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Engineering

생물 의학 마이크로 대 한 굴절 인덱스 일치 장치 제조

doi: 10.3791/58296 Published: September 10, 2018

Summary

이 프로토콜의 MY133-V2000 아닌 구조와 용액 microchannels 일치 하지 않을 굴절율 때문에 자주 발생 하는 아티팩트를 제거 하기 위해 미세 소자의 제작을 설명 합니다. 이 프로토콜 캡슐화 된 장치, 화학적 그리고 기계적으로 접착을 향상을 압축 하는 아크릴 홀더를 사용 합니다.

Abstract

미세 소자의 사용 생물 의학 응용 프로그램에 대 한 정의 도구로 떠오르고 있다. 현대 현미경 검사 법 기술로 결합 될 때이 장치 동시 보완 측정 수 있는 강력한 플랫폼의 일부로 구현할 수 있습니다. 이러한 두 가지 기술 조합 하 여 만든 기본 도전 미세 소자를 전통적으로 사용 되는 재료와 일반적으로 의학에서 사용 되는 수성 솔루션 사이의 굴절률의 불일치 이다. 이 불일치는 채널 또는 장치 가장자리 근처 광 아티팩트를 만들 수 있습니다. 하나의 솔루션은 MY133-V2000 그 굴절률은 물 비슷합니다 같은 플 루 오 르 폴리머를 사용 하 여 장치를 조작 하는 데 사용 하는 재료의 굴절률을 줄이기 위해 (n = 1.33). 여기, MY133-V2000 소프트 리소 그래피 기술을 사용 하 여 만든 미세 장치 건설 시연 되는 아크릴 홀더 함께 MY133-V2000 조작 장치 사이 접착 증가 O2 플라즈마를 사용 하 여와 입니다 (PDMS) 기판입니다. 장치 다음 24 h 일반적인 이미징 실험의 과정 세포 배양 조건을 유지 하는 장치의 기능을 설명 하기 위해 세포 배양으로 가득 그것을 배양 하 여 테스트 됩니다. 마지막으로, 양적 위상 현미경 (QPM)는 아닌 라이브 부착 셀 내의 질량 분포를 측정 하는 데 사용 됩니다. 이 이렇게, 증가 정밀, PDMS, 등 전통적인 소프트 리소 그래피 재료 대신 MY133 V2000 같은 낮은 인덱스의 굴절 폴리머에서 장치를 조작 하 여 사용 설명 했다. 전반적으로, 미세 장치 조작에 대 한이 방법은 광학 아티팩트를 줄이고 측정 정밀도 증가 하기 위하여 기존의 소프트 리소 그래피 워크플로로 쉽게 통합 될 수 있습니다.

Introduction

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미세 기술 개발은 다양 한 미세한 규모 흐름1,2의 독특한 물리를 활용 하 여 새로운 생물 의학 기술 활성화 하 고 있다. 이 셀 강성3, 표면 마커4및 성장5를 포함 하 여 임상 관련 생체 계량 미세 플랫폼에 내장 된 진단 기술을 포함 합니다. 단일 셀을 조작 하 여 미세 장치 또한 종은6의 지표로 서 예 biomarker이 측정 하기 위해 사용할 수 있습니다. 미세 현미경으로 응용 프로그램을 결합 하는 기능 추가 다중 바이오 마커를 동시에 측정 하는 장치에 대 한 함으로써 이러한 플랫폼의 유틸리티 증가7.

QPM 빛 통과 하 고 투명 한 샘플 내부 물질과 상호 작용 하는 위상 변화를 측정 하는 현미경 검사 법 기술입니다. 개별 셀의 질량 QPM 측정, 굴절률 및 바이오 매스 밀도8,9사이 알려진된 관계를 사용 하 여 계산할 수 있습니다. 이전 작업 QPM는 세포 성장10,11 및 셀 기계적 성질을 통해 장애 강도12와 같은 임상적으로 관련 된 매개 변수를 측정 능력을 보이고 있다. 마이크로와 결합 하면, QPM 잠재적으로는 매우 통제 된 환경에서 에 체 외에서세포 동작 측정에 사용할 수 있습니다. 마이크로 QPM 결합에 직면 하는 주요 과제 중 하나입니다 대부분 고분자 미세 채널을 통해 소프트 리소 그래피13을 생성 하는 데 사용의 높은 굴절률.

다양 한 현미경 검사 법 기술로 마이크로의 조합에 직면 하는 중요 한 도전 물14,15의 굴절률에 상대적인 장치 물자의 굴절률 사이 불일치 이다. 이 문제를 해결 하는 방법은 CYTOP16 등 MY133 V200013낮은 굴절률 폴리머 사용입니다. 후자는 불 자외선 (UV)-물과 유사한 굴절률을 치료할 수 있는 아크릴 폴리머 (n = 1.33) 소프트 리소 그래피 기술, 많은 설립된 미세에 매끄러운 통합에 대 한 허용과 호환 이며 장치 제작 워크플로입니다. 이 MY133 V2000 미세 장치 제조에 적합 하지 않은 만들지만 또한 QPM 및 다른 현미경 접근 식민지와는 단일 셀에 셀 동작 측정을 쉽게 결합 될 수 있습니다. MY133-V2000 단계 빛 통과 물 MY133 인터페이스도 작은 경우, 위상 변화를 생산 하 여 풀기 때문 아티팩트를 제거 합니다.

굴절률의 불일치를 제거, MY133-V2000, 같은 플 루 오 르 폴리머에서 조작 장치와 관련 한 주요 도전 유리 또는 PDMS 등 다른 재료를 낮은 준수는. 현재 작업 소프트 리소 그래피를 사용 하 여 MY133 V2000 미세 소자의 제조를 보여 줍니다. 둘 다 채널과 PDMS의 표면 처리를 O2 플라즈마를 사용 하 여 기판 사용자 정의 조작 아크릴 홀더 결합 장치 된 채널을 만드는 기판에 준수 보장 합니다. 이 장치는 세포 배양 및 QPM 진단에 임상 관련성 있는 둘 다 라이브 세포의 성장과 셀 바이오 매스의 세포내 수송을 측정 하기 위한 중요 한 응용 프로그램은 채널에 세포의 질량 측정에 적합 의학 및 약 발견입니다.

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Protocol

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1입니다. 제조입니다 부정

  1. 입니다의 준비
    1. PDMS 실리콘 탄성 중합체의 고 경화 시의 1.8 g 18 g을 측정 합니다. 포함 하는 고무 보트를 측정으로 치료 시 약을 붓는 다.
    2. 탄성 중합체와 적극적으로 1 분에 대 한 치료 시 약을 혼합 하 고 30 분 동안 진공 챔버에 넣고 혼합물.
    3. 진공에서는 PDMS를 제거, 쿠키 커터를 사용 하 여 부정에 15 g (반지름 = 3.8 c m) 유지 하는 PDMS, 측면에서 실행 고 나머지 PDMS 혼합물을 커버.
    4. 10 분 동안 진공 챔버에는 PDMS를 포함 하는 몰드를 넣어.
    5. 포함 된 진공 약 실에서 PDMS 몰드를 제거, 치료, 그리고 커버를 알루미늄 호 일로 60 분 150 ° C로 설정 하는 뜨거운 접시에 놓습니다.
    6. 부에는 거꾸로 유리 페 트리 접시 (직경에서 10 cm), 나머지 PDMS 몰드로 다른 쿠키 커터를 사용 하 여 PDMS의 패드를 만들. PDMS 부정은 완전히 치료 될 때까지 이것을 진공 챔버에 넣어.
    7. 진공에서 60 분 150 ° C에서 치료 따뜻한 핫 플레이트는 PDMS와 페 트리 접시를 전송.
  2. 입니다의 플라즈마 표면 처리
    1. 부정에서는 PDMS를 조심 스럽게 제거는 PDMS와 쿠키 커터 아래 날카로운 면도날을 삽입 합니다.
    2. 날카로운 취미 나이프를 사용 하 여 부정적인 PDMS;의 더 큰 조각에서 잘라 그것은 부정적인 방해 없이 그것의 위에 PDMS의 다른 조각에 연결할 충분 한 버퍼 영역으로 잘라 되어야 합니다.
    3. 페 트리 접시에서는 PDMS를 조심 스럽게 제거 하는 부정과 치료 PDMS 아래 날카로운 면도칼 블레이드를 삽입 합니다.
    4. 부정에 대 한 취미 칼은 같은 크기 조각으로 패드에서 PDMS의 조각을 잘라 잘라 사용 합니다. 그런 다음 그것에 맞게는 아닌 주위 부정 위에 놓으면 충분 한 공간이 PDMS의 새로운 조각에서 사각형 컷.
    5. (예: 유리, 석 영, 폴리스 티 렌, 또는 다른 자료에서 만든 슬라이드) 평면 기판 위에 PDMS (부정 및 사각형)의 두 조각을 넣고 청소기 무선 주파수 (RF) 플라즈마에 삽입할. 문을 닫고 진공 펌프를 사용 하 여 공기를 철수 하 여 챔버를 밀봉 합니다. 디지털 진공 압력 컨트롤러를 사용 하 여 400 mTorr의 압력까지 공기를 주입.
      참고: 경우 플라즈마 청소를 위해 사용 하는 기판 사용 되지 않은 플라스마에 청소기, 넣을 플라즈마 청소기 자체로 60 s 이전에 대 한 부정, 아크릴 기본 레이어 기판에 집착 하는 것을 방지 하기 위해 치료를.
    6. RF 설정을 높음, 그리고 핑크 공기 플라즈마 보기 창에 나타납니다. 플라즈마 치료 30에 대 한 PDMS의 두 가지 s, 다음 RF 설정 해제. 공기를 천천히 챔버 사나운 기류는 챔버의 내용을 방해 하는 것을 방지 하기 위해 다시 입력을 허용 합니다.
    7. 플라스마에서 청소기는 PDMS를 제거 하 고는 벤치탑에 배치. 다음, 신중 하 게 네거티브 위에 PDMS 사각형을 반전 하 고 집게의 쌍을 함께 눌러. 서로에 대 한 PDMS의 두 가지 수 있도록 10 분 휴식 하자.
  3. 음수 입니다의 Fluorosilane 표면 처리
    1. 사용 2 넣어 dropper 방울 trichloro (1 시간, 1 시간, 2 시간, 2 시간-퍼플-octyl) 실 란 (PFOTS)는 작은 보트의 무게 그리고 유리 진공 챔버에 삽입.
    2. (그래야 아닌 부정적인 얼굴 위쪽으로) 알루미늄 호 일의 조각에 PDMS를 반전 하 고 유리 진공 챔버에 넣어. 그런 다음 24 시간 지속적으로 챔버 철수.

2입니다. MY133 아닌의 제조

  1. MY133-V2000 아닌 구조를 형성
    1. MY133-V2000의 400 µ L로 부정적인 PDMS를 채우십시오.
      참고: 부정 해야 될 약간 overfilled.
    2. 2 h 모든 거품을 제거 하는 진공 챔버에 부정적인 MY133 V2000 가득 PDMS 놓습니다.
    3. MY133-V2000 진공에서 제거 하 고 천천히 약간 overfilled 네거티브 MY133 V2000의 평면 서피스를 생성 하 고 산소는 중 합을 억제 하지 않도록 상단에 대 한 유리 슬라이드를 누릅니다.
      참고: PDMS, 채널 표면에 것 이다 부분적으로 억제 중 합, 나중 단계에서 결합을 사용 합니다. 유리 슬라이드는 석 영, 치료 장치의 어떤 황 변 방지 하는 데 도움이에 비해 약간 감소 UV 투명도 (35%).
    4. MY133-V2000 400 W UV 오븐에 넣고 300 최대 강도의 50%를 UV 방사선을 설정 MY133 V2000 아닌 치료 s.
      참고: 장치를 치료 하는 데 사용 하는 피크 파장은 약 375 nm 대역폭을 약 25 nm. 권력의 약 4500 mJ/cm2 아닌, 치료는 치료는 제조업체에서 권장 하는 파워 최소 두 번 보다 약간 더 사용 되었다.
  2. 아크릴 홀더를 구축
    1. 벡터 드로잉 소프트웨어를 사용 하 여 아크릴 기본 레이어를 그립니다. 기본 레이어 이며 사각형은 1.5 m m 두께, 75 m m, 25 m m 폭 25 m m x 11 m m을 측정 하는 가운데 사각형 다는 것을 확인 하십시오.
    2. 벡터 드로잉 소프트웨어를 사용 하 여 아크릴 중간 레이어를 그립니다. 중간 계층은 중심된 광장 (5 x 5 mm)과 사각형 (1.5 m m 두께, 75 m m 길고 25 m m 폭) 및 2 개의 원형 (직경 3 m m의 둘 다) 15 m m으로 구분 된 다는 것을 확인 하십시오.
    3. 벡터 드로잉 소프트웨어를 사용 하 여 아크릴 가기 레이어를 그립니다. 꼭대기 층은 중심된 광장 (5 x 5 mm)과 사각형 (두께 3 m m, 30mm 길고 25 m m 폭) 및 2 개의 원형 (직경 3 m m의 둘 다) 15 m m으로 구분 된 다는 것을 확인 하십시오.
    4. 레이저 커터와 벡터 드로잉 소프트웨어에서 만든 장치 디자인을 잘라. 100% 전력 및 30% 속도의 샘플 설정을 사용 합니다. 아크릴은 잘라 확인을 두 번 프로그램을 실행 합니다.
    5. 아크릴 가기 레이어의 크기 M5 0.80 m m 탭핑 공구를 사용 하 여 구멍을 누릅니다.
    6. 모든 잔여 표시 나 화상을 제거 하는 아세톤과 아크릴 조각을 닦아냅니다.
  3. 아크릴 홀더에서 MY133-V2000의 결합
    1. 접착제, cyanoacrylate 슈퍼 접착제 등을 사용 하 여 유리 기판에 아크릴의 기본 레이어를 연결 합니다. 아크릴의 가장자리에 두 개의 작은 방울을 배치 하 고 일회용 도구를 사용 하 여 접착제를 균일 하 게 확산. 아크릴에 유리 기판 놓고 접착제 유리의 무게를 사용 하 여 제자리에 건조를 허용 합니다.
    2. 코트의 PDMS 긍정적인 변위 피 펫;를 사용 하 여 100 µ L로 노출된 유리 다음, 진공 스핀 coater에 기본 레이어를 삽입 하 고 두꺼운 고르게 PDMS 영화 약 10 µ m와 유리 코트를 2 분 동안 1500 rpm으로 설정.
    3. Spin coater에서 기본 레이어를 제거 하 고 신중 하 게 닦아 어떤 초과 PDMS 아세톤 및 종이 수건으로 아크릴 코팅. 수 uncured PDMS를 방해 하지 않도록 주의 하십시오.
    4. 치료는 PDMS 2 h 65 ° C에서 오븐에서 PDMS와 기본 레이어를 구워.
    5. 유리 슬라이드 위에 PDMS의 1 mL를 플라스틱 그리고, 다음, 다른 유리 슬라이드를 사용 하 여 균등 하 게 양쪽 밖으로 진흙을 시작할 때까지 PDMS를 확산. 10 분 동안 150 ° C에서 뜨거운 접시에 이것을 치료.
    6. 치료 PDMS MY133 V2000 장치로 동일한 크기와 사각형으로 잘라내어, 아크릴의 중간 레이어를 사용 하 여 금형으로, 저수지에 대 한 구멍을 펀치 그리고 잘라 PDMS 가스 켓을 PDMS에 투시 창 사각형.
    7. MY133-V2000, 채널 측을, 동일 하거나 유사한 평면 기판 단계 1.2.5에서에서는 PDMS 플라즈마 치료에 대 한 사용에 놓습니다. 청소기 MY133 V2000 채널 O2 플라즈마에 함께 치료 PDMS 기판 포함 된 아크릴 기본 레이어를 놓습니다. 높은 수준의 200 mTorr와 RF 진공 압력 설정 및 표면 치료 30 채널 및 유리 기판 s.
    8. 집게를 사용 하 여, 즉시 장소 MY133 V2000 채널 기본 레이어 아크릴의 직사각형 컷아웃에 사이드 다운 MY133 V2000 연락처는 PDMS는.
    9. 장치에서 저수지와 개 스에 구멍을 일렬로 MY133 V2000 장치 위에 PDMS 가스 켓을 놓습니다.
    10. 장소는 벤치 위에 제기 플랫폼에 미완성된 장치 장치 어셈블리에 대 한 클램핑 표면 제공.
    11. 3 mL 주사기를 사용 하 여 아크릴 시멘트의 압축을 풉니다. 얇은 코팅을 제공 하는 기본 레이어 위에 충분 한 아크릴 시멘트를 배포 합니다. 최대한도 및 채널에 소재 침투 못하게 코트를 확인 합니다.
    12. 기본 레이어 아크릴 위에 중간 레이어 아크릴 조각을 놓습니다. 구멍 MY133 V2000 채널의 저수지와 일렬로 다는 것을 확인 하십시오.
    13. 3 작은 클램프를 사용 하 여 기본 레이어를 보유 하 고 중간 계층으로 2 분 동안 아크릴 시멘트에 대 한 가능한 밀접 하 게 함께 견고 하 게, 함께 아크릴 조각 본드. 저수지 MY133 V2000 장치 아래 갇혀에서 공기를 방지 하기 위해이 단계 동안 방해 하지는 확인 하십시오.
    14. 장치에서 압력을 제거 하 고 아크릴 시멘트 아크릴의 상위 층으로 예상된 접촉의 장소에서 중간 계층에 배치.
    15. 아크릴, 구멍, 저수지와 기능과 정렬 됩니다 확보의 중간 레이어 조각에 아크릴의 상위 레이어를 배치 고 나머지 2 분 동안 벤치에 아크릴 시멘트 건조 하는 동안.

3. 테스트 및 MY133 V2000 장치 사용

  1. 누출 시험
    1. 접착 및 흐름에 대 한 테스트를 저수지 구멍의 하나로 음식 염료의 이온된 수 10 µ L을 추가 하 여 MY133 V2000 장치를 테스트 합니다.
    2. 저수지에 (1/8에 외부 직경) 튜브를 삽입 하 고 진공 함정에 다른 쪽 끝을 연결 합니다. 풀 염료에 진공 또는 성공적인 장치 생성을 위해 채널을 통해 물을 켭니다.
    3. 채널 또는 저수지에서 아무 누출 확인을 현미경으로 확인 하 고 에탄올, 저수지를 채울 에탄올 10 분 동안 실내 온도에 앉아 허용. 그런 다음, 염료 또는 채널에서 물 청소 하는 진공을 사용 하 여 통해 에탄올을 당겨.
    4. 채널 에탄올 스프레이 살 균 폴리스 티 렌 접시에 넣어. Parafilm으로 단단히 포장 하 고 필요할 때까지 무 균 환경에서 그것을 저장.
      참고:이 시점에서, 장치 처리 되어야 합니다 aseptically 오염을 방지 하기 위하여. 때 장치를 사용할 준비가 되어 있는, 컨테이너의 외부 한다 살 균 되어야 에탄올을 사용 하 고 biosafety 캐비닛 컨테이너를 열고 이전에 가져온.
  2. MY133-V2000 장치에 도금 MCF7 셀
    1. MCF7 셀 Dulbecco의 최소 필수 매체 (DMEM), 10% 태아 둔감 한 혈 청, 페니실린 스, 글루타민, 및 비 본질적인 아미노산, 셀 문화 인큐베이터에서 보충 구성 된 완전 한 미디어에서 10 cm 배양 접시에 성장 하는 5% CO2 와 37 ° C의 온도에서 20% O2 를 포함 하는 다습 한 대기권을 유지 한다 아닌에 뿌리기 전에 약 80% 합류 세포 성장.
    2. 첫째, 70% 에탄올과 아닌 포함 된 폴리스 티 렌 접시 스프레이. 다음, biosafety parafilm 채널 주변 실험실 환경에서 보호를 제거 하기 전에 캐비닛에 그것을.
    3. 10 µ g/mL를 Dulbecco의 인산 염 버퍼 식 염 수 (DPBS)에 그것을 diluting 하 여 인간 플라스마 파생 fibronectin 아닌 표면에 고정. 그런 다음, 채널에이 솔루션의 20 µ L를 주사 하 고 45 분 동안 20 ° C에서 품 어.
    4. 채널, 셀 문화 미디어의 주입 20 µ L에 의해 채널에서 fibronectin 솔루션을 세척 하 고 10 분 동안 20 ° C에서 알을 품을 수 있도록.
    5. DPBS의 10 mL로 세포 세척 하 고 1x trypsin의 1 mL을 추가 하 여 셀을 trypsinize. 완전 한 미디어의 7 분 중화 9 mL와 트립 신에 대 한 37 ° C에서 세포를 품 어.
    6. 채널에는 셀의 20 µ L를 주사 하 고 영상 전에 기판에 첨부 파일을 허용 하도록 45-120 분 동안 37 ° C에서 그들을 품 어.

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Representative Results

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이 프로토콜 MY133-V2000, 물의 일치 하는 낮은 굴절률을 가진 플 루 오 르 폴리머의 제조를 설명 합니다. 이 프로토콜의 주요 특징은 플 루 오 르 폴리머의 특성은 산소 플라즈마를 사용 하 여 고 채널을 봉인 하는 데 필요한 여분의 기계적인 힘을 제공 하는 아크릴 홀더 내에서 장치를 조작 하 여 접착의 부족을 극복 하는 방법 PDMS 기판 (그림 1)에 대 한 최종 장치의 낮은 굴절률 거시적인 규모 (그림 2)에 명확 하 게 표시 됩니다. 이 자료에서 만든 채널의 가장자리 명확 하 게 공기 (그림 2A)에서 볼 수 있습니다 하지만 물 (그림 2B) 굴절률에 가까운와 일치 하는 경우를 구별 하기 어려워. 이 제조 후 재료의 광학 특성에 대 한 빠른 검사를 제공합니다. 성공적으로 완료 된 장치는 그림 2C, MY133 V2000 아닌을 볼 수 있는 아크릴은 아닌 봉인 하는 데 필요한 여분의 기계적인 힘을 제공 하 여 캡슐화에 표시 됩니다. 성공적인 장치 소자와 기판 사이의 좋은 접착 (공기 방울의 무료)를 표시 합니다. 장치 채널의 센터에서 공기 방울이의 어 결합, 아크릴 세트 시멘트 때 저수지의 방해로 인해 대부분 동안 탈출 수 없습니다 했다 나타냅니다. 이 장치는 또한 유리 기판의 최소한의 굴복으로 잘 준수 아크릴/유리 레이어를 보여줍니다. 아크릴 및 유리 층 보다 균등 하 게 사이 접착제를 확산에 의해 또는 소유자에 대 한 스트레스를 방지 하기 위해 미세 소자의 두께 감소 시켜이 지역에 있는 문제를 해결할 수 있습니다. 마지막으로, 모든 3 개의 패널에 저수지 분명 가장자리, 가장자리에 공기 격차를 보여줍니다. 이것은 장치 금형의 사용에 의해 관류 포트 내장 제거 장치 기판 접착을 위한 또 다른 잠재적인 문제 지역.

미세한 규모, 몇 가지 있다면, 아티팩트는 단계는 아닌와 세포 배양의 굴절율을 일치 하 여 풀기 때문을 소개 하 고 있다. 이 세포의 질량 수 있습니다 (그림 3) 채널 벽 주변도 정확 하 게 측정할 수 보여 줍니다. 샨 다, 이러한 결과 쇼, 두 거시적인 규모와 미세한 규모, 수성 셀 문화 미디어 아닌 제작 재료 사이의 굴절 인덱스를 일치 하는 플 루 오 르 폴리머를 사용 하 여의 장점.

Figure 1
그림 1 : MY133 V2000 소프트 리소 그래피 워크플로. (A) MY133 V2000으로 금형을 작성 후는 초승달 모양 만들고 평면 표면 경화 UV 오븐에 유리 슬라이드를 사용 하 여 압축 됩니다. 참고는 저수지의 네거티브의 높이 직경에서 깊은 저수지 3 m m를 만드는 금형의 높이에 비해. (B)는 아크릴 절단 후 아크릴 레이어 스핀-코팅 전 유리 coverslip 붙어 PDMS와 함께. 최고 2 개의 아크릴 레이어는 아크릴 시멘트를 사용 하 여 함께 적 층. (C) 경화 MY133 V2000 장치 (채널 쪽)는 coverslip는 표면-처리 O2 플라즈마를 사용 하 여. (D) 마지막으로, 장치 장치와 coverslip의 표면 처리 측면을 함께 준수에 의해 조립 된다. PDMS 가스 켓은 다음 MY133 V2000 장치 위에 놓이고 아크릴 PDMS 근육의 구멍 및 저수지와 아크릴 줄을 중간 레이어 아크릴 시멘트를 사용 하 여 연결. 조립된 장치 2 분에 대 한 다음 아크릴 시멘트 건조 될 때까지 손으로 고정 됩니다. (E) 소자의 분해 뷰 장치를 조립 하는 방법을 보여 줍니다. (F) A 그리기 완성 된 장치의 아닌 통해 횡단면을 보여줍니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Figure 2
그림 2 : 완성 된 MY133 V2000 장치 이미지. (A) MY133-V2000 장치의 가장자리 공기에서 분명히 볼 수 있습니다. (B) 물에 빠져들 때, 동일한 MY133 V2000 장치의 가장자리 굴절율에 가까운 일치 때문에 사라집니다. (C)이이 사진은 완성 된 장치는 아크릴 홀더를 보여 줍니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Figure 3
그림 3 : 셀 질량 아닌 구조 근처 정확 하 게 측정할 수 있습니다. MY133-V2000 아닌 갓 시드 MCF7 셀의 셀 질량의 측정 벽 또는 (C) 채널의 센터 단계 포장 (AB) 근처 인 아무 유물을 보여줍니다. 이러한 아티팩트는 채널 재료와 세포 배양의 밀접 하 게 일치 굴절율 때문에 MY133 V2000 채널에 방지 됩니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

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Discussion

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MY133-V2000 PDMS 등 전통적인 소프트 리소 그래피 제조 재료 대신 사용할 수 있습니다. 이전 작업은 높은 인덱스의 굴절, PDMS, 같은 재료 제조 재료와 채널 내부의 용액 사이의 일치 하지 않는 인덱스의 굴절으로 인해 채널 벽 근처 중요 한 유물을 소개 보이고 있다 13. MY133-V2000 미세 장치 생명 의학 어플리케이션에 일반적으로 사용 되는 수성 솔루션의 굴절률을 일치 수 있습니다. 뚜렷한 이점을 전통적인 미세 제조 자료 제공 고급 현미경 검사 법 기술로 마이크로 결합할 때 이미징 아티팩트 줄어듭니다. 미세 채널에서 유물 감소 신호를 아닌 구조13에 가까운 근접에서에서 더 정확 하 게 측정할 수를이 시스템 활성화 형광 양적 위상 현미경 검사 법 (그림 3)에 의해 가능 했다.

플 루 오 르 폴리머로 MY133 V2000 일반적으로 전통적인 제조 재료에 비해 주요 한계를 소개 하는 따라서 채널 구조 및 기타 자료 사이 낮은 접착을 전시 한다. 이 문제를 해결 하려면 두 화학 표면 처리 (O2 플라즈마) 기계적 압축 장치 및 기판 및 아크릴 조각 사이 PDMS 가스 켓을 당기고 하 여 만든 이외에 사용 됩니다. (에 비해 MY133 V2000) PDMS의 낮은 탄성 계수는 MY133 V2000 장치에 아크릴에서 기계적인 힘을 전송 하는 중요 한 그것은 충분히 압축 변형 때문에 그것을 동안에는 아닌 동시에 기판에 대 한 봉인 유지.

실패의 두 가지 중요 한 포인트 microchannels이이 메서드를 사용 하 여 조작 하 고 해야 될 지적된 때 문제 해결 발생 될 수 있습니다. 이들은 초과 슬 래그 때문에 저수지에서 누설 및 기계적 압축에서 힘 최소한 채널의 센터에서 누설. 작은 양의 저수지에 대 한 구멍을 펀치에서 슬 래그는 기판에 제대로 준수에서 저수지를 막 았다. 저수지에서 누수를 방지 하려면 아닌 부정적인 작은 기둥을 직경에서 3 m m 저수지는 저수지에 대 한 구멍을 펀치 도구를 사용 하지 않고는 아닌의 일환으로 캐스팅 될 수 있도록 비슷한 금형, 높이에 포함 되어 있습니다. 채널 (그림 1A)을 손상 없이 세탁 해야 하는 슬 래그를 만듭니다 치료 후 저수지에 대 한 구멍을 펀칭 하 고 이것은 연습에 달성 하기 어렵습니다. 채널의 센터에서 누수 방지, 공기 장치 아래에서 탈출 할 수 있도록 조립 하는 동안 저수지를 커버 하지 것이 중요 했다. 저수지는 함께 장치를 붙이는 때 방해는, 경우 장치 아래 공기는 수 없습니다 탈출, 채널에서 침투 하는 액체를 위한 공간을 만들기.

이 프로토콜은 따라서, 표면 처리 및 아크릴 홀더, 폴리머 접착제 속성에 fluorination의 부정적인 영향을 완화에 장치 장착을 통해 접착을 개선 하기 위해 메서드를 제공 합니다. 장치는 액체로 가득 차 있었고, 일반적인 이미징 실험의 기간에 대 한 장치 유지 기능 시연 최대 24 h에 대 한 인 큐베이 팅. MY133-V2000, 미세 장치에 대 한 제작 자료로 수와 결합 될 QPM 셀 바이오 매스를 측정. 이전, QPM 기존의 접근17보다 큰 정밀도로 라이브 세포의 성장을 측정 하기 위해 표시 되었습니다. QPM를 사용 하 여 단일 셀 해상도11,,1819라이브 셀 약 응답을 측정할 수 있습니다. MY133 V2000와 결합 하면, 셀 정확 하 게 결정 하는 세포의 성장 속도 수 있도록 적어도 1 d 채널에 배양 수 있습니다. 마이크로 및 QPM의 장점이 결합 된 성장 측정 가능 하며 라이브 셀 제어 조건 하에서 약물 반응.

이 기술의 미래 응용 프로그램 포함 고급 미세 및 양적 현미경 실험으로 그것을 통합 한다. MY133-V200013 의 탄력 공 압 밸브, 더 복잡 한 형상 및 실험적인 디자인의 제작 활성화 등 고급 미세 기술와 호환 됩니다. 여기에 제시 된 결과 QPM를 사용 하 여 양적 측정 하기 위한이 자료의 사용을 보여 줍니다. MY133-V2000 또한 Frster 공명 에너지 전송 또는 형광 일생 현미경 등 다른 양적 현미경 검사 법 기술로 호환 되어야 한다. 이 접근은 또한에 장착 하 여 PDMS 기판, 기판에 fluorophores 캡슐화 등 고급 실험 디자인 활성화에 대 한 봉인 장치에 대 한 수 있습니다. 전반적으로, MY133-V2000 감소 아티팩트 microchannels, 수성 해결책에서 양적 측정을 만들 때 높은 정밀 생물 측정을 위한 미세 채널 제조를 위한 이상적인 물자를 만들기.

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Disclosures

저자는 공개 없다.

Acknowledgments

이 작품와 함께에서 자금 뿐만 아니라 연구를 위한 부통령의 사무실 부여 P30 CA042014 사냥꾼 암 연구소 그리고 사냥꾼 암 연구소에서 음악원 프로그램 유타 대학에 의해 지원 되었다.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
MY133-V2000 MY Polymers MY133-V2000
Sylgard 184 Ellsworth Adhesives 184 SIL ELAST KIT 0.5KG
Fisher Premium microscope slides Fisher Scientific 12-544-4
.118"(3.0mm) x 12" x 12" Acrylic Sheet United States Plastic Corp 44290
.060"(1.5mm) x 12" x 12" Acrylic Sheet United States Plastic Corp 44200
SCIGRIP 3 Very Fast Set Acrylic Cement United States Plastic Corp 45735
Standard Aluminum Foil (.6 mm thick) VWR 89107-726
Kim Wipes Fisher Scientific 06-666
Insta-Cure+ Super Glue Bob Smith Industries BSI-109
1/8" PVC tubing McMaster Carr 5231K55
McCormick Food Coloring Target 13353207
X-Acto #1 Precision Knife X-Acto X3201
X-Acto #18 Heavyweight wood chiseling blade X-Acto X218
VWR Razor Blades VWR 55411-055
Surface Treated Cell Culture Dishes Fisher Scientific FBO12922
Fibronectin Human Plasma Sigma-Aldritch F0895-1MG
Trypsin-EDTA 10x Fisher Scientific 15-400-054
Corning Dulbecco's Phosphate Buffered Saline Fisher Scientific MT21030CM
Gibco Penicillin-Streptomycin Fisher Scientific 15-140-148
HyClone Nonessential Amino Acids 100x Fisher Scientific SH3023801
Fetal Bovine Serum Omega Scientific FB-12
Corning DMEM with L-glutamine and glucose Fisher Scientific MT10013CV
Trichloro(1H,1H,2H,2H-perfluorooctyl)silane Sigma-Aldritch 448931 Reacts violently with water
Ethanol, 200 proof Decon Labs Fisher Scientific 04-355-223
Acetone Fisher Scientific A18P-4
Bel-Art 42025 Plastic Dessicator Cole-Parmer EW-06514-30
Epilog Fusion Laser Cutter, 120 W Epilog Laser Epilog Fusion M2 32 Laser
Isotemp Stirring Hotplate Fisher Scientific SP88850200
Ateco 14111 1.5 inch stainless steel cutter Ateco 14111
Pyrex Glass Cell Culture Dish Fisher Scientific 08-747B
Radio Frequency Plasma Cleaner Harrick Plasma PDC-32G Used with Oxygen gas
Black Hole Laboratories Digivac Black Hole Laboratories Model 215
Intelli-Ray Ultraviolet Oven Uvitron UVO338
Compact Spin Coater MTI Corporation VTC-100A
Fisher Brand Isotemp Oven Fisher Scientific 15-103-0510 Forced Air Convection
Gilson Positive Displacement Pipette P1000 Fisher Scientific FD10006G
HeraCell VIOS 160i Fisher Scientific 13 998 212PM

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Polanco, E. R., Western, N., Zangle, T. A. Fabrication of Refractive-index-matched Devices for Biomedical Microfluidics. J. Vis. Exp. (139), e58296, doi:10.3791/58296 (2018).More

Polanco, E. R., Western, N., Zangle, T. A. Fabrication of Refractive-index-matched Devices for Biomedical Microfluidics. J. Vis. Exp. (139), e58296, doi:10.3791/58296 (2018).

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