Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Engineering

Pneumatisk drevet mikrofluidisk platform til mikropartikelkoncentration

Published: February 1, 2022 doi: 10.3791/63301

Summary

Den nuværende protokol beskriver en pneumatisk mikrofluidisk platform, der kan bruges til effektiv mikropartikelkoncentration.

Abstract

Denne artikel introducerer en metode til fremstilling og betjening af en pneumatisk ventil til styring af partikelkoncentration ved hjælp af en mikrofluidisk platform. Denne platform har et tredimensionelt (3D) netværk med buede væskekanaler og tre pneumatiske ventiler, som skaber netværk, kanaler og rum gennem dupleksreplikation med polydimethylsiloxan (PDMS). Anordningen fungerer på grundlag af den forbigående respons af en væskestrømningshastighed, der styres af en pneumatisk ventil i følgende rækkefølge: (1) prøvebelastning, (2) prøveblokering, (3) prøvekoncentration og (4) prøvefrigivelse. Partiklerne blokeres af tyndt membranlagsdeformation af sigteventilen (Vs) pladen og akkumuleres i den buede mikrofluidiske kanal. Arbejdsvæsken udledes ved aktivering af to tænd / sluk-ventiler. Som et resultat af operationen blev alle partikler med forskellige forstørrelser med succes opfanget og frakoblet. Når denne teknologi anvendes, kan driftstrykket, den tid, der kræves til koncentration, og koncentrationshastigheden variere afhængigt af enhedens dimensioner og partikelstørrelsesforstørrelse.

Introduction

På grund af betydningen af biologisk analyse anvendes mikrofluidiske og biomedicinske mikroelektromekaniske systemer (BioMEMS) teknologier 1,2 til at udvikle og studere udstyr til rensning og indsamling af mikromaterialer 2,3,4. Partikelfangst er kategoriseret som aktiv eller passiv. Aktive fælder er blevet anvendt til eksterne dielektriske5, magnetoforetiske6, auditive7, visuelle8 eller termiske9 kræfter, der virker på uafhængige partikler, hvilket muliggør præcis kontrol af deres bevægelser. Imidlertid kræves en interaktion mellem partiklen og den eksterne kraft; således er gennemstrømningen lav. I mikrofluidiske systemer er styring af strømningshastigheden meget vigtig, fordi de eksterne kræfter overføres til målpartiklerne.

Generelt har passive mikrofluidiske enheder mikrosøpillarer i mikrokanaler10,11. Partikler filtreres gennem interaktion med en flydende væske, og disse enheder er nemme at designe og billige at fremstille. De forårsager imidlertid partikeltilstopning i mikrosøjler, så der er udviklet mere komplekse enheder for at forhindre partikeltilstopning12. Mikrofluidiske enheder med komplekse strukturer er generelt egnede til styring af et begrænset antal partikler 13,14,15,16,17,18.

Denne artikel beskriver en metode til fremstilling og drift af en pneumatisk drevet mikrofluidisk platform til store partikelkoncentrationer, der overvinder manglerne18 som nævnt ovenfor. Denne platform kan blokere og koncentrere partikler ved deformation og aktivering af det tynde membranlag af sigteventilen (Vs) pladen, der akkumuleres i buede mikrofluidiske kanaler. Partikler akkumuleres i buede mikrofluidiske kanaler, og de koncentrerede partikler kan adskilles ved at udlede arbejdsvæsken via aktivering af to PDMS-tætninger til / fra ventiler18. Denne metode gør det muligt at behandle et begrænset antal partikler eller koncentrere et stort antal små partikler. Driftsforhold såsom størrelsen af strømningshastigheden og tryklufttrykket kan forhindre uønsket celleskade og øge cellefangsteffektiviteten.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Design af den mikrofluidiske platform til partikelkoncentration

  1. Design den pneumatiske mikrofluidiske platform bestående af en pneumatisk ventil til væskestrøm i 3D-flownetværket og tre pneumatiske ventiler til sigte (Vs), væske (Vf) og partikel (Vp) ventildrift (figur 1).
    BEMÆRK: Vs blokke koncentrerer partikler fra væsken, og Vf og Vp tillader væske- og partikelfrigivelse efter koncentration. Tre pneumatiske porte tilvejebringer trykluft fra det flydende/pneumatiske forsyningslag (normalt åbent) og det pneumatiske ventillysudløb for at aktivere ventilen. Det mikrofluidiske kanalnetværk er designet med et CAD-program18,19.
  2. Design kanalen til at være et pneumatisk forsyningslag og et 3D-kanalnetværkslag (figur 2).
    BEMÆRK: Væskenetværket er forbundet med de buede kanaler i den forreste del og det rektangulære kammer i det bageste område. Vs blokere indslet, og partikler akkumuleres i opsamlingsområdet for den buede væskekanal. Partikelfrie væsker (partikelfrie væsker) udgås gennem Qf-udløbet og de koncentrerede partikler gennem Qp-udløbet (figur 3).
  3. I henhold til ovenstående betingelser skal du forberede fire typer SU-8-forme.
    BEMÆRK: De fire forme inkluderer en form, der gør det muligt at styre ventilen via pneumatik, to forme, der skaber væskekanaler og en ren form uden form (figur 4 og tabel 1). De fire nævnte typer forme er fremstillet ved hjælp af standard fotolitografiprocesser. Denne formfremstilling består af en SU-8-form på en siliciumskive i henhold til tidligere offentliggjorte rapporter 18,19. Figur 5 viser enhedens chip.

2. Fremstilling af den mikrofluidiske platform til partikelkoncentration

BEMÆRK: Figur 6 illustrerer fremstillingen af en mikrofluidisk platform, der koncentrerer partikler.

  1. Repliker PDMS-laget ved hjælp af en forberedt pneumatisk ventilkanal SU-8-form (trin 1.3) til pneumatisk styring af ventilen.
    1. 10 ml flydende PDMS og 1 ml hærdningsmiddel (se materialetabel) hældes i en forberedt pneumatisk ventilkanalform (trin 1.3) og varmeaktiveres ved 90 °C i 30 minutter.
    2. Når PDMS-strukturerne er hærdet, adskilles SU-8-formen i trin 2.1.1.
    3. Stans tre 1,5 mm pneumatiske porte (Vs, Vf og Vp) ind i den pneumatiske ventilkanal, der er fremstillet i henhold til trin 2.1.2, ved hjælp af en 1,5 mm punktering (se materialetabel).
    4. Hæld 10 ml flydende PDMS og 1 ml hærdningsmiddel i en forberedt ren SU-8-form fremstillet i trin 1.3 og spin-coat ved 1.500 o / min i 15 s ved hjælp af en spincoater (se Materialetabel). Derefter opvarmes ved 90 °C i 30 min.
    5. Når PDMS-strukturerne er hærdet, adskilles SU-8-formen i trin 2.1.4.
      BEMÆRK: Ventilmembranlaget styrer væskestrømmen i henhold til det pneumatiske tryk.
    6. Atmosfærisk plasma (se materialetabel) behandles med PDMS-strukturerne, der er udarbejdet i trin 2.1.3 og 2.1.5, i 20 s.
    7. Juster direkte plasmabehandlede PDMS-strukturer fra trin 2.1.6 i henhold til kanalstrukturen ved at kontrollere med et mikroskop.
    8. De justerede PDMS-strukturer, der er udarbejdet i trin 2.1.7, bindes ved opvarmning ved 90 °C i 30 minutter.
    9. Stans et hul med en diameter på 1,5 mm i væskekanalindløbet (Qfp) og væskekanaludløbene (Qf og Qp) inden for den pneumatiske kanaldel, som det tynde membranlag er bundet til, ved hjælp af en 1,5 mm punktering.
  2. Repliker begge sider af PDMS-laget ved hjælp af to SU-8-forme for at fremstille en mikrofluidisk kanal. Brug en buet og rektangulær mikrofluidisk kanalform på forsiden og en mikrofluidisk sammenkoblingskanalform på bagsiden.
    1. Hæld 10 ml flydende PDMS og 1 ml hærdningsmiddel i den buede og rektangulære mikrofluidiske kanalform og spin-coat ved 1.200 o / min i 15 s. Opret derefter forme til det buede væskekammer og væskekanaler ved termisk aktivering ved 90 ° C i 30 minutter (figur 6A).
    2. Adskil PDMS-laget, hvorpå den mikrofluidiske kanal dannes, og lav derefter en varmeaktiveret form, der dækker den forseglede udluftningsvæg ved at binde sig til glasskiveren ved at behandle atmosfærisk plasma i 20 s (figur 6B).
    3. Hæld 3 ml flydende PDMS i SAMMENKOBLINGSKANALEN i SU-8-formen (figur 6C).
    4. Arranger strukturen fremstillet i trin 2.2.2 med sammenkoblingskanalformen i flydende PDMS på den mikrofluidiske sammenkoblingskanalform, og tør den overlejrede struktur ved 130 °C i 30 minutter (figur 6D).
      BEMÆRK: Under hærdning af den bageste struktur oppustes PDMS-formen, der er fremstillet i trin 2.2.2, af luftlagets termiske tryk, og det deformerede PDMS-lag aktiveres termisk (figur 6E)16.
    5. Efter hærdning skal du fjerne den forreste SU-8-form fra det mikrofluidiske kanalnetværkslag og forsigtigt skrælle den bageste PDMS-form af (figur 6F).
      BEMÆRK: Det flydende 3D-netværkslag tillader oprettelse af et forreste buet væskekammer og mikrofluidiske kanaler.
    6. Hæld 10 ml flydende PDMS og 1 ml hærdningsmiddel i en ren SU-8-form. Derefter opvarmes ved 90 °C i 30 min.
    7. Når PDMS-strukturerne er hærdet, adskilles SU-8-formen.
      BEMÆRK: Dette trin opretter det ekstra tætningslag.
    8. Behandl det atmosfæriske plasma med PDMS-strukturer fremstillet i trin 2.2.3 og 2.2.7 i 20 s.
    9. Juster direkte plasmabehandlede PDMS-strukturer i henhold til kanalstrukturen ved at kontrollere med et mikroskop.
    10. Lim de justerede PDMS-strukturer ved opvarmning ved 90 °C i 30 minutter.
  3. Juster PDMS-strukturerne, der er udarbejdet i trin 2.1 og 2.2 i henhold til kanalstrukturen, og lim dem ved at behandle atmosfærisk plasma i 20 s.

3. Opsætning af enheden

BEMÆRK: Figur 7 viser fremstilling af en mikrofluidisk platform, der koncentrerer partikler.

  1. Fyld den mikrofluidiske kanal manuelt med boblefrit demineraliseret vand ved hjælp af en 10 ml sprøjte.
  2. For at styre P_Qfp og de tre pneumatiske ventiler (P_Vs, P_Vf og P_Vp), der styrer mikroperlestrømmen, skal du indsætte en præcisionstrykregulator med fire eller flere udgangskanaler (se materialetabel) til arbejdsvæsken (Qfp) i den mikrofluidiske platform.
    BEMÆRK: En præcisionstrykregulator med fire udgangskanaler kan udskiftes med flere præcisionstrykregulatorer. I dette eksperiment var driftstrykket for P_Qfp 10 kPa, P_Vs var 15 kPa, og P_Vf og P_Vp var begge 18 kPa (figur 8 og tabel 2). Figur 8 viser arbejdsvæskens strømningshastighed over tid, da partikler koncentreres af den mikrofluidiske platform med P_Vs på 15 kPa, og tabel 2 viser aktiveringsresultaterne i henhold til de pneumatiske ventiler.
  3. Forbered carboxylpolystyrentestpartikler i forskellige størrelser i destilleret vand (se materialetabel).
    BEMÆRK: De partikelstørrelser, der blev anvendt i dette eksperiment, var 24,9, 8,49 og 4,16 μm; partikler i forskellige størrelser kan anvendes afhængigt af trykket af P_Vs.
  4. For at kontrollere arbejdsvæskens strømningshastighed skal du fylde en glasflaske, der er halvt fyldt med vand (arbejdsvæske) og tilslutte glasflaskehætten til controllerens udgangskanal og mikroventil.
    BEMÆRK: Tilslut et rør til mikroventilen for at modtage trykluft fra controlleren og det andet rør for at injicere vand.
  5. Overhold platformens drift gennem et omvendt mikroskop til alle platformsoperationer, og mål driftsstrømningshastigheden over tid ved udløbet med en væskeflowmåler (se Tabel over materialer).

4. Betjening af enheden

  1. Partikel/væskeblandingen injiceres under tryk ved indslet (Qfp) med Vp (figur 9A).
    BEMÆRK: Strømmen af partikler og ren væske fra udløbet gennem de sammenkoblede kanaler styres via henholdsvis Vp og Vf (tabel 2).
  2. Påfør tryk på Vs ved 15 kPa og Vp ved 18 kPa for at aktivere ventilen.
    BEMÆRK: På dette tidspunkt deformeres membranen, partiklerne i væsken Qfp blokeres i kontaktrummet mellem den buede væskekanal og den buede væskeudkragning, og den uønskede Qfp-væske frigives gennem den åbne Qf (figur 9B,C).
  3. Når partiklerne er koncentreret, skal du kun anvende tryk på Vf.
    BEMÆRK: På dette tidspunkt, når tryk kun påføres Vf, frigives de tilstoppede partikler gennem Qp (figur 9D).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Figur 8 viser strømningshastigheden for væskehastighederne for en firetrins platformsdrift, som nævnt i tabel 2. Den første fase er indlæsningstilstanden (en tilstand). Platformen blev forsynet med væske med alle ventiler åbne, og arbejdsvæsken (Qf) og partiklerne (Qp) er næsten identiske, da det mikrofluidiske kanalnetværk udviser strukturel symmetri. I anden fase (b-tilstand) blev trykluft transporteret til Vs for at blokere partiklerne, og da Vs-membranen deformeres, indsnævres strømningsbanen, og strømningshastigheden målt ved udløbsporten blev reduceret ved hydraulisk modstand. Strømningshastighederne for Qf og Qp var næsten ens, og forskellen var mindre end 2, 67%. I tredje fase (c-tilstand) blev trykluft leveret til Vs og Vp for partikelkoncentration, med Vs og Vp lukket og Vf åben. Den målte Qp var tæt på nul, og Qf var omkring 1,42 gange så høj som b-tilstanden. I de fleste tilfælde fordobles strømningshastigheden, når begge spredningskanaler er i drift, men platformen har forskellige typer hydraulisk modstand i hovedvæskekanalerne og Vs, så den samlede strøm af arbejdsvæsken reduceres. Endelig (d-tilstand) blev trykluft kun leveret til Vf for at opsamle de koncentrerede partikler, og strømningshastighederne for Qf og Qp blev vendt. Strømmen var nul, fordi Vf blokerede Qf, og Qp var omkring 1,42 gange b-tilstanden. Koncentrationsforholdet mellem partiklerne (Qp/(Qf+Qp) × 100) var 3,96-4,53. Dette viser, at den sekventielle aktivering programmeret med den pneumatiske ventil fungerer godt på grund af flowændringer.

Figur 9 viser skærmen, der fanger koncentrerede partikler. Figur 9A viser væskens strømningstilstand med de tre pneumatiske ventiler, der ikke aktiveres, figur 9B viser den metode, der anvendes til at fange partiklerne, figur 9C viser sigtemetoden, og figur 9D viser udslyngningen af de koncentrerede perler. Partikler blev koncentreret og akkumuleret i opsamlingsområdet, når Vs og Vp blev lukket, og alle indsamlede koncentrerede partikler blev frigivet inden for 4 s, når kun Vf blev lukket. Derfor samler enheden med succes mange partikler, der er egnede til partikelopsamling og koncentration.

Figure 1
Figur 1: Skematisk diagram over en pneumatisk mikrofluidisk platform for mikropartikelkoncentration (P, port; Q, flowhastighed; f, væske; p, partikel; V, ventil; s, sigte). Klik her for at se en større version af denne figur.

Figure 2
Figur 2: Samling af den pneumatiske mikrofluidiske platform til mikropartikelkoncentration.

Figure 3
Figur 3: Skematisk af Vs i den pneumatiske mikrofluidiske platform for mikropartikelkoncentration (P, port; Q, flowhastighed; f, væske; p, partikel; V, ventil; s, sigte). Klik her for at se en større version af denne figur.

Figure 4
Figur 4: CAD-billede af den pneumatiske mikrofluidiske platform for mikropartikelkoncentration. (A) Pneumatisk kanalventil. B) Hovedvæskekanal. C) Sammenkoblingsvæskekanal. D) Krydsbillede af hver kanal (for dimensionerne 1 til 7, se tabel 1). Klik her for at se en større version af denne figur.

Figure 5
Figur 5: Fabrikationsbillede af den pneumatiske mikrofluidiske platform til mikropartikelkoncentration.

Figure 6
Figur 6: Skematisk over tværsnittet af 3D-fluidkanalnetværket under fremstillingen. (A) Forme oprettes til det buede væskekammer og væskekanal til replikastøbning. (B) Plasmabinding af PDMS-laget efter hærdning til en glasskive. (C) Flydende PDMS hældes i SU-8-formen for at skabe sammenkoblingskanalen. (D) Væskekammeret og væskekanalstrukturen er arrangeret i flydende PDMS på SU-8-formen. (E) Systemet oppustes af luftlagets termiske tryk. (F) Den oppustede struktur og SU-8-formen fjernes. Klik her for at se en større version af denne figur.

Figure 7
Figur 7: Skematisk oversigt over den pneumatiske mikrofluidiske platform, der er oprettet til mikropartikelkoncentration. Klik her for at se en større version af denne figur.

Figure 8
Figur 8: Strømningshastigheden for væskehastighederne for en fire-trins platformoperation. Qf- og Qp-arbejdsvæskestrømningshastighederne efter indstillede Vf- og Vp-driftstider (partikelkoncentrationstider) i en pneumatisk mikrofluidisk platform med et Vs på 15 kPa. a-d viser den pneumatiske driftstilstand for mikrofluidisk platform i henhold til tabel 2. (1) Prøvebelastning, (2) Prøveblokering, (3) Prøvekoncentration, (4) Prøvefrigivelse. Klik her for at se en større version af denne figur.

Figure 9
Figur 9: Drift af mikropartikelkoncentratoren. (A) Før operationen. B) Mikropartikelsigtning. (C) Færdiggørelse af mikropartikelsigten. D) Frigivelse af koncentrerede partikler. Klik her for at se en større version af denne figur.

Tal Struktur Bredde (W) eller diameter (D), (μm)
1 Pneumatisk kammer 1200 (D)
2 Pneumatisk kanal 50 (W)
3 Flydende kanal 200 (W)
4 Væskekammer til Vs 800 (D)
5 Væskekammer til Vp (Vf) 400 (D)
6 Sammenkoblingskammer 400 (D)
7 Sammenkoblingskanal 200 (W)

Tabel 1: Dimensioner af den pneumatiske mikrofluidiske platform (1 til 7 i figur 4).

Stat Pneumatisk mikrofluidisk
Betjening af perroner
Pneumatisk ventildrift
Signal Vs Vf Vp
en Pålæsning 4 AF AF AF
b Blokering 1 AF AF
c Koncentration 2 AF
d Løslade 3 AF AF

Tabel 2: Pneumatisk mikrofluidisk platformsdrift ved pneumatisk ventildrift, vist i figur 8.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Denne platform giver en enkel måde at rense og koncentrere partikler i forskellige størrelser på. Partikler akkumuleres og frigives gennem pneumatisk ventilstyring, og der observeres ingen tilstopning, fordi der ikke er nogen passiv struktur. Ved hjælp af denne enhed præsenteres koncentrationen af partikler i tre størrelser. Driftstrykket, den tid, der kræves til koncentration, og hastigheden kan dog variere afhængigt af enhedens dimensioner, partikelstørrelsesforstørrelse og trykket ved Vs 18,20,21.

Når du udfører trin 3.1, kan luftbobler forblive på kanalens buede overflade. Når luftboblen forbliver, ændres miljøet i kanalen, så det er nødvendigt at kontrollere kanalen meget omhyggeligt gennem et mikroskop inden drift.

Sammenlignet med tidligere undersøgelser har denne platform nogle fordele og ulemper. I den dielektroforetiske metode anvendes færre målpartikler22. En yderligere proces var nødvendig for at forberede partikler til at forbedre den fysiske interaktion mellem partikler og eksterne kræfter22,23. Komplekse konstruktionsproblemer skal overvejes for at øge separationseffektiviteten i magnetoforetiske separationssystemer 5,22. Denne platform viste højere separationseffektivitet end ultralydsmetoden, som kan adskille prøver ved høje strømningshastigheder24. Men fordi denne platform ikke har en passiv struktur, blev der ikke observeret nogen tilstopningseffekt 25,26,27, da perler blev fanget og akkumuleret, i modsætning til den passive metode. 7,10 Denne platform kan anvendes til forbehandling af vand ved koncentrering og ekstraktion af suspenderede biopartikler, da operationen ikke påvirkes af de fysiske partiklers egenskaber18,21.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne har ingen interessekonflikter at oplyse.

Acknowledgments

Dette arbejde blev støttet af National Research Foundation of Korea (NRF) tilskud finansieret af Koreas regering (Ministeriet for Videnskab og IKT). (Nej. NRF-2021R1A2C1011380).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
1.5 mm puncture Self procduction Self procduction This puncture was made by requesting a mold maker based on the Miltex® Biopsy Punch with Plunger (15110-15) product.
4 inch Silicon Wafer/SU-8 mold 4science 29-03573-01 4 inch (100) Ptype silicon wafer/SU-8 mold
Carboxyl Polystyrene Crosslinked Particle(24.9 μm) Spherotech CPX-200-10 Concentrated bead sample1
Flow meter Sensirion SLI-1000 Flow measurement
High-speed camera Photron FASTCAM Mini Observation of concentration
Hot plate As one HI-1000 heating plate for curing of liquid PDMS
KOVAX-SYRINGE 10 mL/Syringe Koreavaccine 22G-10ML Fill the microfluidic channel with bubble-free demineralized water.
Laboratory Conona treater/Atmospheric plasma Electro-Technic BD-20AC Chip bonding/atmospheric plasma
Liquid polydimethylsiloxane, PDMS Dow Corning Inc. Sylgard 184 Components of chip
Microscope Olympus IX-81 Observation of concentration
PEEK Tubes SAINT-GOBAIN PPL CORP. AAD04103 Inject or collect particles
Polystyrene Particle(4.16 μm) Spherotech PP-40-10 Concentrated bead sample3
Polystyrene Particle(8.49 μm) Spherotech PP-100-10 Concentrated bead sample2
Pressure controller/μflucon AMED μflucon Control of air pressure
Spin coater iNexus ACE-200 spread the liquid PDMS on SU-8 mold

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Whitesides, G. M. The origins and the future of microfluidics. Nature. 442 (7107), 368-373 (2006).
  2. Desitter, I., et al. A new device for rapid isolation by size and characterization of rare circulating tumor cells. Anticancer Research. 31 (2), 427-441 (2011).
  3. Hayes, D. F., et al. Circulating tumor cells at each follow-up time point during therapy of metastatic breast cancer patients predict progression-free and overall survival. Clinical Cancer Research. 12 (14), 4218-4224 (2016).
  4. Choi, S., Park, J. K. Microfluidic system for dielectrophoretic separation based on a trapezoidal electrode array. Lab on a Chip. 5 (10), 1161-1167 (2005).
  5. Jung, Y., et al. Six-stage cascade paramagnetic mode magnetophoretic separation system for human blood samples. Biomedical Microdevices. 12 (4), 637-645 (2010).
  6. Li, P., et al. Acoustic separation of circulating tumor cells. Proceedings of the National Academy of Sciences. 112 (16), 4970-4975 (2015).
  7. Lin, Y. H., Lee, G. B. Optically induced flow cytometry for continuous microparticle counting and sorting. Biosensors and Bioelectronics. 24 (4), 572-578 (2008).
  8. Gramotnev, D. K., et al. Thermal tweezers for surface manipulation with nanoscale resolution. Applied Physics Letters. 90 (5), 054108 (2007).
  9. Huang, L. R., et al. Continuous particle separation through deterministic lateral displacement. Science. 304 (5673), 987-990 (2004).
  10. Yin, D., et al. Multi-stage particle separation based on microstructure filtration and dielectrophoresis. Micromachines. 10 (2), 103 (2019).
  11. Yoon, Y., et al. Clogging-free microfluidics for continuous size-based separation of microparticles. Scientific Reports. 6 (1), 1-8 (2016).
  12. Alvankarian, J., Majlis, B. Y. Tunable microfluidic devices for hydrodynamic fractionation of cells and beads: a review. Sensors. 15 (11), 29685-29701 (2015).
  13. Irimia, D., Toner, M. Cell handling using microstructured membranes. Lab on a Chip. 6 (3), 345-352 (2006).
  14. Huang, S. B., et al. A tunable micro filter modulated by pneumatic pressure for cell separation. Sensors and Actuators B: Chemical. 142 (1), 389-399 (2009).
  15. Chang, Y. H., et al. A tunable microfluidic-based filter modulated by pneumatic pressure for separation of blood cells. Microfluidics and Nanofluidics. 12 (1-4), 85-94 (2012).
  16. Oh, C. K., et al. Fabrication of pneumatic valves with spherical dome-shape fluid chambers. Microfluidics and Nanofluidics. 19 (5), 1091-1099 (2015).
  17. Liu, W., et al. Dynamic trapping and high-throughput patterning of cells using pneumatic microstructures in an integrated microfluidic device. Lab on a Chip. 12 (9), 1702-1709 (2012).
  18. Jang, J. H., Jeong, O. C. Fabrication of a pneumatic microparticle concentrator. Micromachines. 11 (1), 40 (2020).
  19. McDonald, J. C., et al. Poly(dimethylsiloxane) as a material for fabricating microfluidic device. Accounts of Chemical Research. 35 (7), 491-499 (2002).
  20. Brivio, M., et al. A MALDI-chip integrated system with a monitoring window. Lab on a Chip. 5 (4), 378-381 (2005).
  21. Jeong, O. C., Konishi, S. The self-generated peristaltic motion of cascaded pneumatic actuators for micro pumps. Journal of Micromechanics and Microengineering. 18 (8), 085017 (2008).
  22. Taff, B. M., Voldman, J. A scalable addressable positive dielectrophoretic cell-sorting array. Analytical Chemistry. 77 (24), 7976-7983 (2005).
  23. Pamme, N., et al. On-chip free-flow magnetophoresis: Separation and detection of mixtures of magnetic particles in continuous flow. Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 307 (2), 237-244 (2006).
  24. Harris, N. R., et al. Performance of a micro-engineered ultrasonic particle manipulator. Sensors and Actuators B: Chemical. 111, 481-486 (2005).
  25. Yoon, Y., et al. Clogging-free microfluidics for continuous size-based separation of microparticles. Scientific Reports. 6 (1), 1-18 (2016).
  26. Beattie, W., et al. Clog-free cell filtration using resettable cell traps. Lab on a Chip. 14 (15), 2657-2665 (2014).
  27. Cheng, Y., et al. A bubble- and clogging-free microfluidic particle separation platform with multi-filtration. Lab on a Chip. 16 (23), 4517-4526 (2016).

Tags

Engineering udgave 180 Mikropartikel pneumatisk ventil sigte koncentration polydimethylsiloxan
Pneumatisk drevet mikrofluidisk platform til mikropartikelkoncentration
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Choi, H. J., Lee, J. H., Jeong, O.More

Choi, H. J., Lee, J. H., Jeong, O. C. Pneumatically Driven Microfluidic Platform for Micro-Particle Concentration. J. Vis. Exp. (180), e63301, doi:10.3791/63301 (2022).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter