Name: Ventilli Katmanlı mikroakışkan Cihazlar için çok adımlı Değişken Yükseklik Fotolitografi (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-01-27T15:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 18 s
Description: Öğrenin, çok adımlı fotolitografi ile mikroakışkan cihazlarda değişken yükseklikli özellikler ve çip üzeri valfler içeren karmaşık geometrilerin nasıl üretileceğini. Bu yöntem, biyolojik uygulamalar için akış kontrolünü kolaylaştırır.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

Yazarlar, el yazması üzerindeki yararlı yorumları ve düzenlemeleri için Scott Longwell'e ve cihaz fotoğrafçılığı için Robert Puccinelli'ye teşekkür eder. Yazarlar, Beckman Enstitüsü Teknoloji Geliştirme Hibesi'nden gelen cömert desteği kabul ediyorlar. KB, bir NSF GFRP bursu ve Stanford Klinik ve Translasyonel Bilim Ödülü'nün Spektrum'a (NIH TL1 TR 001084) TLI bileşeni tarafından desteklenmektedir; PF, McCormick ve Gabilan Fakülte Bursunu kabul eder.

<ol><li>Duncombe, T. A., Tentori, A. M., Herr, A. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microfluidics%3A+reframing+biological+enquiry%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Rev.+Mol.+Cell+Bio%22%5BJournal%5D)">Microfluidics: reframing biological enquiry.</a> Nat. Rev. Mol. Cell Bio. 16 (9), (2015).</li>
<li>Squires, T. M., Quake, S. R. <a target="_blank" href="http://journals.aps.org/rmp/abstract/10.1103/RevModPhys.77.977">Microfluidics: Fluid physics at the nanoliter scale.</a> Rev.Mod. Phys. 77 (3), (2005).</li>
<li>Whitesides, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+origins+and+the+future+of+microfluidics%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">The origins and the future of microfluidics.</a> Nature. 442 (7101), (2006).</li>
<li>Kalisky, T., Blainey, P., Quake, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Genomic+Analysis+at+the+Single-Cell+Level%5BTitle%5D)+AND+%22Ann.+Rev.+of+Genetics%22%5BJournal%5D)">Genomic Analysis at the Single-Cell Level.</a> Ann. Rev. of Genetics. 45 (1), (2011).</li>
<li>Finkel, N. H., Lou, X., Wang, C., He, L. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ac0416463">Peer Reviewed: Barcoding the Microworld.</a> Anal. Chem. 76 (19), (2004).</li>
<li>Lecault, V., White, A. K., Singhal, A., Hansen, C. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microfluidic+single+cell+analysis%3A+from+promise+to+practice%5BTitle%5D)+AND+%22Curr.+Opin.+in+Chem.+Bio%22%5BJournal%5D)">Microfluidic single cell analysis: from promise to practice.</a> Curr. Opin. in Chem. Bio. 16 (3-4), (2012).</li>
<li>White, A. K., Heyries, K. A., Doolin, C., VanInsberghe, M., Hansen, C. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-Throughput+Microfluidic+Single-Cell+Digital+Polymerase+Chain+Reaction%5BTitle%5D)+AND+%22Anal.+Chem%22%5BJournal%5D)">High-Throughput Microfluidic Single-Cell Digital Polymerase Chain Reaction.</a> Anal. Chem. 85 (15), (2013).</li>
<li>Hansen, C. L., Classen, S., Berger, J. M., Quake, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Microfluidic+Device+for+Kinetic+Optimization+of+Protein+Crystallization+and+In+Situ+Structure+Determination%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">A Microfluidic Device for Kinetic Optimization of Protein Crystallization and In Situ Structure Determination.</a> J. Am. Chem. Soc. 128 (10), (2006).</li>
<li>Maerkl, S. J., Quake, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Systems+Approach+to+Measuring+the+Binding+Energy+Landscapes+of+Transcription+Factors%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">A Systems Approach to Measuring the Binding Energy Landscapes of Transcription Factors.</a> Science. 315 (5809), (2007).</li>
<li>Fordyce, P. M., Gerber, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((De+novo+identification+and+biophysical+characterization+of+transcription-factor+binding+sites+with+microfluidic+affinity+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Biotech%22%5BJournal%5D)">De novo identification and biophysical characterization of transcription-factor binding sites with microfluidic affinity analysis.</a> Nat. Biotech. 28 (9), (2010).</li>
<li>Fan, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Integrated+barcode+chips+for+rapid%2C+multiplexed+analysis+of+proteins+in+microliter+quantities+of+blood%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Biotech%22%5BJournal%5D)">Integrated barcode chips for rapid, multiplexed analysis of proteins in microliter quantities of blood.</a> Nat. Biotech. 26 (12), (2008).</li>
<li>Kovarik, M. L., Gach, P. C., Ornoff, D. M., Wang, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Micro+total+analysis+systems+for+cell+biology+and+biochemical+assays%5BTitle%5D)+AND+%22Anal.+Chem%22%5BJournal%5D)">Micro total analysis systems for cell biology and biochemical assays.</a> Anal. Chem. , (2011).</li>
<li>Stroock, A. D., Dertinger, S. K. W., Ajdari, A., Mezić, I., Stone, H. A., Whitesides, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chaotic+Mixer+for+Microchannels%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Chaotic Mixer for Microchannels.</a> Science. 295 (5555), 647-651 (2002).</li>
<li>Unger, M. A., Chou, H. -P., Thorsen, T., Scherer, A., Quake, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Monolithic+Microfabricated+Valves+and+Pumps+by+Multilayer+Soft+Lithography%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Monolithic Microfabricated Valves and Pumps by Multilayer Soft Lithography.</a> Science. 288 (5463), 113-116 (2000).</li>
<li>Thorsen, T., Maerkl, S. J., Quake, S. R. <a target="_blank" href="http://science.sciencemag.org/content/298/5593/580">Microfluidic Large-Scale Integration.</a> Science. 298 (5593), (2002).</li>
<li>Li, N., Sip, C., Folch, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microfluidic+Chips+Controlled+with+Elastomeric+Microvalve+Arrays%5BTitle%5D)+AND+%22JoVE%22%5BJournal%5D)">Microfluidic Chips Controlled with Elastomeric Microvalve Arrays.</a> JoVE. (8), e296(2007).</li>
<li>Kim, P., et al. <a target="_blank" href="http://s-space.snu.ac.kr/bitstream/10371/9558/1/85.(2-1)42-20080331162245.pdf">Soft lithography for microfluidics: a review.</a> Biochip. J. 2 (1), 1-11 (2008).</li>
<li>Studer, V., Hang, G., Pandolfi, A., Ortiz, M., Anderson, W. F., Quake, S. R. <a target="_blank" href="http://aip.scitation.org/doi/10.1063/1.1629781">Scaling properties of a low-actuation pressure microfluidic valve.</a> J. Appl. Phys. 95 (1), 393-398 (2004).</li>
<li>Kartalov, E. P., Scherer, A., Quake, S. R., Taylor, C. R., Anderson, W. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Experimentally+validated+quantitative+linear+model+for+the+device+physics+of+elastomeric+microfluidic+valves%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Phys%22%5BJournal%5D)">Experimentally validated quantitative linear model for the device physics of elastomeric microfluidic valves.</a> J. Appl. Phys. 101 (6), 064505(2007).</li>
<li>Gerver, R. E., Gómez-Sjöberg, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Programmable+microfluidic+synthesis+of+spectrally+encoded+microspheres%5BTitle%5D)+AND+%22Lab.+Chip%22%5BJournal%5D)">Programmable microfluidic synthesis of spectrally encoded microspheres.</a> Lab. Chip. 12 (22), 4716-4723 (2012).</li>
<li>Fordyce, P. M., Diaz-Botia, C. A., DeRisi, J. L., Gómez-Sjöberg, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Systematic+characterization+of+feature+dimensions+and+closing+pressures+for+microfluidic+valves+produced+via+photoresist+reflow%5BTitle%5D)+AND+%22Lab.+Chip%22%5BJournal%5D)">Systematic characterization of feature dimensions and closing pressures for microfluidic valves produced via photoresist reflow.</a> Lab. Chip. 12 (21), 4287-4295 (2012).</li>
<li>Li, C. -W., Cheung, C. N., Yang, J., Tzang, C. H., Yang, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((PDMS-based+microfluidic+device+with+multi-height+structures+fabricated+by+single-step+photolithography+using+printed+circuit+board+as+masters%5BTitle%5D)+AND+%22The+Analyst%22%5BJournal%5D)">PDMS-based microfluidic device with multi-height structures fabricated by single-step photolithography using printed circuit board as masters.</a> The Analyst. 128 (9), 1137-1142 (2003).</li>
<li>Romanowsky, M. B., Abate, A. R., Rotem, A., Holtze, C., Weitz, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High+throughput+production+of+single+core+double+emulsions+in+a+parallelized+microfluidic+device%5BTitle%5D)+AND+%22Lab.+Chip%22%5BJournal%5D)">High throughput production of single core double emulsions in a parallelized microfluidic device.</a> Lab. Chip. 12 (4), 802-807 (2012).</li>
<li>Mata, A., Fleischman, A. J., Roy, S. <a target="_blank" href="http://iopscience.iop.org/article/10.1088/0960-1317/16/2/012/meta">Fabrication of multi-layer SU-8 microstructures.</a> JMM. 16 (2), 276(2006).</li>
<li>Microchem. SU-8 2000 Series Data Sheet. , Microchem. Available from:
 <a target="_blank" href="http://www.microchem.com/pdf/SU-82000DataSheet2025thru2075Ver4.pdf">http://www.microchem.com/pdf/SU-82000DataSheet2025thru2075Ver4.pdf</a> (2016).</li>
<li>Fordyce, P. M., DeRisi, J. L., Gómez-Sjöberg, R. AZ50 XT Feature Height Calculator. , Available from:
 <a target="_blank" href="http://derisilab.ucsf.edu/software/AZ50XT/AZ50XTToolInput.html">http://derisilab.ucsf.edu/software/AZ50XT/AZ50XTToolInput.html</a> (2016).</li>
<li>Foundry, S. M. Stanford Microfluidics Foundry Website. , Available from:
 > <a target="_blank" href="http://web.stanford.edu/group/foundry/Microfluidic%20valve%20technology.html">http://web.stanford.edu/group/foundry/Microfluidic%20valve%20technology.html</a> (2016).</li>
<li>Sjöberg, R. Rafael's Microfluidics Site. , Available from:
 <a target="_blank" href="https://sites.google.com/site/rafaelsmicrofluidicspage/valve-controllers">https://sites.google.com/site/rafaelsmicrofluidicspage/valve-controllers</a> (2016).</li>
<li>Wanat, S., Plass, R., Sison, E., Zhuang, H., Lu, P. -H. <a target="_blank" href="http://adsabs.harvard.edu/abs/2003SPIE.5039.1281W">Optimized Thick Film Processing for Bumping Layers.</a> Proc. SPIE. , 1281-1288 (2003).</li>
</ol>

Yazarlar, rekabet eden hiçbir finansal çıkarları olmadığını beyan ederler.

Bu çalışma bizim online araç 26 ve üreticinin talimatlarına 25 dayalı imalat parametrelerinin basit değişiklikler ile herhangi bir uygulama için ayarlanmış olabilir vanalar ve değişken yükseklik geometrili çok katmanlı mikroakışkan cihaz için tam bir multi-step fotolitografi protokolünü gösterir. Bu protokol, basit, pasif bir tabaka kalıp ötesinde mikroakışkan cihazlar oluşturmak isteyen araştırmacılar için çok katmanlı fotolitografi sır perdesini aralamak için tasarlanmış...

<html> Son 15 yıldır, bir alan olarak Mikroakiskan mikrometre ölçeğinde 1 de sıvıların manipülasyonu sağlayan yeni teknolojilerin bir patlama ile, hızlı bir büyüme uğramıştır. Dramatik verimi artırmak ve ölçek 2, 3 ekonomileri yararlanarak maliyetlerini azaltarak ederken aynı zamanda küçük hacimleri artan hız ve hassasiyet gerçekleştirmek potansiyeline sahiptir, çünkü mikroakışkan sistemleri ıslak laboratuvar işlevselliği için cazip platformlardır. Çok tabakalı mikroakışkan sistemler, tek bir hücre analizi 4, 5, 6, tek bir molekül analizi (örneğin, sayısal PCR 7), protein kristalografisi 8, transkripsiyon faktörü bağlama deneyleri gibi yüksek verimli biyokimya uygulamalarında özellikle önemli etkileri yapmışf &quot;&gt; 9, 10, ve hücresel tarama 11. Mikroakiskan bir merkez hedefi toplam biyokimyasal analiz 12 tek bir cihaz içinde karmaşık akışkan manipülasyonlar yapabilen cihazlar &quot;bir çip üzerinde laboratuvarda&quot; gelişme olmuştur. Çok katmanlı yumuşak litografi tekniklerinin geliştirilmesi on-chip vanalar, mikserler oluşturulmasını sağlayarak bu hedefi gerçekleştirmek yardımcı ve aktif küçük hacimlerde 13, 14, 15 içinde sıvıları kontrol etmek için pompaları vardır. avantajları ve ortaya uygulamalar rağmen, bu mikroakışkan teknolojilerin çok uzman olmayan kullanıcılar tarafından büyük ölçüde koşumları kalır. Yaygınlaşması nedeniyle mikroüretim tesislerine erişimin sınırlı kısmen zor olmuştur, ama aynı zamanda nedeniyle imalat tekniklerinin yetersiz iletişim vardır. Bu fo özellikle doğrudurr vanalar veya karmaşık geometriler için yapılar içeren çok katmanlı mikroakışkan cihazlar: önemli tasarım parametreleri ve üretim teknikleri hakkında detaylı pratik bilgi azlığı genellikle bu cihazların tasarımı ve oluşturulması ile ilgili projeler başlamadan yeni araştırmacıları engeller. Bu makale, vanalar ve değişken yükseklik özellikleri ile çok katmanlı mikroakışkan cihazların yapım tasarım parametreleri başlayan ve tüm üretim adımlarında hareket için tam bir protokol sunarak bu bilgi açığını ele almayı amaçlamaktadır. Fabrikasyon ilk fotolitografi adımlar odaklanarak, bu protokol kalıpları cihazları döküm ve özel deneyler çalışan aşağı adımları açıklar diğer Mikroakiskan protokolleri 16 tamamlar. Monolitik on-chip valfler ile mikroakışkan cihazlar iki katmandan oluşur: ilgi sıvı mikro manipüle edildiği bir &quot;akış&quot; katmanı,kanalları ve hava veya su içeren mikrokanallar seçici akış katmanda 14 sıvı akışını modüle bir &quot;kontrol&quot; katmanı. Bu iki tabaka, her bir sonradan olarak adlandırılan bir süreç polidimetilsiloksan (PDMS) çoğaltma kalıplama için kullanılan ayrı bir silikon kalıp ana üzerinde imal edilmiştir &quot;yumuşak litografi 17&quot;. çok katmanlı bir cihaz oluşturmak için, PDMS katmanların her biri kendi kalıp ustaları dökme ve daha sonra bu şekilde her katmanda kanalları olan bir kompozit PDMS oluşturma tertibatı olup, birbirine hizalanır. Vana akışı ve kontrol kanalları birbirine çapraz ve sadece ince bir zar ile ayrılmış yerlerde oluşturulmaktadır; kontrol kanalının basınçlandırma akış kanalı tıkamak için, bu membran eğilir ve yerel olarak sıvı (Şekil 1) hareket. Aktif çip üzerinde vanalar arzu edilen nihai uygulamaya bağlı olarak, çeşitli şekillerde imal edilebilir. Vanalarkontrol katmanı (Şekil 1) 15 üstünde veya akış katmanının altında olmasına bağlı olarak, bir &quot;push&quot; &quot;aşağı itmek&quot; ya da geometri ya yapılandırılabilir. akış kanalları bağlanmış alt tabaka ile doğrudan temas halinde olmak için geometri izin &quot;aşağı doğru itin&quot; ise alt tabaka yüzeyinin seçici işlevsellik ya da desen avantajı veren, geometrisi alt kapama baskılara ve delaminasyon karşı yüksek cihaz istikrar için izin &quot;Push up&quot; Daha sonra işlevselliği 18, 19 için. Vana ayrıca akış kanalının enine kesit profiline bağlı olarak, kasıtlı geçirgen &quot;elek&quot; vana veya tamamen kapatılabilen olabilir. Elek valfler boncuklar, hücreler ya da diğer macroanalytes 1 yakalama için yararlı olan, ve tipik negatif fotodirencin (örneğin, SU-8 serisi), ha kullanımı ile imal edilmiştirdikdörtgen profiller ettik. Bir kontrol kanalı bu valf bölgeler üzerinde basınç olduğunda, kontrol ve akış tabakası arasında PDMS membran (Şekil 1), köşeleri sızdırmazlık sıvı akışını izin ama makro ölçekli parçacıklar yakalama olmadan vananın dikdörtgen profiline izotropik saptırır. Tersine, tam kapatılabilen mikroakışkan vanalar vana yerlerde yuvarlak paslanmaz çeliğin küçük bir yama dahil ederek üretilmektedir. Bu geometri ile, kontrol kanalının basınçlandırma tamamen sıvı akışını durdurarak, kanal mühür yuvarlak akış tabakasının karşı membran saptırır. Akış tabakasında yuvarlak profiller tipik fotolitografi adımlardan sonra erime ve pozitif fotorezist (örneğin, AZ50 XT veya SPR 220) yeniden akış yoluyla oluşturulur. Biz daha önce vana bölgelerin sonrası yeniden akış yüksekliği seçilen özellik boyutları 21 bağlı olduğunu göstermiştir. Bu protokol, her iki valf geometrileri yapımını ile gösteriyorbir boncuk sentez cihazında. <img alt="Şekil 1" src="/files/ftp_upload/55276/55276fig1.jpg" /> Şekil 1: Çok katmanlı mikroakışkan Vana Geometriler. elek tipik &quot;push&quot; cihaz mimarileri ve (üst) ve sonra (alt) basınçlandırma önce tamamen kapatılabilen valfleri. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55276/55276fig1large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> Cihazlar aynı zamanda tek bir akış tabakası içinde birden fazla farklı yüksekliklerde özelliklerini gerektiren dirençleri 20 kaotik mikserler 13 olarak ve on-chip karmaşık pasif özellikler içerebilir. Bir değişken yükseklik akış tabakası elde etmek için, farklı gruplar baskılı devre kartı aşındırma 22, çok katmanlı PDMS kabartma hizalama 23 ya da çok adımlı p dahil pek çok yöntem istihdam varhotolithography 24. Bizim grup etkili ve tekrarlanabilir bir yöntem olarak tek bir kalıplama yöneticisinde çok aşamalı fotolitografi bulmuştur. Bunu yapmak için, her katmanın uygulama arasında gelişme olmadan katmanlar negatif fotorezist (örneğin, SU-8 serisi photoresistler) kalın kanalları inşa basit bir fotolitografi tekniği kullanılmaktadır. Her katman silikon yöneticisinde kalınlığı kullanarak üreticinin talimatlarına 25&#39;e göre negatif fotorezist olarak döndürülür. Bu yükseklik özellikleri daha sonra belirli bir saydamlık maskesi (Şekil 2), bir cam maske plakaya tutturulur ve maruz kalmadan önce, daha önce büküm tabakasına hizalanmış kullanarak tabaka üzerine desenli. çok aşamalı olarak foto-litografide, katmanlar arasında kesin bir hizalama tam değişken yükseklik akış kanalı oluşturan çok önemlidir. Sıraya dizme işleminden sonra, her bir tabaka bir kalınlığı bağımlı maruziyet sonrası fırında tabi tutulur. gelişme olmadan, bir sonraki katman sim olduğunuilarly desenli. Bu şekilde, uzun özellikleri birden fazla maske kullanımı ile tek bir akış gofret katman-katman oluşturulabilir. Her bir adım arasında gelişme atlanarak, bir önceki fotorezist tabakaların 24 (yani, iki adet 25 um tabaka bir 50 um özelliği yapabilir) kompozit Yükseklik oluşturmak için de kullanılabilir. Ayrıca, bu tür kaotik karıştırıcı balıksırtı oluklar 13 olarak kanal döşeme özellikleri önceden maruz özelliklere sahip katmanlar kullanılarak yapılabilir. Son bir geliştirme adım değişken yükseklik (Şekil 3) özellikleri ile tek bir akış gofret oluşturma, sürecini tamamlar. Burada, on-chip vanaları ve çoklu yükseklikleri akış kanalları imal için gerekli tüm prosedürlerin örneklerini içeren çok adımlı fotolitografi için tam bir protokol sağlanır. Bu imalat protokolü vana ve variab gerektiren bir çok-tabakalı mikroakışkan boncuk synthesizer bağlamında sunulanle-height işlevselliği için sunuyor. Bu cihaz, Poiseuille direnci, damlacık bileşenleri homojenleştirmek için kaotik karıştırıcı kontrol akış oranlarını modüle etmek üzere, bir yağ kılıfta çip üzerinde dirençleri su damlacıkları oluşturmak için, T-kavşak içerir, ve her ikisi de tam olarak sızdırmaz ve elek vanalar çok reaktif içeren otomatik iş akışları etkinleştirmek girişler. çok aşamalı fotolitografi kullanarak, bu özellikler her bir yükseklikte veya fotorezist göre farklı bir katmandaki imal edilmiştir; Aşağıdaki katmanlar Bu protokol inşa edilir: (1) Akış Yuvarlak valf tabakası (55 mikron, AZ50 XT) (2) Akışı Düşük tabaka (55 um, SU-8 2050) (3) Akış Yüksek katman (85 mikron, SU- 8 2025, 30 mikron katkı yükseklik) ve (4) Balıksırtı Oluklar (125 mikron, 2025 SU-8, 40 mikron katkı yükseklik) (Şekil 3). Hidrojel boncuklar seçici aşağı deneyleri için yüzey işlevsellik, ilaç kapsülleme, radi dahil çeşitli uygulamalar için kullanılabilirotracing ve görüntüleme tahlilleri ve hücre eklenmesi; Daha önce lantanid nanophosphors 20 içeren spektral kodlanmış PEG hidrojel boncuklar oluşturmak için bu cihazların daha karmaşık bir versiyonu kullanılmıştır. istenirse herhangi bir laboratuvar araştırma çabalarına kullanmak için burada tartışılan tasarımlar Ek Kaynaklar dahildir. Biz bu protokol uzmanları ve Mikroakiskan olarak giriş bariyeri düşürmek ve üretim başarı şansını artırmak için vanalar veya karmaşık geometriye sahip çok katmanlı mikroakışkan cihazların yapımında hem ilgilenen sivil uzmanlar için açık bir kaynak sağlayacaktır tahmin ediyoruz.

<table><tbody><tr><td>< güçlü > Malzemeler< / güçlü ></td><td></td><td></td><td></td></tr> <tr><td>Mylar Şeffaflık Maskeleri, 5 "</td><td>FineLine Plotting</td><td></td><td></td></tr><tr><td>5" Kuvars Plakalar</td><td>Birleşik Silika ve nbsp;</td><td>Özel</td><td></td></tr><tr><td>4 "Silikon Gofretler, Test Sınıfı</td><td>Üniversite Gofret</td><td>452</td><td></td></tr><tr><td>SU8 2005, 2025, 2050 fotorezist</td><td>Microchem</td><td>Y111045, Y111069, Y111072</td><td></td></tr><tr><td>Az50XT&nbsp;</td><td>Entegre Mikromalzemeler</td><td>AZ50XT-Q</td><td></td></tr><tr><td>SU8 Geliştirici</td><td>Microchem</td><td>Y020100</td><td></td></tr><tr><td>AZ400K 1:3 Geliştirici</td><td>Entegre Mikromalzemeler</td><td>AZ400K1:3-CS</td><td></td></tr><tr><td>Pyrex 150 mm cam tabak</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>CLS3140150-1EA</td><td></td></tr><tr><td>Gofret Petri Kapları, 150 mm</td><td>VWR</td><td>25384-326</td><td></td></tr><tr><td>Gofret Cımbız&nbsp;</td><td>Elektron Mikroskobu Bilimleri (EMS)</td> <td>78410-2W</td><td></td></tr><tr><td>Trikloro (1H, 1H, 2H, 2H-perflorooktil) silan (PFOTS)</td> <td>Sigma-Aldrich</td><td>448931-10G</td><td></td></tr><tr><td>2 "x 3" cam slaytlar</td><td>Thomas Scientific&nbsp;</td><td>6686K20</td><td></td></tr><tr><td>RTV 615 elastomerik taban ve kürleme maddesi PDMS seti</td><td>Momentive&nbsp;</td><td>RTV615-1P</td><td></td></tr><tr><td>Tygon Boru, 0.02 "OD&nbsp;</td><td>Fischer Bilimsel&nbsp;</td><td>14-171-284</td><td></td></tr><tr><td>Kılcal PEEK boru, 510 & # 956; m OD, 125 & # 956; m Kimliği</td><td>Zeus</td><td>Özel</td><td>360 & # 956; m PEEK, Idex tarafından kolayca temin edilebilir (katalog numarası: 1571)</td></tr> <tr><td>Cyro 4 ml tüp</td><td>Greiner Bio-One</td><td>127279</td><td></td></tr><tr><td>Epoksi, 30 dk</td><td>Permatex</td><td>84107</td><td></td></tr><tr><td>Metal Pimler, 0.025 "OD, .013" ID</td><td>New England Küçük Tüp</td><td>NE-1310-02</td><td></td></tr><tr><td>Poli (etilen glikol) diakrilat, Mn 700</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>455008-100ML</td><td></td></tr><tr><td>Lityum Fenil (2,4,6-trimetilbenzoil) fosfinat fotoinitatörü ve nbsp;</td><td>Tokyo Kimya Sanayi A.Ş.</td><td>L0290</td><td>Genellikle LAP'ı kendi bünyemizde sentezleriz.</td></tr><tr><td>HEPES</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>H4034-25G</td><td></td></tr><tr><td>Hafif mineral yağ</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>330779-1L</td><td></td></tr><tr><td>Span-80</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>85548</td><td></td></tr><tr><td>ABIL EM 90</td><td>UPI Chem</td><td>420095</td><td>&nbsp; &nbsp;</td></tr><tr><td>Name&nbsp;</td><td>Company</td><td>Katalog Numarası</td><td>Comments</td></tr><tr><td>Equipment</td><td>Eşdeğer ekipman veya ev yapımı kurulumlar da</td><td></td><td></td>eşit şekilde çalışacaktır</tr><tr><td>Maske Hizalayıcı</td><td>Karl Suss</td><td>MA6</td><td></td></tr><tr><td>Profilometre</td><td>KLA-Tencor</td><td>Alpha-Step D500</td><td></td></tr><tr><td>Spin Kaplayıcı</td><td>Laurell Technologies</td><td>WS-650-23</td><td>100 mm gofret kabul eden herhangi bir spincoat kullanılabilir</td></tr><tr><td>Vakumlu Kurutucu, Bell-Jar Tarzı</td><td>Bel-Art</td><td>420100000</td><td></td></tr><tr><td>Fırın</td><td>Cole-Palmer</td><td>WU-52120-02</td><td></td></tr><tr><td>3 mm LLG seçenekli UV Spot Kürleme Sistemi</td><td>Dymax</td><td>41015</td><td>UV LED'ler, Xenon Arc Lambaları veya aynı yoğunluktaki diğer UV kaynakları da</td></tr> <tr><td>eşit şekilde çalışırMFCS Mikroakışkan Akışkan Kontrol Sistemi</td><td>Akışkan</td><td>MFCS-EZ</td><td>Şırınga pompaları, özel pnömatik veya diğer kontrol sistemleri de kullanılabilir</td></tr><tr><td>Otomatik kontrol komut dosyası oluşturma</td><td>MATLAB</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ocak Gözü</td><td>Tory Pines Scientific</td><td>HP30</td><td>Eşit ısıtmalı herhangi bir ocak gözü (yani , alüminyum veya seramik plakalar) yeterli olacaktır.</td></tr></tbody></table>

ventilli katmanlı mikroakışkan cihazlar için çok adımlı değişken yükseklik fotolitografi

Multi-step Variable Height Photolithography for Valved Multilayer Microfluidic Devices

Mikroakışkan sistemler, yüksek verimli biyokimyasal ve biyolojik analizlere güçlü yeni yaklaşımlar sağlamıştır. Bununla birlikte, araştırma sorularını ele almak için kendi mikroakışkan cihazlarını geliştirme yeteneğinden büyük ölçüde yararlanacak olan uzman olmayanlar için giriş engeli devam etmektedir. Polidimetilsiloksan (PDMS) cihazlarının üretimi için bir replika kalıbın geliştirilmesinde önemli bir adım olan fotolitografi ile ilgili protokollerin açık bir şekilde yayılması özellikle eksiktir. Tek yükseklikte silikon ustaların imalatı literatürde kapsamlı bir şekilde araştırılmış olsa da, birçok ilginç cihaz işlevi için gerekli olan daha karmaşık fotolitografi özellikleri için üretim adımları (valf yapıları yapmak için özellik yuvarlama, çok yükseklikli tek kalıp modelleme veya yüksek en boy oranı tanımı gibi) genellikle açıkça belirtilmemiştir. 
Burada, herhangi bir uygulama için ayarlanabilir, valflere ve karmaşık çok yükseklikte geometrilere sahip çok katmanlı mikroakışkan cihazlar yapmak için eksiksiz bir protokol sunuyoruz. Bu üretim prosedürleri, bir mikroakışkan hidrojel boncuk sentezleyici bağlamında sunulur ve polietilen glikol (PEG diakrilat) içeren damlacıkların ve katı boncuklar halinde polimerize edilebilen bir foto başlatıcının üretimini gösterir. Bu protokol ve beraberindeki tartışma, çok çeşitli mikroakışkan cihazların geliştirilmesini sağlayan tasarım ilkeleri ve üretim yöntemlerinin temelini sağlar. Burada yer alan ayrıntılar, uzman olmayanların yeni cihazlar tasarlamasına ve üretmesine izin vermeli, böylece yakın zamanda geliştirilen bir dizi teknolojiyi biyolojik laboratuvarlardaki en heyecan verici uygulamalarına getirmelidir.

Burada, damlacıklardaki poli etilen glikol (PEG), hidrojel boncuk üretme kapasitesine sahip cihazlar yaparak valfli, değişken yükseklik çok katmanlı mikroakışkan kalıpların imalatı göstermektedir (Şekil 2). Tamamen uydurma sürecinin bir bakış Şekil önceki çalışmalarından tasarım öğeleri kullanarak 3. dahildir, boncuk synthesizer (1) laminer akış modülasyonu (55 mikron) (2) akış için AZ50 XT vanalar yuvarlak dahil olmak...

Çok katmanlı mikroakışkan cihazlar genellikle işlevsellik için karmaşık geometrilere sahip ana kalıpların imalatını içerir. Bu makale, herhangi bir uygulamaya ayarlanabilen valfler ve değişken yükseklik özellikleri ile çok adımlı fotolitografi için eksiksiz bir protokol sunar. Bir gösteri olarak, hidrojel boncuklar üretebilen bir mikroakışkan damlacık jeneratörü üretiyoruz.

Ventilli Katmanlı mikroakışkan Cihazlar için çok adımlı Değişken Yükseklik Fotolitografi

Microfluidic systems have enabled powerful new approaches to high-throughput biochemical and biological analysis. However, there remains a barrier to ...

Bu video protokolün genel amacı, herhangi bir uygulama için ayarlanabilen, yonga üstü valflere ve farklı yükseklik özelliklerine sahip mikroakışkan ana kalıpların eksiksiz çok adımlı fotolitografisini göstermektir. Bu yöntem, mikroakışkan cihazlar için yonga üstü membran valfler dahil olmak üzere karmaşık geometrilere sahip ana kalıpların nasıl üretileceğine dair kapsamlı bir genel bakış sunmaktadır. Bu tekniğin temel avantajı, biyolojik uygulamalarda mikroakışkanlara girişteki önemli bir engeli aşarak, mikroakışkan cihazlarda akışın kolayca kontrol edilmesini mümkün kılmasıdır.Fotolitografi adımlarının yeni başlayanlar tarafından ustalıkla uygulanması genellikle zor olduğundan, bu tekniğin görselle anlatımı kritik öneme sahiptir. Doğru hizalama, geliştirme ve pozlama; görsel ipuçlarına ve temiz oda deneyimine dayanır. Başlamak için cihazınızı tasarlayın ve çok katmanlı geometriler için bireysel fotomaskeleri hazırlayın.Ek olarak, beş mikron kalınlığında SU-8 2050 negatif fotoresist tabakasına sahip yaklaşık dört wafer hazırlayın ve beraberindeki metin protokolünde açıklandığı şekilde flood ekspoz uygulayın. Kaplı wafer'ı bir spin coater üzerine yerleştirin ve spin chuck'a sabitlem

multi-step-variable-height-photolithography-for-valved-multilayer

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Biyomühendislik

Biz elastomerik polidimetilsiloksan (PDMS)-tabanlı photolithographically tanımlanan hassas birimleri kapatın ve özellik için ekstra enerji ihtiyacını Mikrovalf dizileri imalat ve otomatikleştirmek için protokolleri göstermektedir. Bir paralel subnanoliter ses mikseri ve entegre bir mikroakışkan perfüzyon sistemi sunulmaktadır.

Elastomerik Mikrovalf Diziler Kontrollü mikroakışkan Chips

Bir mikro-on-a-chip platformu fotolitografik reflowable ışığa tekniği, yumuşak litografi ve Mikroakiskan kombinasyonu tarafından geliştirilmiştir. Endothelialized mikro platformu, in vivo mikrodamar içinde üç boyutlu (3D) geometrisi ile taklit eden sürekli perfüzyon kontrollü akış altında çalışan, yüksek kaliteli ve gerçek zamanlı görüntü sağlar ve mikrovasküler araştırma için uygulanabilir.

Çok derinlemesine Dairesel kesit Endothelialized mikro kanallar-on-a-chip Geliştirme Prosedürü

Burada, yüksek verimli tek hücre izolasyonu ve uzun süreli klonal kültüre izin vermek için yeni bir mikro kuyu tasarım konseptini kullanan mikroakışkan bir platformla tek hücreleri izole etmek ve kültürlemek için bir protokol sunuyoruz.

Yüksek verim Tek hücreli İzolasyonu ve Kültür mikroakışkan Platformu

Plastik mikrosıvısal cihazları imalatı için bir protokol ile şeffaf görünümü-liman görünür ve kızılötesi ışık görüntüleme için tanımlanır.

Görünüm-bağlantı noktaları görünür ve kızılötesi ışık şeffaf plastik mikrosıvısal cihazlar üretmek için yumuşak tekniğinde yordamı

Kanalları polydimethylsiloxane mikrosıvısal aygıt içinde gömülü dikdörtgen olmayan bölümlerin imalatı için çeşitli yöntemler kullanılabilir. Bunların çoğu multistep üretim ve geniş hizalama içerir. Bu yazıda, bir tek adımlı yaklaşım farklı geometrik kesitleri mikrosıvısal kanal imalatı için polydimethylsiloxane sıralı ıslak gravür tarafından bildirilmektedir.

Polydimethylsiloxane mikrosıvısal kanalları sıralı ıslak gravür işlemler tarafından farklı geometrik bölümlerin imalatı tek adımlı yaklaşım

PdMS tabanlı, çok katmanlı, mikroakışkan bir cihazın in vitro transkripsiyon ve çeviri (IVTT) reaksiyonlarının uzun süreler boyunca gerçekleştirilmesine olanak sağlayan üretim süreci anlatılmaktadır. Ayrıca, bu reaksiyonları uzun süre ler boyunca otomatikleştirmek ve korumak için gereken donanım ve yazılıma kapsamlı bir genel bakış sağlanır.

Uzun Süreli Hücresiz Gen Ekspresyonunun İletimi için Çok Katmanlı Mikroakışkan Platform

1500 kültür ünitesi, bir dizi gelişmiş peristaltik pompa ve yerinde karıştırma modülünden oluşan karmaşık yaşam makineleri üzerinde yüksek verimli çalışmalar için mikroakışkan bir sistem sunuyoruz. Mikroakışkan çip, vivodaki son derece karmaşık ve dinamik mikro çevresel koşulların analizini sağlar.

Yüksek Verimli Mikroakışkan Cihaz Kullanarak Dinamik ÇevreSel Koşulların Üretilmesi

Bu proje, küçük laboratuvarların hassas çok katmanlı mikroakışkan cihazların üretimi için kullanımı kolay bir platform geliştirmesine izin verir. Platform, 10 μm hizalama hatası olan çok katmanlı mikroakışkan cihazların elde edildiği üç boyutlu baskılı mikroskop maske hizalama adaptöründen &lt; oluşur.

Çok Katmanlı Mikroakışkan Cihazların İmalatı için Üç Boyutlu Baskılı Mikroskop Maske Hizalama Adaptörü Tasarımı ve Geliştirilmesi

Mevcut protokol, yüzlerce Drosophila melanogaster embriyosunu minimum kullanıcı müdahalesiyle hizalayabilen, hareketsiz hale getirebilen ve hassas bir şekilde sıkıştırabilen mikroakışkan bir sistemin tasarımını, üretimini ve karakterizasyonunu açıklamaktadır. Bu sistem, stimülasyon sonrası analiz için numunelerin yüksek çözünürlüklü görüntülenmesini ve geri kazanılmasını sağlar ve diğer çok hücreli biyolojik sistemlere uyum sağlayacak şekilde ölçeklendirilebilir.

Çok Hücreli Organizmaların Yüksek Verimli Bir Mikroakışkan Sıkıştırma Sistemi Aracılığıyla Mekanostimülasyonu

Yağda su emülsiyonlarında (tapalar) kombinatoryal kütüphanelerin üretimi için polidimetilsiloksan (PDMS) bazlı iki katmanlı bir cihazın imalatı burada sunulmaktadır. Fiş üretimini otomatikleştirmek için gerekli donanım ve yazılım protokolde detaylandırılmıştır ve kantitatif bir floresan fiş kütüphanesinin üretimi de gösterilmiştir.

Kombinatoryal Fiş Üretimi için İki Katmanlı Mikroakışkan Cihaz

Bu protokol, mikrotübül polimer mekaniğini araştırmak için uygun bir mikroakışkan cihazın tasarımını ve üretimini detaylandırır. Mikrofabrikasyon, otomatik akış kontrolü ve hesaplamalı modelleme tekniklerinin sentezi, hücresel hücre iskeletini in vitro olarak araştırmak için ideal olan esnek bir sistem sağlar.

Mikrotübül Polimer Mekaniğinin İncelenmesi için Mikroakışkan Tabanlı Bir Yaklaşımın Geliştirilmesi

Öğrenin, çok adımlı fotolitografi ile mikroakışkan cihazlarda değişken yükseklikli özellikler ve çip üzeri valfler içeren karmaşık geometrilerin nasıl üretileceğini. Bu yöntem, biyolojik uygulamalar için akış kontrolünü kolaylaştırır.

Ventilli Katmanlı mikroakışkan Cihazlar için çok adımlı Değişken Yükseklik Fotolitografi

Daha fazla video keşfet