Waiting
Login processing...

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

Engineering

Pneumatiskt driven mikrofluidisk plattform för mikropartikelkoncentration

Published: February 1, 2022 doi: 10.3791/63301

Summary

Detta protokoll beskriver en pneumatisk mikrofluidisk plattform som kan användas för effektiv mikropartikelkoncentration.

Abstract

Föreliggande artikel introducerar en metod för att tillverka och driva en pneumatisk ventil för att styra partikelkoncentrationen med hjälp av en mikrofluidisk plattform. Denna plattform har ett tredimensionellt (3D) nätverk med böjda vätskekanaler och tre pneumatiska ventiler, som skapar nätverk, kanaler och utrymmen genom dubbelreplikation med polydimetylsiloxan (PDMS). Anordningen arbetar baserat på det övergående svaret från en vätskeflödeshastighet som styrs av en pneumatisk ventil i följande ordning: (1) provbelastning, (2) provblockering, (3) provkoncentration och (4) provfrisättning. Partiklarna blockeras av tunn membranskiktdeformation av siktventilen (Vs) -plattan och ackumuleras i den krökta mikrofluidiska kanalen. Arbetsvätskan släpps ut genom aktivering av två på/av-ventiler. Som ett resultat av operationen avlyssnades och kopplades alla partiklar av olika förstoringar framgångsrikt. När denna teknik tillämpas kan arbetstrycket, den tid som krävs för koncentration och koncentrationshastigheten variera beroende på enhetens dimensioner och partikelstorleksförstoring.

Introduction

På grund av vikten av biologisk analys används mikrofluidiska och biomedicinska mikroelektromekaniska system (BioMEMS) 1,2 för att utveckla och studera anordningar för rening och insamling av mikromaterial 2,3,4. Partikelinfångning kategoriseras som aktiv eller passiv. Aktiva fällor har använts för externa dielektriska5, magnetophoretic6, auditiva7, visuella8 eller termiska9 krafter som verkar på oberoende partiklar, vilket möjliggör exakt kontroll av deras rörelser. En interaktion mellan partikeln och den yttre kraften krävs emellertid; således är genomströmningen låg. I mikrofluidiska system är det mycket viktigt att styra flödeshastigheten eftersom de yttre krafterna överförs till målpartiklarna.

I allmänhet har passiva mikrofluidiska enheter mikropelare i mikrokanaler10,11. Partiklar filtreras genom interaktion med en flytande vätska, och dessa enheter är lätta att designa och billiga att tillverka. De orsakar emellertid partikelstoppning i mikropelare, så mer komplexa enheter har utvecklats för att förhindra partikelstoppning12. Mikrofluidiska anordningar med komplexa strukturer är i allmänhet lämpliga för hantering av ett begränsat antal partiklar 13,14,15,16,17,18.

Denna artikel beskriver en metod för att tillverka och driva en pneumatiskt driven mikrofluidisk plattform för stora partikelkoncentrationer som övervinner bristerna18 som nämnts ovan. Denna plattform kan blockera och koncentrera partiklar genom deformation och aktivering av det tunna membranskiktet på siktventilen (Vs) -plattan som ackumuleras i krökta mikrofluidiska kanaler. Partiklar ackumuleras i krökta mikrofluidiska kanaler, och de koncentrerade partiklarna kan separeras genom att arbetsvätskan urladdas via aktivering av två PDMS-tätningar på /av-ventiler 18. Denna metod gör det möjligt att bearbeta ett begränsat antal partiklar eller koncentrera ett stort antal små partiklar. Driftsförhållanden som flödeshastighetens storlek och tryckluftstryck kan förhindra oönskade cellskador och öka cellfångningseffektiviteten.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Designa den mikrofluidiska plattformen för partikelkoncentration

  1. Konstruera den pneumatiska mikrofluidiska plattformen bestående av en pneumatisk ventil för vätskeflöde i 3D-flödesnätet och tre pneumatiska ventiler för sikt (Vs), vätska (Vf) och partikel (Vp) ventildrift (Figur 1).
    OBS: Vs blockerar koncentratpartiklar från vätskan, och Vf och Vp tillåter vätske- och partikelfrisättning efter koncentration. Tre pneumatiska portar ger tryckluft från det flytande/pneumatiska tilluftsskiktet (normalt öppet) och det pneumatiska ventilljusutloppet för att aktivera ventilen. Det mikrofluidiska kanalnätverket är utformat med ett CAD-program18,19.
  2. Utforma kanalen så att den är ett pneumatiskt försörjningslager och ett 3D-kanalnätverkslager (figur 2).
    OBS: Vätskenätet är sammankopplat med de böjda kanalerna i den främre delen och den rektangulära kammaren i det bakre området. Vs blockerar inloppet, och partiklar ackumuleras i uppsamlingsområdet för den krökta vätskekanalen. Partikelfria vätskor (partikelfria vätskor) lämnas genom Qf-utloppet och de koncentrerade partiklarna genom Qp-utloppet (figur 3).
  3. Enligt ovanstående villkor, förbered fyra typer av SU-8-formar.
    OBS: De fyra formarna inkluderar en form som gör att ventilen kan styras via pneumatik, två formar som skapar vätskekanaler och en ren form utan form (figur 4 och tabell 1). De fyra typerna av formar som nämns tillverkas med hjälp av standardfotolitografiprocesser. Denna formtillverkning består av en SU-8-form på en kiselskiva enligt tidigare publicerade rapporter18,19. Figur 5 visar enhetschipet.

2. Tillverkning av den mikrofluidiska plattformen för partikelkoncentration

OBS: Figur 6 illustrerar tillverkningen av en mikrofluidisk plattform som koncentrerar partiklar.

  1. Replikera PDMS-skiktet med hjälp av en förberedd pneumatisk ventilkanal SU-8-form (steg 1.3) för pneumatiskt styrning av ventilen.
    1. Häll 10 ml flytande PDMS och 1 ml härdningsmedel (se materialförteckningen) i en beredd pneumatisk ventilkanalform (steg 1.3) och värmeaktivera vid 90 °C i 30 min.
    2. Efter att PDMS-strukturerna har härdats, separera SU-8-formen i steg 2.1.1.
    3. Stansa in tre 1,5 mm pneumatiska portar (Vs, Vf och Vp) i den pneumatiska ventilkanalen tillverkad enligt steg 2.1.2 med en punktering på 1,5 mm (se Materialtabell).
    4. Häll 10 ml flytande PDMS och 1 ml härdningsmedel i en beredd ren SU-8-form framställd i steg 1.3 och spinnlack vid 1 500 rpm i 15 s med en spinnbeläggare (se Materialtabell). Värm sedan vid 90 °C i 30 min.
    5. Efter att PDMS-strukturerna har härdats, separera SU-8-formen i steg 2.1.4.
      OBS: Ventilmembranskiktet styr vätskeflödet enligt det pneumatiska trycket.
    6. Behandla atmosfärisk plasma (se materialförteckningen) med pdms-strukturer som framställts i steg 2.1.3 och 2.1.5 i 20 s.
    7. Rikta in direkt plasmabehandlade PDMS-strukturer från steg 2.1.6 enligt kanalstrukturen genom att kontrollera med ett mikroskop.
    8. Bind de inriktade PDMS-strukturerna som förberetts i steg 2.1.7 genom uppvärmning vid 90 °C i 30 minuter.
    9. Stansa ett hål med en diameter på 1,5 mm i vätskekanalinloppet (Qfp) och vätskekanalutloppen (Qf och Qp) i den pneumatiska kanaldelen till vilken det tunna membranskiktet är bundet med en 1,5 mm punktering.
  2. Replikera båda sidor av PDMS-skiktet med två SU-8-formar för att skapa en mikrofluidisk kanal. Använd en krökt och rektangulär mikrofluidisk kanalform på framsidan och en mikrofluidisk sammankopplingskanalform på baksidan.
    1. Häll 10 ml flytande PDMS och 1 ml härdningsmedel i den böjda och rektangulära mikrofluidiska kanalformen och spinnbeläggningen vid 1 200 rpm i 15 s. Skapa sedan formar för den böjda vätskekammaren och vätskekanalerna genom termisk aktivering vid 90 ° C i 30 min (figur 6A).
    2. Separera PDMS-skiktet på vilket den mikrofluidiska kanalen bildas och gör sedan en värmeaktiverad form som täcker den förseglade ventilationsväggen genom att binda till glasskivan genom att behandla atmosfärisk plasma i 20 s (Figur 6B).
    3. Häll 3 ml flytande PDMS i sammankopplingskanalen för SU-8-formen (figur 6C).
    4. Ordna strukturen som tillverkades i steg 2.2.2 med sammankopplingskanalformen i flytande PDMS på den mikrofluidiska sammankopplingskanalformen och torka den överlagrade strukturen vid 130 ° C i 30 minuter (figur 6D).
      OBS: Vid härdning av den bakre strukturen blåses PDMS-formen som tillverkades i steg 2.2.2 upp av luftskiktets termiska tryck och det deformerade PDMS-skiktet aktiveras termiskt (figur 6E)16.
    5. Efter härdning, ta bort den främre SU-8-formen från det mikrofluidiska kanalnätverksskiktet och dra försiktigt av den bakre PDMS-formen (figur 6F).
      OBS: Det 3D-fluidiska nätverksskiktet möjliggör skapandet av en främre krökt vätskekammare och mikrofluidiska kanaler.
    6. Häll 10 ml flytande PDMS och 1 ml härdningsmedel i en ren SU-8-form. Värm sedan vid 90 °C i 30 min.
    7. Efter att PDMS-strukturerna har härdats, separera SU-8-formen.
      OBS: Detta steg skapar det extra tätningsskiktet.
    8. Behandla atmosfärisk plasma med PDMS-strukturer framställda i steg 2.2.3 och 2.2.7 i 20 s.
    9. Justera direkt plasmabehandlade PDMS-strukturer enligt kanalstrukturen genom att kontrollera med ett mikroskop.
    10. Bind de inriktade PDMS-strukturerna genom uppvärmning vid 90 °C i 30 minuter.
  3. Rikta in PDMS-strukturerna som framställts i steg 2.1 och 2.2 enligt kanalstrukturen och binda dem genom att behandla atmosfärisk plasma i 20 s.

3. Ställa in enheten

OBS: Figur 7 visar tillverkning av en mikrofluidisk plattform som koncentrerar partiklar.

  1. Fyll den mikrofluidiska kanalen manuellt med bubbelfritt demineraliserat vatten med en 10 ml spruta.
  2. För att styra P_Qfp och de tre pneumatiska ventilerna (P_Vs, P_Vf och P_Vp) som styr mikropölflödet, sätt in en precisionstryckregulator med fyra eller flera utgångskanaler (se materialtabell) för arbetsvätskan (Qfp) i den mikrofluidiska plattformen.
    OBS: En precisionstryckregulator med fyra utgångskanaler kan ersättas med flera precisionstryckregulatorer. I detta experiment var arbetstrycket för P_Qfp 10 kPa, P_Vs var 15 kPa och P_Vf och P_Vp var båda 18 kPa (figur 8 och tabell 2). Figur 8 visar arbetsvätskeflödet över tid när partiklar koncentreras av den mikrofluidiska plattformen med P_Vs på 15 kPa, och tabell 2 visar aktiveringsresultaten enligt de pneumatiska ventilerna.
  3. Förbered karboxylpolystyrentestpartiklar av olika storlekar i destillerat vatten (se Materialtabell).
    OBS: Partikelstorlekarna som användes i detta experiment var 24,9, 8,49 och 4,16 μm; partiklar av olika storlekar kan användas beroende på trycket i P_Vs.
  4. För att styra arbetsvätskans flödeshastighet, fyll en glasflaska halvfull med vatten (arbetsvätska) och anslut glasflasklocket till regulatorns utgångskanal och mikroventil.
    OBS: Anslut ett rör till mikroventilen för att ta emot tryckluft från regulatorn och det andra röret för att injicera vatten.
  5. Observera plattformsdrift genom ett inverterat mikroskop för alla plattformsoperationer och mät driftsflödet över tid vid utloppet med en vätskeflödesmätare (se Materialtabell).

4. Enhetens funktion

  1. Injicera partikel/vätskeblandningen under tryck vid inlopp (Qfp) med Vp (figur 9A).
    OBS: Flödet av partiklar och ren vätska från utloppet genom de sammankopplade kanalerna styrs via Vp respektive Vf (tabell 2).
  2. Applicera tryck på Vs vid 15 kPa och Vp vid 18 kPa för att aktivera ventilen.
    OBS: Vid denna tidpunkt deformeras membranet, partiklarna i vätskan Qfp blockeras i kontaktutrymmet mellan den krökta vätskekanalen och den krökta vätskeutskjutaren, och den oönskade Qfp-vätskan frigörs genom den öppna Qf (Figur 9B,C).
  3. När partiklarna är koncentrerade, applicera endast tryck på Vf.
    OBS: Vid denna tidpunkt, när tryck endast appliceras på Vf, frigörs de igensatta partiklarna genom Qp (figur 9D).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Figur 8 visar flödeshastigheten för vätskehastigheterna för en fyrstegs plattformsoperation, som nämns i tabell 2. Det första steget är laddningstillståndet (ett tillstånd). Plattformen levererades med vätska med alla ventiler öppna, och arbetsvätskan (Qf) och partiklarna (Qp) är nästan identiska eftersom det mikrofluidiska kanalnätet uppvisar strukturell symmetri. I det andra steget (b-tillstånd) transporterades tryckluft till Vs för att blockera partiklarna, och när Vs-membranet deformerades minskade flödesvägen och flödeshastigheten mätt vid utloppsporten reducerades med hydrauliskt motstånd. Flödeshastigheterna för Qf och Qp var nästan lika och skillnaden var mindre än 2,67%. I det tredje steget (c-tillstånd) levererades tryckluft till Vs och Vp för partikelkoncentration, med Vs och Vp stängda och Vf öppna. Den uppmätta Qp var nära noll och Qf var cirka 1,42 gånger den för b-tillståndet. I de flesta fall fördubblas flödeshastigheten när båda avledningskanalerna är i drift, men plattformen har olika typer av hydrauliskt motstånd i huvudvätskekanalerna och Vs, så det totala flödet av arbetsvätskan reduceras. Slutligen (d-tillstånd) levererades tryckluft endast till Vf för att samla upp de koncentrerade partiklarna, och flödeshastigheterna för Qf och Qp vändes. Flödet var noll eftersom Vf blockerade Qf och Qp var cirka 1,42 gånger b-tillståndet. Koncentrationsförhållandet för partiklarna (Qp/(Qf+Qp) × 100) var 3,96-4,53. Detta visar att den sekventiella aktiveringen programmerad med den pneumatiska ventilen fungerar bra på grund av flödesförändringar.

Figur 9 visar skärmen som fångar koncentrerade partiklar. Figur 9A visar vätskans flödestillstånd med de tre pneumatiska ventilerna som inte aktiverats, figur 9B visar metoden som används för att fånga partiklarna, figur 9C visar siktmetoden och figur 9D visar utstötningen av de koncentrerade pärlorna. Partiklar koncentrerades och ackumulerades i uppsamlingsområdet när Vs och Vp stängdes, och alla uppsamlade koncentrerade partiklar frigjordes inom 4 s när endast Vf stängdes. Därför samlar anordningen framgångsrikt många partiklar som är lämpliga för partikeluppsamling och koncentration.

Figure 1
Figur 1: Schematiskt diagram över en pneumatisk mikrofluidisk plattform för mikropartikelkoncentration (P, port; F, flödeshastighet; f, vätska; p, partikel; V, ventil; s, sikt). Klicka här för att se en större version av denna figur.

Figure 2
Figur 2: Montering av den pneumatiska mikrofluidiska plattformen för mikropartikelkoncentration. Klicka här för att se en större version av denna figur.

Figure 3
Figur 3: Schematiskt för Vs i den pneumatiska mikrofluidiska plattformen för mikropartikelkoncentration (P, port; F, flödeshastighet; f, vätska; p, partikel; V, ventil; s, sikt). Klicka här för att se en större version av denna figur.

Figure 4
Figur 4: CAD-bild av den pneumatiska mikrofluidiska plattformen för mikropartikelkoncentration. (A) Pneumatisk kanalventil. (B) Huvudströmskanalen. C) Sammankopplingsvätskekanal. (D) Korsbild av varje kanal (för måtten 1 till 7, se tabell 1). Klicka här för att se en större version av denna figur.

Figure 5
Figur 5: Tillverkningsbild av den pneumatiska mikrofluidiska plattformen för mikropartikelkoncentration. Klicka här för att se en större version av denna figur.

Figure 6
Figur 6: Schematisk av tvärsnittet av 3D-fluidkanalnätet under tillverkningen. (A) Formar skapas för den böjda vätskekammaren och vätskekanalen för replikgjutning. (B) Plasmabindning av PDMS-skiktet efter härdning till en glasskiva. (C) Flytande PDMS hälls i SU-8-formen för att skapa sammankopplingskanalen. (D) Vätskekammaren och vätskekanalstrukturen är anordnade i flytande PDMS på SU-8-formen. (E) Systemet blåses upp av luftskiktets termiska tryck. (F) Den uppblåsta strukturen och SU-8-formen avlägsnas. Klicka här för att se en större version av denna figur.

Figure 7
Figur 7: Schematisk över den pneumatiska mikrofluidiska plattformen som är inrättad för mikropartikelkoncentration. Klicka här för att se en större version av denna figur.

Figure 8
Figur 8: Flödeshastigheten för vätskehastigheterna för en fyrstegs plattformsoperation. Qf- och Qp-arbetsvätskeflödena efter inställda Vf- och Vp-driftstider (partikelkoncentrationstider) i en pneumatisk mikrofluidisk plattform med en Vs på 15 kPa. a-d visa det pneumatiska mikrofluidiska plattformens drifttillstånd enligt tabell 2. (1) Provbelastning, (2) Provblockering, (3) Provkoncentration, (4) Provfrisättning. Klicka här för att se en större version av denna figur.

Figure 9
Figur 9: Funktion av mikropartikelkoncentratorn. (A) Före operationen. (B) Siktning av mikropartiklar. (C) Slutförande av mikropartikelsikt. (D) Utsläpp av koncentrerade partiklar. Klicka här för att se en större version av denna figur.

Nummer Struktur Bredd (W) eller diameter (D), (μm)
1 Pneumatisk kammare 1200 (D)
2 Pneumatisk kanal 50 (W)
3 Flytande kanal 200 (W)
4 Vätskekammare för Vs 800 (D)
5 Vätskekammare för Vp (Vf) 400 (D)
6 Sammankopplingskammare 400 (D)
7 Sammankopplingskanal 200 (W)

Tabell 1: Mått på den pneumatiska mikrofluidiska plattformen (1 till 7 i figur 4).

Stat Pneumatisk mikrofluidisk
Plattformsdrift
Pneumatisk ventildrift
Signal Vs Vf Vp
a Lastning 4 BORT BORT BORT
b Blockering 1 BORT BORT
c Koncentration 2 BORT
d Släppa 3 BORT BORT

Tabell 2: Pneumatisk mikrofluidisk plattformsdrift genom pneumatisk ventildrift, som visas i figur 8.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Denna plattform ger ett enkelt sätt att rena och koncentrera partiklar av olika storlekar. Partiklar ackumuleras och frigörs genom pneumatisk ventilstyrning, och ingen igensättning observeras eftersom det inte finns någon passiv struktur. Med hjälp av denna anordning presenteras koncentrationen av partiklar av tre storlekar. Arbetstrycket, den tid som krävs för koncentration och hastigheten kan dock variera beroende på enhetens dimensioner, partikelstorleksförstoring och trycket vid Vs 18,20,21.

När du utför steg 3.1 kan luftbubblor förbli på kanalens krökta yta. När luftbubblan kvarstår förändras miljön i kanalen, så det är nödvändigt att kontrollera kanalen mycket noggrant genom ett mikroskop före drift.

Jämfört med tidigare studier har denna plattform vissa fördelar och nackdelar. I den dielektroforetiska metoden används färre målpartiklar22. En ytterligare process krävdes för att förbereda partiklar för att förbättra den fysiska interaktionen mellan partiklar och yttre krafter22,23. Komplexa konstruktionsfrågor måste beaktas för att öka separationseffektiviteten i magnetophoretic separationssystem 5,22. Denna plattform visade högre separationseffektivitet än ultraljudsmetoden, som kan separera prover vid höga flödeshastigheter24. Men eftersom denna plattform inte har en passiv struktur observerades ingen igensättningseffekt 25,26,27 när pärlor fångades och ackumulerades, till skillnad från den passiva metoden. 7,10 Denna plattform kan användas för förhandsrening av vatten vid koncentration och extraktion av suspenderade biopartiklar, eftersom verksamheten inte påverkas av de fysikaliska partiklarnas egenskaper18,21.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Författarna har inga intressekonflikter att avslöja.

Acknowledgments

Detta arbete stöddes av National Research Foundation of Korea (NRF) -bidraget finansierat av Koreas regering (ministeriet för vetenskap och 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

Teknik Utgåva 180 Mikropartikel pneumatisk ventil sikt koncentration polydimetylsiloxan
Pneumatiskt driven mikrofluidisk plattform för 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