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

Bu mikrofabrikasyon protokolünün amacı, Fourier dönüşümü kızılötesi mikrospektroskopisi ile uyumlu plastik mikroakışkan cihazları basit ve uygun maliyetli bir şekilde üretmektir. Bu yöntemler, hücresel biyokimyanın geniş bir şekilde anlaşılmasına yardımcı olabilir. Canlı hücrelerin biyokimyasal haritalarını alabilen, etiketsiz, zarar verici bir görüntüleme tekniği olan kızılötesi mikrospektroskopiye basitleştirilmiş erişim sağlar.

Bu tekniğin temel avantajı, mikro üretim tesisine erişim ihtiyacını azaltması ve nihai cihazlar için ana bileşen olarak plastik kullanmasıdır. Prosedürü göstermek, laboratuvarımızdan bir araştırma görevlisi olan Mona Suryana olacak. Bu prosedüre başlamak için, silikon birincil kalıbı metin protokolünde belirtildiği gibi hazırlayın.

Ardından, PDMS elastomerini ve sertleştirici maddeyi 10'a bir oranında karıştırın. Karıştırılan toplam miktar, elde edilen PDMS'nin kalınlığı yaklaşık bir ila 1,5 milimetre olacak şekildedir. İyice karıştırdıktan sonra, karışımı bir vakum kavanozuna aktarın.

Basıncı bir ila 10 milibar arasında olana kadar düşürün. 15 dakika veya karışımın gazını almak için görünür kabarcıklar kalmayana kadar bekleyin. Gazı alınmış PDMS'yi hazırlanan silikon kalıba dökün.

Kalıbı vakumlu kavanoza aktarın ve karışımı bir kez daha gazdan arındırmak için basıncı 15 dakika düşürün. Ardından kalıbı sıcak bir tabağa veya fırına aktarın. Karışımı sertleştirmek için kalıbı iki saat boyunca 70 santigrat derecede ısıtın.

Kürlenmiş PDMS'yi ocaktan alın ve oda sıcaklığına soğumaya bırakın. PDMS'yi silikon kalıbın kenarları boyunca kesmek için bir tıraş bıçağı kullanın. Bir cımbız kullanarak bir köşeyi sıkıştırın ve PDMS kopyasını silikon kalıptan dikkatlice soyun.

Ardından, PDMS kalıbını bir plazma temizleyiciye aktarın. Hazne basıncını bir ile 10 milibar arasında ayarlayın ve PDMS kalıbına 20 SCCM oksijen akışı ile 30 saniye boyunca 60 watt'ta oksijen plazması uygulayın. Bundan sonra, kalıbı bir vakum kavanozuna yerleştirin ve yaklaşık 50 mikrolitre silan ekleyin.

Kavanozu iki saat vakum durumunda bırakın. Başlamak için, metin protokolünde belirtildiği gibi akrilik şablonlar tasarlayın veya edinin ve bu prosedürün başında gösterildiği gibi PDMS elastomerini ve sertleştirici maddeyi hazırlayın. Gazdan arındırılmış PDMS karışımını, en üst yüzey sıvı yüzeyinin yaklaşık bir milimetre altına batırılana kadar akrilik şablonların üzerine dökün.

Ardından batık şablonları bir vakum kavanozuna aktarın. Daha önce olduğu gibi aynı işlemi kullanarak PDMS'nin gazını alın. Ardından suya batırılmış şablonları bir ocak kabına veya fırına aktarın.

Karışımı sertleştirmek için iki saat boyunca 60 santigrat derecede ısıtın. Sertleşmiş PDMS'yi ısı kaynağından çıkarın ve oda sıcaklığına soğumaya bırakın. Bir tıraş bıçağı kullanarak PDMS'yi akrilik şablonların kenarları boyunca kesin.

Ardından, bir köşeyi sıkıştırmak için bir cımbız kullanın ve PDMS'yi dikkatlice soyun. Bundan sonra, metin protokolünde belirtildiği gibi ikinci PDMS kopyasını hazırlayın. Cihazın desenli yarısını üretmeye başlamak için, 20 SCCM oksijen akışı ile 30 saniye boyunca 60 watt'ta oksijen plazmalı bir kalsiyum florür penceresine muamele edin.

Küçük sütunlara sahip olan ilk PDMS şablonunu düz bir yüzeye dikkatlice yerleştirin. Ardından, işlenmiş kalsiyum florür penceresini şablonun ortasına yerleştirin. Pencerenin PDMS ile tam temas halinde olduğundan emin olmak için hafifçe bastırın.

Ardından, PDMS kalıbının arka tarafına, merkezi haznenin konumu ile hizalanmış bir UV şeffaf plaka yerleştirin. PDMS ile tam temas halinde olduğundan emin olmak için hafifçe bastırın. Kalıbı, akışkan desen aşağı bakacak ve akışkan haznesi pencerenin ortasına hizalanacak şekilde PDMS şablonuna yerleştirin.

Ardından, PDMS şablonunun girişine yavaş yavaş NOA damlaları dağıtın. NOA'nın boşluğu yavaşça doldurmasına izin verin. Boşluk tamamen dolduktan sonra, kalıbı UV ışığına maruz bırakarak NOA'yı sertleştirin.

UV şeffaf plakayı kalıptan dikkatlice çıkarın. PDMS kalıbını NOA tabakasının üstünden yavaşça soyun. Bundan sonra NOA katmanını çıkarın.

Cihazın düz yarısını üretmeye başlamak için, kalsiyum florür penceresini 60 watt'ta oksijen plazması ile 30 saniye boyunca 20 SCCM oksijen akışı ile işlemden geçirin. Küçük sütunlara sahip olmayan ikinci PDMS şablonunu dikkatlice düz bir yüzeye yerleştirin. İşlem görmüş kalsiyum florür penceresini şablonun ortasına yerleştirin.

Pencerenin PDMS ile tam temas halinde olduğundan emin olmak için hafifçe bastırın. Ardından, beş santimetreye 3,5 santimetre olan bir milimetre kalınlığında bir PDMS tabakası edinin. Bu sayfayı, şablonun merkeziyle aynı hizada olacak şekilde kalsiyum florür penceresinin üzerine yerleştirin.

Sayfanın pencere ile tam olarak temas ettiğinden emin olmak için hafifçe bastırın. PDMS şablonunun girişine yavaş yavaş NOA damlaları dağıtın. NOA'nın boşluğu yavaşça doldurmasına izin verin.

Boşluk tamamen dolduktan sonra, kalıbı UV ışığına maruz bırakarak NOA'yı sertleştirin. PDMS katmanını soyun. Ardından, kürlenmiş NOA katmanını PDMS şablonundan dikkatlice çıkarın.

Cihazın bir yarısını, kalsiyum florür pencereleri hizalı olarak diğerinin üzerine yerleştirin. NOA katmanlarının köşelerine hafifçe bastırın ve iki yarının konumunu sabitleyin. Ardından, metin protokolünde belirtildiği gibi PDMS disklerini ve dikdörtgenlerini edinin.

PDMS disklerini cihazın ilgili açıklıklarına yerleştirin. Ardından, önceden kesilmiş açıklıkları olan PDMS dikdörtgenlerini her iki tarafa yerleştirin. Tüm düzeneği iki plaka arasına sıkıştırarak vakum presine aktarın.

Ardından plastik torbayı kapatın. Düzeneği boşaltmak için vakum pompasını açın ve en az 10 dakika çalışmasına izin verin. 270 watt'lık geniş bantlı bir cıva buharlı lamba kullanarak, boşaltılan tertibatı 15 dakika boyunca UV ışığına maruz bırakın.

Bundan sonra, vakum pompasını kapatın ve son cihazı tertibattan çıkarmadan önce tertibatın yavaşça atmosfer basıncına geçmesine izin verin. Bu prosedürde, görünür ve kızılötesi ışığa karşı şeffaf görüş portlarına sahip plastik bir mikroakışkan cihaz üretilir. Geçirgenlik spektrumları daha sonra yepyeni bir kalsiyum florür penceresini, fabrikasyon cihazın yarısını ve tüm cihazı karşılaştırmak için elde edilir.

Görülebileceği gibi, üçü de %80'in üzerinde bir geçirgenlik sergiler.orta kızılötesine kadar, bu da bu aralıkta yüksek derecede şeffaflık olduğunu gösterir. Tam cihaz için spektrum, iki pencere arasındaki hava boşluğunun neden olduğu bir girişim modeli sergilerken, bu spektrumlar, üretim işleminin kalsiyum florür pencerelerinin şeffaflığını orta kızılötesi aralık boyunca değiştirmediğini göstermektedir. Bir kez ustalaştıktan sonra, bu teknik düzgün bir şekilde yapılırsa ve gerekli şablonlar ve kalıplar hazırsa bir saat içinde yapılabilir.

Bu videoyu izledikten sonra, PDMS ile replika kalıplama ve UV ile kürlenebilen reçinelerle kılcallık doldurma işlemi kullanılarak Fourier dönüşümü kızılötesi spektroskopisi ile uyumlu plastik mikroakışkan cihazların nasıl üretileceğini iyi anlamış olmalısınız. Silan ve UV ışığı ile çalışmanın son derece tehlikeli olabileceğini unutmayın ve bu prosedürü gerçekleştirirken her zaman prosedüre dayalı risk değerlendirmeleri yapın ve uygun kişi koruyucu ekipmanı giyin.