Waiting
Login processing...

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

Engineering

Pneumatisk drevet mikrofluidisk plattform for mikropartikkelkonsentrasjon

Published: February 1, 2022 doi: 10.3791/63301

Summary

Den nåværende protokollen beskriver en pneumatisk mikrofluidisk plattform som kan brukes til effektiv mikropartikkelkonsentrasjon.

Abstract

Den nåværende artikkelen introduserer en metode for fremstilling og drift av en pneumatisk ventil for å kontrollere partikkelkonsentrasjon ved hjelp av en mikrofluidisk plattform. Denne plattformen har et tredimensjonalt (3D) nettverk med buede væskekanaler og tre pneumatiske ventiler, som skaper nettverk, kanaler og rom gjennom dupleksreplikasjon med polydimetylsiloksan (PDMS). Enheten opererer basert på den forbigående responsen til en væskestrømningshastighet som styres av en pneumatisk ventil i følgende rekkefølge: (1) prøvelasting, (2) prøveblokkering, (3) prøvekonsentrasjon og (4) prøveutløsning. Partiklene er blokkert av tynn membranlagdeformasjon av siktventilen (Vs) plate og akkumuleres i den buede mikrofluidiske kanalen. Arbeidsfluidet slippes ut ved aktivering av to av/på-ventiler. Som et resultat av operasjonen ble alle partikler av ulike forstørrelser vellykket fanget opp og løsnet. Når denne teknologien påføres, kan driftstrykket, tiden som kreves for konsentrasjon, og konsentrasjonshastigheten variere avhengig av enhetsdimensjoner og partikkelstørrelsesforstørrelse.

Introduction

På grunn av betydningen av biologisk analyse brukes mikrofluidiske og biomedisinske mikroelektromekaniske systemer (BioMEMS) teknologier 1,2 til å utvikle og studere enheter for rensing og innsamling av mikromaterialer 2,3,4. Partikkelfangst er kategorisert som aktiv eller passiv. Aktive feller har blitt brukt til ekstern dielektrisk5, magnetoforisk6, auditiv7, visuell8 eller termisk9 krefter som virker på uavhengige partikler, noe som muliggjør presis kontroll over bevegelsene deres. Det er imidlertid nødvendig med en interaksjon mellom partikkelen og ekstern kraft; Dermed er gjennomstrømningen lav. I mikrofluidiske systemer er det svært viktig å kontrollere strømningshastigheten fordi de ytre kreftene overføres til målpartiklene.

Generelt har passive mikrofluidiske enheter mikropillarer i mikrokanal10,11. Partikler filtreres gjennom interaksjon med en flytende væske, og disse enhetene er enkle å designe og billige å produsere. Imidlertid forårsaker de partikkelstopping i mikrostolper, så mer komplekse enheter er utviklet for å forhindre partikkelstopping12. Mikrofluidiske enheter med komplekse strukturer er generelt egnet for å håndtere et begrenset antall partikler 13,14,15,16,17,18.

Denne artikkelen beskriver en metode for å fremstille og drive en pneumatisk drevet mikrofluidisk plattform for store partikkelkonsentrasjoner som overvinner manglene18 som nevnt ovenfor. Denne plattformen kan blokkere og konsentrere partikler ved deformasjon og aktivering av det tynne membranlaget av siktventilen (Vs) plate som akkumuleres i buede mikrofluidiske kanaler. Partikler akkumuleres i buede mikrofluidiske kanaler, og de konsentrerte partiklene kan separeres ved å tømme arbeidsfluidet via aktivering av to PDMS-tetninger på/av-ventiler 18. Denne metoden gjør det mulig å behandle et begrenset antall partikler eller konsentrere et stort antall små partikler. Driftsforhold som strømningshastighet og trykklufttrykk kan forhindre uønsket celleskade og øke cellefangsteffektiviteten.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Design av mikrofluidisk plattform for partikkelkonsentrasjon

  1. Design den pneumatiske mikrofluidiske plattformen som består av en pneumatisk ventil for væskestrømning i 3D-strømningsnettet og tre pneumatiske ventiler for sikt (Vs), væske (Vf) og partikkelventildrift (figur 1).
    MERK: Vs blokkerer konsentratpartikler fra væsken, og Vf og Vp tillater væske- og partikkelfrigjøring etter konsentrasjon. Tre pneumatiske porter gir trykkluft fra det væske-/pneumatiske tilførselslaget (normalt åpent) og det pneumatiske ventillysutløpet for å aktivere ventilen. Det mikrofluidiske kanalnettverket er designet med et CAD-program18,19.
  2. Utform kanalen som et pneumatisk forsyningslag og et 3D-kanals nettverkslag (figur 2).
    MERK: Væskenettet er koblet sammen med de buede kanalene i den fremre delen og det rektangulære kammeret i bakre region. Vs blokkerer innløpet, og partikler akkumuleres i oppsamlingsområdet til den buede væskekanalen. Partikkelfrie væsker (partikkelfrie væsker) går ut gjennom Qf-utløpet og de konsentrerte partiklene gjennom Qp-utløpet (figur 3).
  3. I henhold til de ovennevnte forholdene, lag fire typer SU-8 former.
    MERK: De fire formene inkluderer en form som gjør at ventilen kan styres via pneumatikk, to former som skaper væskekanaler, og en ren form uten form (figur 4 og tabell 1). De fire nevnte formtypene er fremstilt ved hjelp av standard fotolittografiprosesser. Denne formen består av en SU-8 mugg på en silisiumskive som per tidligere publiserte rapporter18,19. Figur 5 viser enhetsbrikken.

2. Fabrikasjon av mikrofluidisk plattform for partikkelkonsentrasjon

MERK: Figur 6 illustrerer fabrikasjonen av en mikrofluidisk plattform som konsentrerer partikler.

  1. Repliker PDMS-laget ved hjelp av en forberedt pneumatisk ventilkanal SU-8 mold (trinn 1.3) for pneumatisk styring av ventilen.
    1. Hell 10 ml flytende PDMS og 1 ml herdemiddel (se Materialtabell) i en tilberedt pneumatisk ventilkanalform (trinn 1.3) og varmaktiver ved 90 °C i 30 minutter.
    2. Når PDMS-strukturene er herdet, skiller du SU-8-formen i trinn 2.1.1.
    3. Stans tre 1,5 mm pneumatiske porter (Vs, Vf og Vp) inn i den pneumatiske ventilkanalen som er produsert i henhold til trinn 2.1.2 ved hjelp av en punktering på 1,5 mm (se Materialliste).
    4. Hell 10 ml flytende PDMS og 1 ml herdemiddel i en tilberedt, ren SU-8-form fremstilt i trinn 1.3 og spin-coat ved 1500 o/min i 15 s ved hjelp av en spin coater (se Materialtabellen). Deretter varmeaktiveres ved 90 °C i 30 minutter.
    5. Når PDMS-strukturene er herdet, skiller du SU-8-formen i trinn 2.1.4.
      MERK: Ventilmembranlaget styrer væskestrømmen i henhold til det pneumatiske trykket.
    6. Behandle atmosfærisk plasma (se Materialfortegnelse) på PDMS-strukturene som er fremstilt i trinn 2.1.3 og 2.1.5 i 20 s.
    7. Juster direkte plasmabehandlede PDMS-strukturer fra trinn 2.1.6 i henhold til kanalstrukturen ved å sjekke med et mikroskop.
    8. Lim de justerte PDMS-strukturene som er utarbeidet i trinn 2.1.7 ved oppvarming ved 90 °C i 30 minutter.
    9. Stans et hull med en diameter på 1,5 mm i væskekanalinntaket (Qfp) og væskekanaluttakene (Qf og Qp) i den pneumatiske kanaldelen som det tynne membranlaget er bundet til, ved hjelp av en punktering på 1,5 mm.
  2. Repliker begge sider av PDMS-laget ved hjelp av to SU-8-former for å lage en mikrofluidisk kanal. Bruk en buet og rektangulær mikrofluidisk kanalform på forsiden og en mikrofluidisk sammenkoblingskanalform på baksiden.
    1. Hell 10 ml flytende PDMS og 1 ml herdemiddel i den buede og rektangulære mikrofluidiske kanalformen og spin-coat ved 1200 o/min i 15 s. Lag deretter former for det buede væskekammeret og væskekanalene ved termisk aktivering ved 90 °C i 30 minutter (figur 6A).
    2. Skill PDMS-laget som den mikrofluidiske kanalen dannes på, og lag deretter en varmeaktivert form som dekker den forseglede ventilasjonsveggen ved å binde den til glassskiven ved å behandle atmosfærisk plasma i 20 s (figur 6B).
    3. Hell 3 ml flytende PDMS i sammenkoblingskanalen til SU-8-formen (figur 6C).
    4. Ordne strukturen fremstilt i trinn 2.2.2 med sammenkoblingskanalformen i flytende PDMS på den mikrofluidiske sammenkoblingskanalformen, og tørk den overliggende strukturen ved 130 °C i 30 minutter (figur 6D).
      MERK: Under herding av den bakre strukturen, blir PDMS-formen fremstilt i trinn 2.2.2 oppblåst av luftlagets termiske trykk, og det deformerte PDMS-laget er termisk aktivert (figur 6E)16.
    5. Etter herding fjerner du den fremre SU-8-formen fra det mikrofluidiske kanalnettverkslaget og skreller forsiktig av den bakre PDMS-formen (figur 6F).
      MERK: Det 3D-fluidiske nettverkslaget gjør det mulig å opprette et fremre buet væskekammer og mikrofluidiske kanaler.
    6. Hell 10 ml flytende PDMS og 1 ml herdemiddel i en ren SU-8 mugg. Deretter varmeaktiveres ved 90 °C i 30 minutter.
    7. Etter at PDMS-strukturene er herdet, skiller du SU-8-formen.
      MERK: Dette trinnet oppretter det ekstra tetningslaget.
    8. Behandle det atmosfæriske plasmaet til PDMS-strukturer fremstilt i trinn 2.2.3 og 2.2.7 for 20 s.
    9. Juster direkte plasmabehandlede PDMS-strukturer i henhold til kanalstrukturen ved å sjekke med et mikroskop.
    10. Lim de justerte PDMS-strukturene ved oppvarming ved 90 °C i 30 minutter.
  3. Juster PDMS-strukturene som er utarbeidet i trinn 2.1 og 2.2 i henhold til kanalstrukturen, og bind dem ved å behandle atmosfærisk plasma i 20 s.

3. Sette opp enheten

MERK: Figur 7 viser fabrikasjon av en mikrofluidisk plattform som konsentrerer partikler.

  1. Fyll den mikrofluidiske kanalen manuelt med boblefritt demineralisert vann ved hjelp av en 10 ml sprøyte.
  2. For å kontrollere P_Qfp og de tre pneumatiske ventilene (P_Vs, P_Vf og P_Vp) som styrer mikrobeadstrømmen, sett inn en presisjonstrykkregulator med fire eller flere utgangskanaler (se Materialliste) for arbeidsfluidet (Qfp) i den mikrofluidiske plattformen.
    MERK: En presisjonstrykkregulator med fire utgangskanaler kan byttes ut med flere presisjonstrykkregulatorer. I dette eksperimentet var driftstrykket til P_Qfp 10 kPa, P_Vs var 15 kPa, og P_Vf og P_Vp var både 18 kPa (figur 8 og tabell 2). Figur 8 viser arbeidsfluidstrømningshastigheten over tid ettersom partikler konsentreres av den mikrofluidiske plattformen med P_Vs på 15 kPa, og tabell 2 viser aktiveringsresultatene i henhold til de pneumatiske ventilene.
  3. Forbered karboksylpolystyrentestpartikler av forskjellige størrelser i destillert vann (se Materialtabell).
    MERK: Partikkelstørrelsene som ble brukt i dette eksperimentet var 24,9, 8,49 og 4,16 μm; partikler av forskjellige størrelser kan brukes avhengig av trykket fra P_Vs.
  4. For å kontrollere strømningshastigheten til arbeidsfluidet, fyll en glassflaske halvfull med vann (arbeidsfluid) og koble glassflaskehetten til kontrollerutgangskanalen og mikrovalven.
    MERK: Koble det ene røret til mikrobølgen for å motta trykkluft fra kontrolleren og det andre røret for å injisere vann.
  5. Vær oppmerksom på plattformdrift gjennom et invertert mikroskop for alle plattformoperasjoner og mål driftsmengden over tid ved utløpet med en væskestrømmåler (se Materialtabell).

4. Drift av enheten

  1. Injiser partikkel-/væskeblandingen under trykk ved innløpet (Qfp) med Vp (figur 9A).
    MERK: Strømmen av partikler og rent væske fra utløpet gjennom de sammenkoblede kanalene styres via henholdsvis Vp og Vf (tabell 2).
  2. Påfør trykk på Vs ved 15 kPa og Vp ved 18 kPa for å aktivere ventilen.
    MERK: På dette tidspunktet deformeres membranen, partiklene av væsken Qfp er blokkert i kontaktrommet mellom den buede væskekanalen og den buede væskebeholderen, og den uønskede Qfp-væsken slippes ut gjennom den åpne Qf (figur 9B,C).
  3. Når partiklene er konsentrert, bruk trykk bare på Vf.
    MERK: På dette tidspunktet, når trykket bare påføres Vf, frigjøres de tilstoppede partiklene gjennom Qp (figur 9D).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Figur 8 viser strømningshastigheten for væskehastighetene for en firetrinns plattformoperasjon, som nevnt i tabell 2. Den første fasen er lastetilstanden (en tilstand). Plattformen ble forsynt med væske med alle åpne ventiler, og arbeidsfluidet (Qf) og partiklene (Qp) er nesten identiske da det mikrofluidiske kanalnettverket viser strukturell symmetri. I andre fase (b-tilstand) ble trykkluft transportert til Vs for å blokkere partiklene, og etter hvert som Vs-membranen deformerte, ble strømningsbanen redusert, og strømningshastigheten målt ved utløpsporten ble redusert av hydraulisk motstand. Strømningsratene for Qf og Qp var nesten like, og forskjellen var mindre enn 2,67%. I tredje fase (c-tilstand) ble trykkluft levert til Vs og Vp for partikkelkonsentrasjon, med Vs og Vp lukket og Vf åpen. Den målte Qp var nær null, og Qf var omtrent 1,42 ganger b-tilstanden. I de fleste tilfeller dobles strømningshastigheten når begge dissipasjonskanalene er i drift, men plattformen har forskjellige typer hydraulisk motstand i hovedvæskekanalene og Vs, slik at den totale strømmen av arbeidsfluidet reduseres. Til slutt (d tilstand) ble trykkluft levert bare til Vf for å samle de konsentrerte partiklene, og strømningshastighetene til Qf og Qp ble reversert. Flyten var null fordi Vf blokkerte Qf, og Qp var omtrent 1,42 ganger b-tilstanden. Konsentrasjonsforholdet for partiklene (Qp/(Qf+Qp) × 100) var 3,96-4,53. Dette viser at den sekvensielle aktiveringen programmert med den pneumatiske ventilen fungerer bra på grunn av strømningsendringer.

Figur 9 viser skjermen som fanger opp konsentrerte partikler. Figur 9A viser væskens strømningstilstand med de tre pneumatiske ventilene som ikke er aktivert, figur 9B viser metoden som brukes til å fange partiklene, figur 9C viser siktmetoden, og figur 9D viser utkastelsen av de konsentrerte perlene. Partikler ble konsentrert og akkumulert i innsamlingsområdet da Vs og Vp ble stengt, og alle samlet konsentrerte partikler ble frigjort innen 4 s da bare Vf var stengt. Derfor samler enheten vellykket mange partikler som er egnet for partikkeloppsamling og konsentrasjon.

Figure 1
Figur 1: Skjematisk diagram over en pneumatisk mikrofluidisk plattform for mikropartikkelkonsentrasjon (P, port; Q, strømningshastighet; f, væske; p, partikkel; V, ventil; s, sil). Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

Figure 2
Figur 2: Montering av den pneumatiske mikrofluidiske plattformen for mikropartikkelkonsentrasjon. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

Figure 3
Figur 3: Skjematisk av Vs i den pneumatiske mikrofluidiske plattformen for mikropartikkelkonsentrasjon (P, port; Q, strømningshastighet; f, væske; p, partikkel; V, ventil; s, sil). Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

Figure 4
Figur 4: CAD-bilde av den pneumatiske mikrofluidiske plattformen for mikropartikkelkonsentrasjon. (B) Hovedvæskekanal. (C) Sammenkoblingsvæskekanal. (D) Kryss bilde av hver kanal (For dimensjonene 1 til 7, se tabell 1). Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

Figure 5
Figur 5: Fabrikasjonsbilde av den pneumatiske mikrofluidiske plattformen for mikropartikkelkonsentrasjon.

Figure 6
Figur 6: Skjematisk for tverrsnittet av det 3D fluidiske kanalnettverket under fabrikasjon. (A) Former opprettes for det buede væskekammeret og væskekanalen for replikastøping. (B) Plasmabinding av PDMS-laget etter herding til en glassskive. (C) Flytende PDMS helles i SU-8-formen for å skape sammenkoblingskanalen. (D) Væskekammeret og væskekanalstrukturen er ordnet i flytende PDMS på SU-8-formen. (E) Systemet blåses opp av luftlagets termiske trykk. (F) Den oppblåste strukturen og SU-8-formen fjernes. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

Figure 7
Figur 7: Skjematisk for den pneumatiske mikrofluidiske plattformen som er satt opp for mikropartikkelkonsentrasjon.

Figure 8
Figur 8: Strømningshastigheten til væskehastighetene for en firetrinns plattformdrift. Qf- og Qp-arbeidsfluidstrømmene etter innstilte driftstider for Vf og Vp (partikkelkonsentrasjonstider) i en pneumatisk mikrofluidisk plattform med en Vs på 15 kPa. a-d viser den pneumatiske mikrofluidiske plattformdriftstilstanden i henhold til tabell 2. (1) Prøvelasting, (2) Prøveblokkering, (3) Prøvekonsentrasjon, (4) Prøvefrigivelse. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

Figure 9
Figur 9: Drift av mikropartikkelkonsentratoren. (A) Før bruk. (B) Mikropartikkelsiktving. (C) Mikropartikkelsiktfullføring. (D) Frigjøring av konsentrerte partikler. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

Nummer Struktur Bredde (W) eller diameter (D), (μm)
1 Pneumatisk kammer 1200 (D)
2 Pneumatisk kanal 50 (W)
3 Væskekanal 200 (W)
4 Væskekammer for Vs 800 (D)
5 Væskekammer for vp (Vf) 400 (D)
6 Sammenkoblingskammer 400 (D)
7 Sammenkoblingskanal 200 (W)

Tabell 1: Dimensjoner på den pneumatiske mikrofluidiske plattformen (1 til 7 i figur 4).

Tilstand Pneumatisk mikrofluidisk
Drift av plattform
Pneumatisk ventildrift
Signal Vs Vf Vp
en Lasting 4 AV AV AV
b Blokkerer 1 AV AV
c Konsentrasjon 2 AV
d Frigivelse 3 AV AV

Tabell 2: Pneumatisk mikrofluidisk plattformdrift ved pneumatisk ventildrift, vist i figur 8.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Denne plattformen gir en enkel måte å rense og konsentrere partikler av forskjellige størrelser. Partikler akkumuleres og frigjøres gjennom pneumatisk ventilkontroll, og ingen tilstopping observeres fordi det ikke er passiv struktur. Ved hjelp av denne enheten presenteres konsentrasjonen av partikler av tre størrelser. Driftstrykket, tiden som kreves for konsentrasjon, og hastigheten kan imidlertid variere avhengig av enhetsdimensjoner, partikkelstørrelsesforstørrelse og trykket ved Vs 18,20,21.

Når du utfører trinn 3.1, kan luftbobler forbli på den buede overflaten av kanalen. Når luftboblen forblir, endres miljøet i kanalen, så det er nødvendig å sjekke kanalen veldig nøye gjennom et mikroskop før drift.

Sammenlignet med tidligere studier har denne plattformen noen fordeler og ulemper. I dielektrophoretisk metode brukes færre målpartikler22. En ekstra prosess var nødvendig for å forberede partikler for å forbedre den fysiske interaksjonen mellom partikler og ytre krefter22,23. Komplekse designproblemer må vurderes for å øke separasjonseffektiviteten i magnetofortiske separasjonssystemer 5,22. Denne plattformen viste høyere separasjonseffektivitet enn ultralydmetoden, som kan skille prøver ved høye strømningshastigheter24. Men fordi denne plattformen ikke har en passiv struktur, ble det ikke observert noen tilstoppingseffekt 25,26,27 når perler ble fanget og akkumulert, i motsetning til den passive metoden. 7,10 Denne plattformen kan brukes til vannforbehandling ved konsentrering og ekstraksjon av suspenderte biopartikler, da operasjonen ikke påvirkes av egenskapene til de fysiske partiklene18,21.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne har ingen interessekonflikter å avsløre.

Acknowledgments

Dette arbeidet ble støttet av National Research Foundation of Korea (NRF) stipend finansiert av Korea-regjeringen (Vitenskapsdepartementet og IKT). (Nei. 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

Konstruksjon utgave 180 mikropartikkel pneumatisk ventil sikt konsentrasjon polydimetylsiloksan
Pneumatisk drevet mikrofluidisk plattform for mikropartikkelkonsentrasjon
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