों के समय श्रृंखला छवियों. (क) इस पैनल के विभिंन चैनल वर्गों के साथ एक microfluidic मिक्सर के निर्माण के लिए एक एकल परत चैनल लेआउट की योजनाबद्ध दिखाता है । (ख) इन पैनलों अनुक्रम में प्रत्येक नक़्क़ाशी चरणों में एक शीर्ष दृश्य में मिक्सर चैनल के माइक्रोस्कोप छवियों से पता चलता है. कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 6
चित्रा 6: अनुक्रमिक PDMS गीला नक़्क़ाशी द्वारा गढ़े microfluidic मिक्सर के लक्षण वर्णन । (क) इन पैनलों etchants शुरू करने से पहले और PDMS सामग्री के 2 ज गीला नक़्क़ाशी पर एक, बी, सी, और डी के रूप में चिह्नित पदों पर मिक्सर चैनल के प्रतिदीप्ति माइक्रोस्कोप छवियों को दिखाने के । (ख) इन पैनलों प्रतिदीप्ति तीव्रता क्षेत्रों में एक, बी, सी, और डी पदों से पहले (ऊपर) और PDMS गीला नक़्क़ाशी (मध्य) के 2 ज पर मिक्सर चैनल में एक सामान्यीकृत समंवय में प्रस्तुत मापा दिखाते हैं । यह भी इससे पहले कि विभिन्न चैनल पदों पर और नक़्क़ाशी (नीचे) के 2 ज पर मिक्सर (०.५: unmixed, 0: पूरी तरह से मिश्रित) के मिश्रण दक्षता का प्रतिनिधित्व विश्लेषण श्री से पता चलता है । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

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Discussion

पिछले दशकों में, microfluidics ने आशाजनक अर्थों की पेशकश की है जिसके द्वारा रासायनिक और बायोमेडिकल अनुसंधान के लिए प्रायोगिक प्लेटफार्मों का निर्माण किया जा सकता है व्यवस्थित1,2,3,4, 5. प्लेटफार्मों भी शारीरिक microenvironment शर्तों के तहत vivo में कई सेलुलर कार्यों की जांच की अपनी क्षमताओं को प्रस्तुत किया है via इन विट्रो सेल अध्ययन6,7, 8 , 9. प्रयोगात्मक अनुसंधान और संबंधित अनुप्रयोगों में, microfluidic उपकरणों के चैनल क्रॉस वर्गों के अधिकांश वर्दी और आयताकार आकार के होते हैं । ऐसे microfluidic उपकरणों में, चैनल संरचनाओं microenvironment स्थितियों में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं । उदाहरण के लिए, दवा वितरण के लिए एक उपकरण के रूप में microfluidics का उपयोग करते हुए, इस तरह के रासायनिक परिवहन पर एक निष्क्रिय नियंत्रण मानक पार खंड ज्यामिति29के आयताकार चैनल में प्रवाह की दर ट्यूनिंग द्वारा संग्राहक है । प्रवाह की दिशा के साथ चैनल पर पदार्थ परिवहन के एक वांछित प्रवाह वितरण के लिए, एक समग्र volumetric प्रवाह की दर सेट अप के तहत अलग ज्यामितीय वर्गों के साथ microfluidic चैनलों की जरूरत हो सकती है । अध्ययन के एक काफी संख्या में विभिंन ऊंचाइयों या गैर आयताकार पार के विशेष सतह पैटर्न के साथ मास्टर molds के निर्माण सहित विभिंन वर्गों, के साथ वांछित चैनलों के साथ इस तरह के चिप्स बनाना कुछ महत्वपूर्ण कदम उठाए हैं धारा13,14,15 और ज्यामितीय सुविधाओं के साथ सतहों बनाने के लिए PDMS नक़्क़ाशी तकनीक17,18,19,20 , 21 , 22. हालांकि, इन प्रयासों को न केवल जटिल विनिर्माण प्रक्रियाओं को शामिल लेकिन यह भी16,23चैनलों की विशिष्ट पार अनुभागीय आकृतियों के लिए प्रतिबंधित कर रहे हैं.

इस पत्र में, एक एक कदम विभिंन वर्गों के साथ PDMS चैनल बनाने के लिए दृष्टिकोण की योजना बनाई एकल परत एक सीधा और सुसंगत तरीके से PDMS सामग्री में एंबेडेड लेआउट के विशिष्ट चैनलों में खोदना शुरू करने से उंनत है । इसके अलावा, विभिन्न पार के साथ चैनल बनाने के आइसोट्रोपिक अनुक्रमिक गीला नक़्क़ाशी प्रक्रियाओं-अनुभागीय आकार चलने संख्यात्मक गणना30का उपयोग करके सत्यापित कर रहे हैं. जाहिर है, यह मुश्किल है क्योंकि अनुक्रमिक गीला नक़्क़ाशी प्रक्रियाओं के दौरान PDMS सामग्री के आइसोट्रोपिक हटाने के तेज कोणों के साथ चैनल अनुभाग geometries बनाना । व्यावहारिक अनुप्रयोगों में, microfluidic चैनलों के गढ़े खंड geometries पर सटीक नियंत्रण PDMS गीला नक़्क़ाशी दरों और संबद्ध टयूबिंग प्रणाली सेट अप के सावधान व्यवस्था की एक सटीक लक्षण वर्णन की आवश्यकता है । विभिंन geometries के साथ PDMS microfluidic चैनल के निर्माण के लिए मौजूदा तरीकों की तुलना में, विकसित एक कदम दृष्टिकोण काफी गैर आयताकार वर्गों या विभिंन ऊंचाइयों के साथ चैनल निर्माण की प्रक्रिया को सरल कर सकते हैं । नतीजतन, विकसित तकनीक विभिंन अनुप्रयोगों के लिए अभिनव microfluidic प्रणालियों के विकास के लिए नेतृत्व कर सकते है जो जटिल microfluidic चैनलों के निर्माण का एक तरीका प्रदान करता है ।

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Disclosures

लेखकों की घोषणा करने के लिए कुछ नहीं है.

Acknowledgments

लेखक कृतज्ञता अभिनव अनुसंधान अनुदान (IRG) (EX106-10523EI), ताइवान विज्ञान और प्रौद्योगिकी मंत्रालय (सबसे 104-2218-E-032-004, 104-2221 के तहत ताइवान में राष्ट्रीय स्वास्थ्य अनुसंधान संस्थानों (NHRI) द्वारा उपलब्ध कराए गए समर्थन स्वीकार करते हैं- ई-001-015-MY3, 105-2221-ए-001-002-MY2, 105-2221-ए-032-006, 106-2221-ए-032-018-MY2), और जगत् Sinica कैरियर विकास पुरस्कार । लेखक पांडुलिपि को ठीक करने के लिए Heng-Hua सू का शुक्रिया अदा करना चाहेंगे ।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
1-Methyl-2-Pyrrolidinone Tedia, Fairfield, OH ME-1962 NMP
10 ml Syringe Becton-Dickinson, Franklin Lakes, NJ 302151
150 mm Petri dish Dogger Science DP-43151
1H,1H,2H,2H- Perfluorooctyltrichlorosilane Alfa Aesar, Ward Hill, MA L16606 97 % silane 
4'' Silicon Dummy Wafer Wollemi Technical, Taoyuan, Taiwan -
Acetone ECHO Chemical, Miaoli, Taiwan AH3102-000000-72EC
AG Double Expose Mask Aligner M&R Nano Technology, Taoyuan, Taiwan AG500-4D-D-V-S-H
Biopsy Punch Miltex, Plainsboro, NJ 33-31
Blunt Needle Jensen Global, Santa Barbara, CA Gauge 16
Buffered Oxide Etch ECHO Chemical, Miaoli, Taiwan PH3101-000000-72EC
Desicattor A-VAC Industries, Anaheim, CA 35.10001.01
Fluorescein Sodium Salt Water Sigma-Aldrich Co., St Louis, MO F6300
ImageJ National Institutes of Health, Bethesda, MD Ver. 1.51 Imaging Processing Program 
Inverted Fluorescence Microscope  Leica Microsystems, Wetzlar, Germany DMI 6000 B
Isopropyl Alcohol (IPA) ECHO Chemical, Miaoli, Taiwan CMOS112-00000-72EC
Leica Application Suite  Leica Microsystems GmbH LAS X
MATLAB MathWorks, Natick, MA R2015b Programming for MR evaluation
Mechanical Convention Oven ThermoFisher Scientific,Waltham, MA Lindberg Blue M MO1450C
Plasma Tretment System Nordson MARCH, Concord CA PX-250 Oxygen plasma surface treatment
Polydimehtylsiloxane (PDMS)  Dow Corning, Midland, MI SYLGARD 184
Polyethylene Tubing Becton-Dickinson and Company, Sparks, MD 427446 PE 205, 10'
Spin Coater ELS Technology, Hsinchu, Taiwan ELS 306MA
Negative Tone Photoresist  MicroChem, Westborough, MA SU-8 2050
Negative Tone Photoresist Developer MicroChem, Westborough, MA Y020100 SU-8 Developer
Surgical Blade Feather, Osaka, Japan 5005093 PDMS cutting
Syringe Pump Chemyx, Houston, TX Fusion 400
Tetra-n-butylammonium Fluoride (TBAF) Alfa Aesar, Ward Hill, MA A10588

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References

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इंजीनियरिंग अंक १३९ Microfluidics polydimethylsiloxane microfluidic उपकरणों का निर्माण गीला नक़्क़ाशी विभिन्न ज्यामितीय वर्गों के microfluidic चैनलों microfluidic मिक्सर
अनुक्रमिक गीला नक़्क़ाशी प्रक्रियाओं द्वारा विभिंन ज्यामितीय वर्गों के Polydimethylsiloxane Microfluidic चैनलों के निर्माण के लिए एक कदम दृष्टिकोण
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Wang, C. K., Liao, W. H., Wu, H. M., Tung, Y. C. One-Step Approach to Fabricating Polydimethylsiloxane Microfluidic Channels of Different Geometric Sections by Sequential Wet Etching Processes. J. Vis. Exp. (139), e57868, doi:10.3791/57868 (2018).

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