Elastomerik Mikrovalf Diziler Kontrollü mikroakışkan Chips

Mikroakışkanlar, hücre biyologlarına, hassas sıvı işlemenin gerekli olduğu yerlerde yüksek verimli deneyler yapma teknolojisini sunar. Merhaba, ben Washington Üniversitesi Biyomühendislik Bölümü Folk Lab'den Nin Chen Lee. Bugün size PDMS Mikro valf dizisi tarafından kontrol edilen mikroakışkan uçların nasıl yapıldığını göstereceğim.

Cihaz üç katmandan oluşmaktadır. Birinci katman, farklı boyutlarda mikro odacıklar içeren akışkan katmandır ve ikinci katman, iki katman arasındaki kanalları içeren kontrol katmanıdır. PMS'nin hidrofobikliği ve uyumu nedeniyle ince bir PMS zarı vardır.

Membran tohumuna karşı sızdırmaz hale gelir, bu nedenle sıvı odalarını birbirinden izole edin. Kontrol kanallarından vakum uygularsak, PDMS membranı daha önce izole edilmiş sıvı odalarını saptırabilir ve bağlayabilir. Bugün size nanolitre altı hacimlerde aqui çözeltilerini farklı karışım oranlarında karıştırmaya izin veren paralel bir karıştırıcı göstereceğim.

Ve sonra laboratuvarımızdan net bir adım, size hücre kültürlerine birden fazla çözelti eklemeye izin veren entegre bir mikroakışkan sistem gösterecek. Başlayalım. Burada size silikon bir gofret üzerinde A SUH'un bilek özelliklerine sahip bir usta gösteriyorum.

Usta, bu ustaların standart SUH fotoğrafçılık prosedürlerinden üretilmiştir. PDMS replikalarını tekrar tekrar yapabiliriz. PDMS'nin master'lardan serbest bırakılmasını kolaylaştırmak için önce master'ı ize etmemiz gerekir.

Floransa Adası ile çalıştığımız için normalde F foods kullanarak master yapıyoruz, önce gofreti atora koyup ormanın damlacıklarını koyuyorum ve ardından masa paten haznesini kapatıyorum, vakumu açıyorum, vakumu 1, 2, 3 dakika beklüyorum ve sonra vakumu kapatıyorum. Yarım saat buharlaşmasına izin verin ve ardından dalga damlasını alın. Replika MOD PDMS'den önce, önce PDMS ön polimerini ve kürleme maddelerini 10'a bir oranında önceden karıştırmamız gerekir.

Bu yüzden 31 gramlık bir ön polimeri tartıyorum ve ardından kürleme maddelerini 3.1 gram tartıyorum ve beş dakika boyunca iyice karıştırıyorum. Bitmiş ürün buna baktı. Bundan sonra, PS'yi berraklaşana kadar beş ila 10 dakika boyunca debublemek için yoğun bir ısıya koydum.

PMS'nin debub'lanmasını beklerken, silikon boruları kontrol tabakasının bölgesine yapıştırabilirim. PMS'nin aynı bileşeni olduğu için silikon boruları seçiyoruz, bu nedenle daha sonra cihaza gömülebilir ve hava geçirmez ve akışkan tipi bir conta oluşturabilir. Şimdi küçük silikon boru parçasının ucuna biraz tutkal D çimentosu ekliyorum ve master'ın giriş alanına bastırıyorum.

Bu nedenle, boruların bu silikon boruların amperlerini çok aşmaması için, keserken çok düz olması ve üstüne çok fazla yapıştırıcı koymamanız gerekir, Yapıştırıcıyı nasıl bastırdığınızı açıklayın. Öyleyse görelim. Bölgeler hem havalandırma hem de çıkarma kapağında oluşturulur.

Şimdi PS geliştirildi. Ustanın üzerine PS dökeceğim. Boruları çevreleyen PGA'ları çekerken dikkatli olun.

Şimdi akışkan katman özelliklerine sahip olan diğer master'ın üzerine döküyorum. Ustalara PS döktükten sonra, beş ila 10 dakika boyunca toz vurucuda tekrar debub edilmeleri gerekir. Köpürdükten sonra, PMS'yi bir saatten 24 saate kadar 65 ila 70 derecede fırında kürleriz.

Tamam, harika. İki saat sonra, PMS tedavi edildi. Şimdi PMS cihazını SU master'dan ve kontrol katmanı periyodundan kesiyoruz.

Boru modu içerideyken, yapıştırıcıyı giriş alanlarından çıkarıyoruz. Cihazlarımızda. Giriş bölgeleri hem üç katmanda hem de kontrol katmanlarında oluşturulur, ancak silikon boruyu yalnızca bir katmana modlarız.

Örneğin, burada sadece kontrol katmanında. Sıvı tabakasına erişim sağlamak için, erişim sağlamak için silikon boruların altındaki zarı delebiliriz. Yani biz, tüm bu cihazlara üstten erişebiliyoruz, böylece stereoskop ve geleneksel ters çevrilmiş mikroskop üzerine mikrofon mikroskobu yapmak daha kolay.

Şimdi C odasına geçiyoruz. CTM S membranlarını hazırlamak için, size headway spinner'ı kullanarak PDF membranını döndürmeyi göstereceğim. Gofretleri gofret çekinin üstüne koymadan önce, topu plastik grafikle kapladım ve daha sonra temiz pisliğin kolayca temizlenmesi için kağıt havluyu altına yerleştirdim.

Yani eğer kesinleştiyse, tıpkı daha önce ustalarla yaptığımız gibi, vakumda temizledikten sonra, silikon gofretin üzerine yaklaşık iki mililitre PMS taksi dağıtıyorum çünkü 11 ila 12 mikron altı zara sahip olmak istiyoruz, gofret 20 saniye boyunca 7.000 RTM'de döndürülecek Ve şimdi şöyle bir şey söyleyebilirim, İşte burada, gofretin döndüğünü görebilirsiniz. Ne kadar uzun süre döndürürsek döndürelim Döndükten sonra, fer'i dört dakika boyunca 85 derecede sıcak plakaya koyuyoruz. Şimdi PDMS membranı tedavi edildi.

Daha sonra P DM S membranını ve kontrol katmanını bir plazma fırınında oksitliyoruz. Platin gücünü% 75 oranında etkiliyoruz ve 30 PSI öküz oksijen basıncını ve beş grip oranını kullanıyoruz. Bu parametreler her zaman farklı uygulamalara göre ayarlanabilir.

Tişlenmeyi açın, plazmayı 30 saniye boyunca açın. Şimdi kontrol katmanını zarın üzerine yerleştirin. Onları birkaç dakika içinde temas ettirin, kontrol katmanı zara bağlanacaktır.

Birkaç dakika sonra, kontrol katmanını zarla birlikte çıkarın. Tamam, şimdi Kontrol katmanını tamamen net hale getirmeye hazırız. Artık temiz odada olmadığımız için, tamamen şeffaf olan tozu temizlemek için viski ucunu kullanıyoruz.

Ayrıca kontrol katmanlarının giriş alanından zarı çıkarmamız gerekiyor. Bu, alttaki sıvı tabakasına erişim sağlamak içindir. Bu nedenle, zar ile kontrol katmanını sıvı katmanının üzerine yerleştirin.

Tüm hazne sıvı odalarına ve valflere bakın. Hepsinin soldan sağa hizalandığından emin olun. Hizalanmamışsa, kontrol katmanını kaldırabilir ve yeniden yapabilirsiniz.

Burada akışkan katmanının ve kontrol katmanının hizalandığını görebilirsiniz. Şimdi, sıvı kaynaklarına ve basınç kaynaklarına bağlanmasını sağlamak için bu girişlere bazı İnceltici borular yerleştireceğim. Şimdi valfleri basınç kaynağına bağlayın ve sıvı girişlerini sıvı kaynağına bağlayın.

Burada PDMS mikro valflerini açmak ve kapatmak için biri mavi diğeri sarı olmak üzere iki farklı boyamız var. Bir vakum kaynağına bağlı solenoid valfler ve hava basıncı kuvveti kullanıyoruz ve valfler ışık görüntüleme yazılımı tarafından kontrol ediliyor. Şimdi bir numaralı vana setini açıyorum.

PDMS membranlarının saptığını ve valflerin açık olduğunu görebiliriz. Şimdi ilk seti kapatıyorum, vanaları kapatıp açıyorum, ikinci seti açıp kapatıyorum. Şimdi tüm Mikro valfler çalışıyor.

Mikro akışkan odalarını iki farklı zar ile dolduracağım. Bir numaralı valf setini açacağım ve ayrıca iki zarı haznelere çekmek için bir vakum kullanacağım. Hazneler zarlarla doldurulduktan sonra, her bir hazneyi izole etmek için bir numaralı vana setini kapatıyorum ve ardından vana setini açıyorum.

İki numara, iki dizideki çiftleri karıştırmak için. Valf açma ve karıştırma karışımı genellikle yaklaşık bir ila iki dakika sürer. O zamandan beri hazne ölçülerini 10 farklı boyutta tasarladık.

Yani 11 farklı oranda bir karışım oranımız var. Bu yüzden karıştırma bittikten sonra vanayı kapatıyorum ve böylece her bir odayı tek tek görebiliyorsunuz. Farklı karışım oranları vardır.

Renk maviden yeşile, daha çok sarıya döndü. Bir kez üretildikten sonra, bu cihazlar potansiyel olarak ilaç taraması gibi biyomedikal makalelerde veya kemotaksis veya farklı konsantrasyonlarda kimyasallara ve büyüme faktörlerine veya ilaçlara hücre tepkisi gibi hücre biyolojisi çalışmalarında kullanılabilir. Ben Chris Sip ve entegre bir mikroakışkan perfüzyon sistemi olan bir cihazı göstereceğim ve daha önce fabrikasyonda görülen cihaza çok benziyor.

Tek temel fark, difüzyon yoluyla karışan bir valf ile ayrılmış ayrı bölmelere sahip olmak yerine, bir multipleks valf şeması olan valfler tarafından birleşen ve kontrol edilen birden fazla girişe sahip olmamızdır. Ve göstereceğim şey, farklı girişleri açıp kapatacak olan valflerin seçici olarak çalıştırılmasıdır. Ek olarak, entegre bir karıştırma kanalının çalışmasını ve gradyanların yönlendirilmesini göstereceğim.

Ekranın üst kısmında 16 girişin birbirine yaklaştığını görüyorsunuz ve akış yukarıdan aşağıya doğru bu dikey kanaldan geçecek ve hücre kültürü odası olan bu çatallanma ağına girecek. Şimdi mavi renkli bir boyaya geçişin girişlerini görüyoruz, bu boya akıyor ve odadan geçerken laminer akış profilini görebilirsiniz. Şimdi mavi ve sarının kombinasyonunu yapıyoruz ve sonra bunu zıt kombinasyonu oluşturmak için değiştirebiliriz.

Gradyanımızı sağ tarafa yönlendirebiliriz. Başka tür gradyanlar da oluşturabiliriz. Şimdi bu, valflerin hızlı bir şekilde değiştirilmesini gösteriyor, böylece farklı çözümler arasında oldukça hızlı bir şekilde geçiş yapabiliyoruz.

Şimdi bu homojenizatörden mavi ve sarı besliyoruz ve çözelti haznede yeşil çıkıyor ve ayrıca herhangi bir sayıda farklı girişi de değiştirebiliyoruz. Bu durumda, tüm yeşil çözümün yerini alan kırmızı bir girişi besliyoruz. Bugün size mikro ayaklı valf tabanlı cihazların nasıl yapıldığını gösterdim ve iki renk boyanın farklı oranlarda alt litre hacimlerde net olarak karıştırılmasını gösterdim.

Laboratuvarımızdan Chris, farklı çözeltilerin bolluğu için entegre bir mikroakışkan sistem de gösterdi. İzlediğiniz için teşekkür ederiz ve kendi deneyinizde iyi şanslar.