Plastik mikrosıvısal cihazları imalatı için bir protokol ile şeffaf görünümü-liman görünür ve kızılötesi ışık görüntüleme için tanımlanır.
Method Article
Plastik mikrosıvısal cihazları imalatı için bir protokol ile şeffaf görünümü-liman görünür ve kızılötesi ışık görüntüleme için tanımlanır.
Kızılötesi (IR) spectro-mikroskobu yaşayan biyolojik örneklerin uygun mikrosıvısal aygıtları eksikliği ve su emme IR orta aralıktaki tarafından engel oluyor. Burada, plastik mikrosıvısal cihazları imalatı için bir protokol gösterdi, nerede yumuşak tekniğinde teknikleri şeffaf kalsiyum florür (CaF2) görünümü-ports gözlem chamber(s) ile bağlantılı olarak gömmek için kullanılır. Bu yöntem nereye polydimethylsiloxane (PDMS) kalıp standart tekniğinde işlemleri yoluyla üretilen ve sonra plastik bir cihaz üretmek için şablon olarak kullanılacak bir yineleme döküm yaklaşım, dayanır. Plastik Cihaz özellikleri ultraviyole/görünür/kızılötesi (UV/Vis/IR) - şeffaf pencere ile doğrudan gözlem için izin vermek için CaF2 görünür hale ve IR ışık. Önerilen yöntem avantajları şunlardır: plastik vücuda esneklik tasarım, bir temiz oda mikro-üretim tesisi, birden çok görünüm-bağlantı noktaları, kolay ve çok yönlü bağlantınız için bir dış pompalama sistemi erişmek için sınırlı bir ihtiyaç Örneğin , açık/kapalı kanal yapılandırma ve nanoporous membran gibi gelişmiş özellikler eklemek olanağı.
Fourier Transform Infrared Spectro-mikroskobu (FTIR) kapsamlı bir örnek ayrıntılı kimyasal bilgi sağlamak için bir etiket içermeyen ve non-invaziv görüntüleme tekniği kullanılmıştır. Bu biyolojik örnekleri, örnek soğurma spektrumu onun kimyasal bileşimi1 içsel parmak taşıyan bu yana hazırlık en az miktarda kimya okumak için biyokimyasal bilgilerini çıkarma sağlar , 2. son zamanlarda, FTIR giderek canlı biyolojik örnekleri, örneğin, hücreleri3çalışma uygulandı. Ancak, çoğu durumda Canlı hücreler için orta su IR orta bölgede güçlü bir Absorbans gösterir. Hatta ince bir tabaka varlığını tamamen önemli yapısal bilgiler örneklerin aşabilir.
Uzun yıllar boyunca, ortak yaklaşım düzeltmeye veya tamamen su emme sinyal spektrumda dışlamak için örnekleri kurutma. Ancak, bu yaklaşım canlı hücreler, gerçek zamanlı ölçümler için değişikliği onların kimyasal bileşimi ve zamanla hücresel süreçler çalışması için gerekli olan izin vermez. Az 10 µm4IR kiriş orta toplam optik yol uzunluğunu sınırlamak için güvenilir soğurma spektrumları canlı biyolojik örneklerinden elde etmenin bir yolu var.
Yaşam köklü bir yaklaşımda hücre deneyleri yapılmış çok çok zayıflatılmış toplam yansıma (ATR)-bağımsız Sulu orta kalın bir katman içinde sürekli olabilir hücreleri sağlayan örnek kalınlığı ölçümleri sağlayan FTIR görüntüleme. Ancak, penetrasyon fani dalgasının küçük derinliği ölçümleri örnekleri için yalnızca ilk birkaç mikron ATR kristal5yüzeyinden kısıtlar.
Alternatif olarak, su emme sınırlama genellikle iki büyük gruba ayrılır çeşitli mikrosıvısal sistemleri ortaya çıkması ile hile: açık kanal (nerede bir sıvı yüzeylerin maruz atmosfer) ve kapalı Kanal (nerede iki IR şeffaf pencere ayırıcı tarafından tanımlanmış kalınlığı ile ayrılır).
Loutherback ve ark. uzun vadeli sürekli IR ölçümleri için 7 gün6canlı hücrelerin sağlayan bir açık-kanal membran aygıt geliştirdi. Yöntem Orta hücre yüzeyinden buharlaşma önlemek için ortamda yüksek nem gerektirir. Sistem en iyi epitel dokular, deri, akciğer ve gözleri veya mikrobiyal biyofilmler7gibi hava-sıvı arabirimleri, doğal olarak yetiştiği hücreleri ile çalışır.
Kapalı-kanal yapılandırma bir Tekdüzen, ince tabaka hücreleri kendi sulu ortamda nerede tutulur iki paralel IR saydam pencereler arasında yaratmayı amaçlamaktadır. Bu boşluğu kalınlığı doygunluk su emme sinyaldir böyle olduğunu. Su arka plan sonra doğru örnek spectra elde etmek için düşülen. Kapalı-kanal yöntemlerin çoğu Demontabl sıvı odası3,8,9formu iki pencere ayıran plastik çıta kullanmaktadır. Bu yöntemin bir avantajı microfabrication gerektirmez olduğunu; Ancak, daha karmaşık bir ölçüm odası - ve çıkış - let kanalları ile daha ince çıta gerçekleştirmek son derece zor yapılardır. Mekanik kilitleme üzerinde güven nedeniyle IR ölçümleri arasında yol uzunluğu tekrarlanabilirlik ile ilgili bir sorun vardır. Daha güvenilir bir spektrum edinme için aralığı daha kesin bir denetim sağlamak için optik litografi yöntemleri için desen fotorezist spacer9,10 tanımlamak için IR substrat üzerine uygulanmıştır , 11 , 12. bu boşluk ekleyici tanımlanması için daha karmaşık yapılar sağlar rağmen yöntem her yüzey üzerinde desen üretmek için bir microfabrication tesis erişmesi gereken.
Bu yazıda, biz mal imalat azaltmak için amaç ve microfabrication tesis erişme gereksinimi ile basit imalat tekniği IR uyumlu mikrosıvısal aygıtının, mevcut. Yöntem burada yumuşak litografi bilinen kurulan bir işlem (bkz. şekil 1) kullanır sundu. İki kalıpları bu durumda gerekli değildir. Birincil kalıp standart bir UV litografi işlemiyle bir 4-inç silikon gofret yapılır. İkincil kalıp desen Ters polarite silikon birincil kalıp ve sonraki aygıt imalat için Ana kalıp olarak hizmet veren PDMS yapılmış onun yinelemedir.
Cihaz iki ayrı katmanları vardır: ilk katman (hangi sunulan çantayı mikrosıvısal kanal, içinde-/ out bırak ve bir gözlem odası bir CaF2 görüntüleme çerçevesi ile oluşan) mikrosıvısal düzeni ve bir düz yüzey (ile ikinci bir katman ki sadece bir CaF2 viewport oluşur).
Burada bir UV tedavi edilebilir optik yapıştırıcı, Norland optik yapıştırıcı 73 (NOA73, bundan böyle NOA kısaltılır), cihazın plastik ana gövdesini oluşturur için kullanılır. Bu optik yapıştırıcı kullanmanın bir çok avantajı vardır: düşük üretim maliyeti, dış sistemleri, iyi optik şeffaflık, düşük viskozite ve en önemlisi, Biyouyumluluk13bağlantı kolaylığı. CaF2 Biyouyumluluk ve mükemmel IR-saydamlık14nedeniyle görüntüleme çerçevesi olarak uygun bir seçim var.
Bu yeni yaklaşım ile bir microfabrication tesise erişim kesinlikle sadece birincil kalıp imalatı için gereklidir. Sonraki imalat işlemleri plastik mikrosıvısal aygıt için bir UV-aydınlatma kaynağı ile donatılmış herhangi bir laboratuvar yapılabilir.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
1. hazırlık silikon birincil kalıp
Not: bir photomask için birincil kalıp hazırlanması gereklidir. Photomask, şirket içinde standart optik maskesi imalat işlemleri yoluyla fabrikasyon veya bağımsız sağlayıcılarından satın. Bir photomask parlak alan polarite ile ( Şekil 2 bir) bu durumda kullanılır.
2. PDMS ikincil kalıp hazırlanması
3. PDMS şablonları hazırlanması
Not: nesnenin şeklini ve boyutunu son cihazların standartlaştırmak ve ana özellikleri ile uyum içinde iki yarısı kolaylaştırmak için iki ayrı PDMS şablonları, geometri cihazın tanımlamak kullanıldı saydam pencere ve içinde - ve çıkış - let bağlantıları yerleşimi. İlk PDMS şablon aygıt düz yarısı imalatı kolaylaştırmak için ikinci yardımcı olur ise cihazın desenli yarısı imalatı aids.
4. Mikrosıvısal cihaz imalat
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Şekil 6 , yepyeni bir CaF2 penceresinin cihaz ve tam aygıt desenli yarısı geçirgenliği spectra sunar. Tüm üç spectra geçirgenliği % 80'den daha büyük ile orta IR mükemmel şeffaflık sergi. Kesişim deseni tam aygıt (sarı eğrideki rakam) spektrum görünür iki pencere arasında 9-10 µm yelpazesi içinde hava boşluğu nedeniyle oluşur. Burada sunulan imalat yaklaşım CaF2 orta IR aralıktaki saydamlığını değiştirmez bu spectra göstermektedir.
<...Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Değerlendirmek ve imalat protokolü en iyi duruma getirmek için biz basit bir düzeni üzerinde ana devre ayrılmış mikrosıvısal desen bir büyük dikdörtgen Odası (5 x 2.5 mm boyut) Merkezi, iki küçük dikdörtgen chambers (5,5 x 0,75 mm boyut) için kullanılan alt ve üst kenarları ve 300 µm geniş içinde-let/çıkış-let kanal. Orta Odası tohum için kullanılır ve gözlem FTIR sırasında hava arka plan ölçmek için iki ayrı daha küçük Odalar ise hücre başvurusu odası bir önceki yayın13' te anlatıldığı gibi deney...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Yazarlar ifşa gerek yok.
Yazarlar MBI maddi destek minnetle kabul etmiş oluyorsunuz.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
|---|---|---|---|
| Kimyasal< / güçlü > | |||
| Trikloro (1H, 1H, 2H, 2H-perflorooktil) silan% 97 | Sigma Aldrich | 448931-10G | |
| Sylgard 184 Silikon Elastomer Kiti | Dow Corning | Polidimetilsiloksan veya kısacası, PDMS | |
| Norland Optik Yapıştırıcı 73 | Norland Ürünleri A.Ş. | 7304 | |
| SU8 3010 fotorezist | MicroChem | Y311060 | |
| SU8 geliştirici | MicroChem | Y020100 | |
| Malzeme | |||
| Silikon gofret, 4 inç, birinci sınıf | Bonda Technology Pte Ltd | ||
| CaF2 IR sınıfı pencereler | Crystran, İngiltere | CAFP10-1 | 10 mm çap, 1 mm kalınlık |
| Akrilik şablonlar | Özel yapım | ||
| < güçlü > Ekipman < / güçlü > | |||
| UV-KUB 2 (UV LED maruz kalma sistemi) | KLOE | Emisyon spektrumu 365nm ve artı; 5nm | |
| Newport UV lambası | Newport | Model 66902 | 50-500 Watt Hg ark lambası |
| CEE Spin kaplayıcı | Brewer Bilim | Modeli 200x | |
| MJB4 maske hizalayıcı | SUSS MicroTec | ||
| Hassas dijital sıcak plaka | Harry Gestigkeit GmbH | 2860SR | |
| Plazma Yüzey Teknolojisi | Diener Electronic GmbH + Co. KG | O2 plazma tedavisi için | |
| IDP-3 Kuru Scroll Vakum Pompası | Agilent Technologies | nihai basınç 3,3 x 10-1 mbar | |
| Bruker IFS 66v/s FTIR Spektrometresi | Bruker |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request Permission