Name: Poli (etilen glikol) Diacrylate damlacıklar yoluyla yarı-3 boyutlu akış odaklanarak mikrosıvısal cihazlar boyutu kontrol nesil (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-07-03T12:30:00.000+00:00
Duration: 11 min 8 s
Description: Öğrenin yarı-3 boyutlu akış odaklanan mikroakışkan cihaz üretimini ve saf PGD damlacık oluşturmayı. Bu yöntem biyokimyasal uygulamalar ve düşük örnek tüketimli büyük ölçekli analizler için güçlü bir araç sunar.

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

Bu eser (Grant No finansman Shenzhen temel araştırma tarafından desteklenmiştir JCYJ 20150630170146829, JCYJ20160531195439665 ve JCYJ20160317152359560). Yazarlar, Shenzhen ileri teknoloji enstitüleri, Çin için çekmek Bilimler Akademisi Prof. Y. Chen teşekkür etmek istiyorum.

1. kalıp imalat
<ol><li>İki photomasks bir çizim yazılımı kullanarak tasarlayın. Microchannel yapısı çerçevesinde tarif ve iki ayrı katman maskesi 1 ve 2 aynı çizim dosyası kullanmak, yani farklı kanalları arasındaki tüm bağlantıları sağlamak. Bağımsız bir satıcı 1 µm çözünürlükle tarafından cam tabakta krom için farklı katmanları yazdır. Photomasks negatif polarite ile şeffaf tasarlanmış yapılar, karanlık olduğundan emin olun. Not: Maske 1 dağınık faz giriş kanalı ve bir delik içerir. Maske 2 sürekli faz giriş kanalı, filtre ve çıkış içerir.</li>
	<li>Belirlenen fotolitografi laboratuvarda, 3-inç çapında silikon gofret temiz. Gofret bir spin coater yerleştirin, gofret spin Chuck eklemesi vakum açın. Spin-kat 2-3 mL SU-8 2025 negatif fotorezist 10 için gofret üzerine 1000 rpm, o zaman 30 s s 3000 devirde 20 µm ilk katman kalınlığı sağlamak.</li>
	<li>Yumuşak fırında 6 min için 95 ° C ocağın üzerinde. Oda sıcaklığında (RT) kaplı gofret soğur sonra altında bir collimated 15 mW/cm2, 365 1 maske üzerinden maruz kalmaktadır UV 18 s. sonrası maruz kalma, nm fırında 6 min için 95 ° C ocağın üzerinde sonra gofret için RT. soğutmak izin</li>
	<li>Spin-kaplama işlemi yineleyin. 2-3 mL SU-8 2100 negatif fotorezist 10 için gofret üzerine uygulamak 1000 rpm, o zaman 30 s s 2000 devirde 130 µm ikinci katman kalınlığı sağlamak. 35 dk için 95 ° C ocağın üzerinde yumuşak fırında sonra maske 2 30 için ortaya çıkarmak için ikinci katman fotorezist yer dağınık faz kanal katmanla UV aligner tarafından uyumlu s. Sonrası pozlama, fırında 7 min için 95 ° C ocağın üzerinde.</li>
	<li>Gofret özellikleri üzerinde gofret ortaya çıkıyor, sonra etil alkol ile yıkayın kadar Propilen Glikol Metil Eter asetat 50 mL karıştırılmış bir banyoda çeker tarafından geliştirmek. Son olarak, gofret zor-2s için pişirme için termostatik platform üzerine yerleştirin.</li>
</ol>2. yarı-3D akışı odaklanarak mikrosıvısal çip imalat
<ol><li>Mix PDMS monomer ve üst ve alt katmanları, genellikle 10:1 üst tabaka için ve 8:1 alt tabaka için biraz farklı bir manevra kabiliyetine içinde kür Aracısı otomatik merhem karıştırıcı için 4 dk kullanarak. Not: Üst ve alt PDMS döşeme biraz farklı bir oran içinde hazırlanır (10:1 ve 8:1 sırasıyla) PDMS tabanına kür Ajan, bağ gücü arttırmak. 5:1 oranı için alt katmanı seçildiğinde, daha sert alt PDMS levha hizalamayı zorlaştırır ve esneklik yetersizliği nedeniyle bağ gücü azaltır. Buna ek olarak, alt PDMS levha kalınlığı mikroskop çalışma mesafesi uyum sağlamak için yaklaşık 1 mm olduğunu. 15:1 oranı seçildiğinde çip kolayca yüksek basınç altında deforms.</li>
	<li>90 mm petri kabına tamamlanan silikon kalıp içine karışımı dökün ve 2 kalınlığı sağlamak ~ 3 mm. bir vakum odasında yerleştirin ve kadar tüm hava kabarcıkları ortadan degas. 80 ° c fırında 1 saat için tedavi.</li>
	<li>PDMS RT. kullanmak için en az 3 mm Özellikleri uzak cihazını ve yavaş yavaş silikon gofret PDMS katmandan kapalı soyma bir neşter soğutmak izin. Dağınık faz giriş, sürekli faz giriş ve çıkış bir 0,75 mm çap yumruk kullanarak üst PDMS katmanındaki bir yumruk.</li>
	<li>Toz parçacıkları kaldırmak için PDMS yapışkan bant ile temizleyin. Plazma tedavi alt ve üst PDMS katmanları aynı anda 2 min için bir 300 W plazma temizleyici. Üst katmanı veya alt katmanı çekilebilecek ve özellikleri ile stereo mikroskop ile ilgilenen hizalanır kadar yüzeyleri nispeten kaydırın.</li>
	<li>Aygıtın gücünü artırmak ve bağ tamamlamak bir günlük 120 ° c fırında tedavi.</li>
</ol>3. reaktifler hazırlık
<ol><li>Sürekli aşama çözüm hazırlamak: 18 vol % silikon tabanlı Nonyonik yüzey aktif eriterek tarafından Hexadecane.</li>
	<li>Dağınık faz çözüm hazırlamak: hidrofilik poli (etilen glikol) diacrylate (PEGDA, MW 255) içeren 2-hydroxy-4'-(2-hydroxyethoxy)-2-methylpropiophenone (%98, MW 224) 5 mg/mL konsantrasyonu fotoğraf-Başlatıcı ve rodamine B (olarak, % 95 MW 479.01) adlı bir konsantrasyon 1 mmol/L floresan boyalar olarak.</li>
	<li>1 mL rezervuar pnömatik basınç denetleyicisinin sürekli aşama ile doldurun. 200 µL jel yükleme ipucu dağınık faz ile doldurun.</li>
</ol>4. Sistem Hazırlama
<ol><li>Yarı-3D mikrosıvısal aygıt ile yüksek hızlı bir fotoğraf makinesi ile ilgilenen bir ters optik mikroskobu sahne yerleştirin.</li>
	<li>Fluorlu etilen propilen (FEP) tüp sürekli aşama delikli deliğe kısa bir paslanmaz çelik tüp takarak bağlayın ve dağınık faz delikli deliğe jel yükleme bahşiş ucunu bağlayın. FEP tüp 20 cm uzunluğunda cihazı prize takın ve sonunda bir 15 mL santrifüj tüpü yerleştirin. Not: Sistem yapılandırmasını Şekil 1' de gösterilmiştir.</li>
</ol>5. damlacıkları oluşumu
<ol><li>Cihazın ters bir mikroskop tezgah üzerinde yerleştirin ve farklı kanalları kavşak kabaca mikroskop ışık kaynağı bulunduğu yer alır emin olun. İki aşama kavşak içeren bir bölge, ağız bölgesi ve aşağı akım kanal ters mikroskobunun odaklan.</li>
	<li>Basınç iki aşamadan sıvı yavaş yavaş dağınık aşaması için 15 mbar ve sürekli aşama için 30 mbar ile kesişen bölge teslim etmek için pnömatik basınç denetleyicisi kullanarak ayarlayın. İstikrar ve denge kadar hiçbir kabarcıklar ve PDMS kalıntı taşıyan istikrarlı sıvı akış için 3 dakika bekleyin.</li>
	<li>Giriş parametreleri kontrol yazılımı Kullanıcı arabiriminde. Örneğin dağınık faz baskısı bir sabit sisteme taban düzeyi baskısı olarak ayarlayın, 45 mbar koru. Emülsiyon ayrılık modu için ipucu akış modu jeti üzerinden değiştirilinceye kadar sürekli aşama basınç artışı, sonra istikrar için 5 dakika bekleyin.</li>
	<li>Çıkış deliği damlacıkları toplamak için santrifüj tüpü bağlanma FEP tüp sonuna yerleştirin.</li>
</ol>6. PEGDA parçacıklar toplama ve karakterizasyonu
<ol><li>Santrifüj tüpü aslant fikstür içinde düzeltmek. Sıvı faz akış tüp hızlı katılaşma aracılığıyla PEGDA parçacıkların UV Işınlarına maruz kalma tarafından elde.</li>
	<li>Toplama işlemi tamamlanırken, örnek ve sırasıyla PEGDA parçacıkları ile 20 X ve 60 X nesneleri ile floresan mikroskop gözlemlemek. Not. Floresan fotoğraflar kamera tarafından çekilen bir ısmarlama yazılım yordamı tarafından incelenir. İlk deconvolution R-L algoritması17 out-of-odaklanan ışık ve görüntüdeki nesnelerin açıkgöz kenar algılama yöntemiyle alan ayıklanır küre yitirmesi etkisini ortadan kaldırmak için temel görüntüsüdür; son olarak, her küre nesne çapını Hough dönüşüm18kullanılarak hesaplanabilir. Sonuç olarak, ortalama ve standart sapma küre nesneleri her görüntüde çapları, tahmin edilebilir.</li>
</ol>

<ol><li>Teh, S. Y., Lin, R., Hung, L. H., Lee, A. P. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18231657">Droplet microfluidics.</a> Lab on a chip. 8, 198-220 (2008).</li>
<li>Xiao, Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Novel+multifunctional+NaYF4%3AEr3%2B%2CYb3%2B%2FPEGDA+hybrid+microspheres%3A+NIR-light-activated+photopolymerization+and+drug+delivery%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+communications%22%5BJournal%5D)">Novel multifunctional NaYF4:Er3+,Yb3+/PEGDA hybrid microspheres: NIR-light-activated photopolymerization and drug delivery.</a> Chemical communications. 49, 1527-1529 (2013).</li>
<li>Pan, M., Kim, M., Blauch, L., Tang, S. K. Y. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2016/ra/c6ra03950b#!divAbstract">Surface-functionalizable amphiphilic nanoparticles for pickering emulsions with designer fluid-fluid interfaces.</a> RSC Adv. 6, 39926-39932 (2016).</li>
<li>Zhang, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microfluidic+synthesis+of+rigid+nanovesicles+for+hydrophilic+reagents+delivery%5BTitle%5D)+AND+%22Angewandte+Chemie%22%5BJournal%5D)">Microfluidic synthesis of rigid nanovesicles for hydrophilic reagents delivery.</a> Angewandte Chemie. 54, 3952-3956 (2015).</li>
<li>Shembekar, N., Chaipan, C., Utharala, R., Merten, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Droplet-based+microfluidics+in+drug+discovery%2C+transcriptomics+and+high-throughput+molecular+genetics%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+on+a+chip%22%5BJournal%5D)">Droplet-based microfluidics in drug discovery, transcriptomics and high-throughput molecular genetics.</a> Lab on a chip. 16, 1314-1331 (2016).</li>
<li>Soh, G. Y., Yeoh, G. H., Timchenko, V. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0009250915006478">Numerical investigation on the velocity fields during droplet formation in a microfluidic T-junction.</a> Chemical Engineering Science. 139, 99-108 (2016).</li>
<li>Chiarello, E., Derzsi, L., Pierno, M., Mistura, G., Piccin, E. <a target="_blank" href="http://www.mdpi.com/2072-666X/6/12/1458">Generation of Oil Droplets in a Non-Newtonian Liquid Using a Microfluidic T-Junction.</a> Micromachines. 6, 1825-1835 (2015).</li>
<li>Moyle, T. M., Walker, L. M., Anna, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Controlling+thread+formation+during+tipstreaming+through+an+active+feedback+control+loop%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+on+a+chip%22%5BJournal%5D)">Controlling thread formation during tipstreaming through an active feedback control loop.</a> Lab on a chip. 13, 4534-4541 (2013).</li>
<li>Moon, B. U., Abbasi, N., Jones, S. G., Hwang, D. K., Tsai, S. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Water-in-Water+Droplets+by+Passive+Microfluidic+Flow+Focusing%5BTitle%5D)+AND+%22Analytical+chemistry%22%5BJournal%5D)">Water-in-Water Droplets by Passive Microfluidic Flow Focusing.</a> Analytical chemistry. 88, 3982-3989 (2016).</li>
<li>Zhu, P., Tang, X., Wang, L. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/article/10.1007/s10404-016-1717-2">Droplet generation in co-flow microfluidic channels with vibration.</a> Microfluidics and Nanofluidics. , 20(2016).</li>
<li>Kim, S. H., Kim, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Controlled+formation+of+double-emulsion+drops+in+sudden+expansion+channels%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+colloid+and+interface+science%22%5BJournal%5D)">Controlled formation of double-emulsion drops in sudden expansion channels.</a> Journal of colloid and interface science. 415, 26-31 (2014).</li>
<li>Jeong, W. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Controlled+generation+of+submicron+emulsion+droplets+via+highly+stable+tip-streaming+mode+in+microfluidic+devices%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+on+a+chip%22%5BJournal%5D)">Controlled generation of submicron emulsion droplets via highly stable tip-streaming mode in microfluidic devices.</a> Lab on a chip. 12, 1446-1453 (2012).</li>
<li>Peng, L., Yang, M., Guo, S. S., Liu, W., Zhao, X. Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effect+of+interfacial+tension+on+droplet+formation+in+flow-focusing+microfluidic+device%5BTitle%5D)+AND+%22Biomedical+microdevices%22%5BJournal%5D)">The effect of interfacial tension on droplet formation in flow-focusing microfluidic device.</a> Biomedical microdevices. 13, 559-564 (2011).</li>
<li>Nunes, J. K., Tsai, S. S., Wan, J., Stone, H. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dripping+and+jetting+in+microfluidic+multiphase+flows+applied+to+particle+and+fiber+synthesis%5BTitle%5D)+AND+%22J+Phys+D+Appl+Phys%22%5BJournal%5D)">Dripping and jetting in microfluidic multiphase flows applied to particle and fiber synthesis.</a> J Phys D Appl Phys. , 46(2013).</li>
<li>Anna, S. L., Mayer, H. C. <a target="_blank" href="http://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.2397023?journalCode=phf">Microscale tipstreaming in a microfluidic flow focusing device.</a> Physics of Fluids. 18, 121512(2006).</li>
<li>Liu, H., et al. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2016/tb/c5tb02209f#!divAbstract">Microfluidic synthesis of QD-encoded PEGDA microspheres for suspension assay.</a> J. Mater. Chem. B. 4, 482-488 (2016).</li>
<li>Richardson, W. H. <a target="_blank" href="https://www.osapublishing.org/josa/abstract.cfm?uri=josa-62-1-55">Bayesian-based iterative method of image restoration.</a> Journal of the Optical Society of America. 62, 55-59 (1972).</li>
<li>Mukhopadhyay, P., Chaudhuri, B. B. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0031320314003446">A survey of Hough Transform.</a> Pattern Recognition. 48, 993-1010 (2015).</li>
<li>Ward, T., Faivre, M., Stone, H. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Drop+production+and+tip-streaming+phenomenon+in+a+microfluidic+flow-focusing+device+via+an+interfacial+chemical+reaction%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%3A+the+ACS+journal+of+surfaces+and+colloids%22%5BJournal%5D)">Drop production and tip-streaming phenomenon in a microfluidic flow-focusing device via an interfacial chemical reaction.</a> Langmuir: the ACS journal of surfaces and colloids. 26, 9233-9239 (2010).</li>
<li>Anna, S. L., Bontoux, N., Stone, H. A. <a target="_blank" href="http://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.1537519">Formation of dispersions using "flow focusing" in microchannels.</a> Applied Physics Letters. 82, 364(2003).</li>
<li>Kim, H., et al. <a target="_blank" href="http://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.2790785?journalCode=apl">Controlled production of emulsion drops using an electric field in a flow-focusing microfluidic device.</a> Applied Physics Letters. 91, 133106(2007).</li>
<li>Dangla, R., Gallaire, F., Baroud, C. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microchannel+deformations+due+to+solvent-induced+PDMS+swelling%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+on+a+chip%22%5BJournal%5D)">Microchannel deformations due to solvent-induced PDMS swelling.</a> Lab on a chip. 10, 2972-2978 (2010).</li>
<li>Chiu, Y. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Universally+applicable+three-dimensional+hydrodynamic+microfluidic+flow+focusing%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+on+a+chip%22%5BJournal%5D)">Universally applicable three-dimensional hydrodynamic microfluidic flow focusing.</a> Lab on a chip. 13, 1803-1809 (2013).</li>
<li>Oh, K. W., Lee, K., Ahn, B., Furlani, E. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Design+of+pressure-driven+microfluidic+networks+using+electric+circuit+analogy%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+on+a+chip%22%5BJournal%5D)">Design of pressure-driven microfluidic networks using electric circuit analogy.</a> Lab on a chip. 12, 515-545 (2012).</li>
</ol>

Yazarlar ifşa gerek yok.

Damlacıkları 2D ve yarı-3D mikrosıvısal aygıt kullanarak akış odaklama modunda nesil daha önce çeşitli raporlar8,9,15,19,20geliştirdi, 21. Bu sistemler değil katılaşmış sulu sıvı sodyum sulu bir çözüm deiyonize su8,15,20,...

Mikrosıvısal damlacık tabanlı sistemleri son derece mikrometre çapında aralığı1 nanometre üzerinden monodisperse damlacıkları üretmek ve yüksek üretilen iş ilaç bulma2' de, biomolecules3 sentezi büyük potansiyele sahip yeteneği var ,4ve5test tanı. Büyük yüzey alanı hacim oranı ve örneği, bir kaç microliters tüketen ile büyük ölçekli uygulamalar gibi daha küçük damlacıklar benzersiz avantajları nedeniyle teknoloji alanları geniş bir yelpazesi geniş ilgi çekti. İki immiscible sıvı Emülsifikasyon damlacık oluşturmak için en çok kullanılan yöntemlerinden biridir. Alanın önceki raporlarda araştırmacılar farklı damlacık oluşumu geometrileri, akışı odaklanarak ve geometriler Co akan paraleldir, dahil olmak üzere çeşitli geliştirdik. Paraleldir geometride dağınık faz sürekli aşama6,7akar ana kanal dikey bir kanal üzerinden teslim edilir. Tipik iki boyutlu (2D) akışı odaklanarak8,9 geometri, dağınık faz akışı lateral güdülmesini; ve böylece dağınık faz akışı üzerinden nın yaşadığı ortak akan geometri10,11için öte yandan, dağınık Faz akımı tanıtan bir kılcal co-eksenel Co akan geometri için daha büyük bir kılcal damar içine yerleştirilir her yöne.
Damlacık boyutu kanal boyutu ve akış hızı oranı ayarlayarak denetlenir ve ortak akan veya paraleldir tarafından üretilen en küçük boyut mikrometre düzinelerce için sınırlıdır. Akışı odaklanarak damlacık oluşumu sistem için damlacık ayrılık üç modları formu iki aşamalı basınç oranını ayarlayarak ve yüzey aktif konsantrasyon damlama dahil olmak üzere, rejim, jeti rejimi ve15ipucu akarsu. İpucu akış ayrıca iş parçacığı oluşumu ve ince dağınık Faz akımı koni ucundan çizim iplik gözlenen görünümünü adı verilir. Az önceki çalışmalarda damlacıkları göstermiştir birkaç mikrometre ipucu akış rağmen oluşturulabilir 2D veya yarı-3D akışı odaklanarak aygıt8,12işlem. PEGDA çok düşük bir konsantrasyon içeren sulu bir çözüm dağınık faz kullanılan ancak, büzülme oranı PEGDA parçacıkların özgün damlacıkların çapı yaklaşık % 60 fotoğraf-polimerizasyon, seyreltme olmadan PEGDA süre sonra olduğu dağınık faz kararsız ipucu akış modu12' ye götürdü. İnterfacial gerilim olduğunu emülsiyon sürecinin önemli bir parametre ve yüzey aktif ek damlacık boyutu, daha yüksek üretimi frekans13, son derece eğimli uç, azaltmak için önde gelen sürekli aşama sıvı içine nedeniyle azalır ve istikrarsızlık14engelliyor. Ayrıca, toplu yüzey aktif konsantrasyonu kritik micelle konsantrasyonu çok yüksek olduğunda, interfacial gerilim doymuş devlet13 ' te yaklaşık değişmez ve ipucu akış modu15oluşabilir.
Bu kağıt, yukarıdaki gözlemleri dayalı çok katmanlı yumuşak taş baskı yöntemi ile fabrikasyon bir yarı-3D akışı odaklanarak mikrosıvısal aygıtı kullanarak PEGDA damlacıkları üretimi için facile bir yaklaşım geliştirdik. Böylece dağınık faz üzerinden yukarı ve aşağı lateral nın yaşadığı farklı tipik 2D aygıt akışı odaklanarak, yarı-3D akışı odaklanarak cihaz sığ dağınık faz kanal ve derin sürekli aşama kanal vardır. Bu akış odaklama modu için enerji ve damlacık ayrılık için gerekli basıncı azaltarak daha geniş ayar aralığı sağlar. Önceki rapor12, dağınık faz saf PEGDAcontaining fotoğraf-Başlatıcı, PEGDA parçacıklar büzülme oranı % 1016' dan daha düşük olduğundan emin farklıdır; ve sürekli aşama silikon tabanlı Nonyonik yüzey aktif yüksek toplu konsantrasyon ile eriterek hexadecane karışımıdır. Boyutu kontrol edilebilir ve düzgün damlacıkları iki aşamalı basınç oranını ayarlayarak üretildi. Damlacık ayrılık ipucu akış modu için jeti mod değişiklikleri işlerken damlacıkların çapı 80 µm için 1 µm değiştirir. Buna ek olarak, PEGDA parçacık UV Işınlarına maruz kalma altında fotoğraf-polimerizasyon sürecinde sentez. Damlacık üretimi mikrosıvısal sistem imalat kolaylığı ile biyolojik uygulamalar için daha fazla olanak sağlar.

<table><tbody><tr><td>Silikon gofret</td><td>Huashi Co., Ltd</td><td></td><td></td></tr><tr><td>SU-8 2025, 2100</td><td>Microchem Co.</td><td></td><td></td>Y111069</tr><tr><td>SU-8 geliştiricisi</td><td>Microchem Co.</td><td></td><td></td>Y020100</tr><tr><td>Krom maskesi</td><td>Qingyi Hassas Maske Yapma Co, Ltd</td><td></td><td></td></tr><tr><td>polidimetilsiloksan (PDMS)</td> <td>Dow Corning</td><td>Sylgard 184</td><td></td></tr><tr><td>poli (etilen glikol) diakrilat (PEGDA)</td> <td>Sigma</td><td>26570-48-9</td><td></td></tr><tr><td>2-hidroksi-40- (2-hidroksietoksi) -2-metilpropiyofenon</td><td>TCI</td><td>H1361-5G</td><td>foto başlatıcı</td></tr><tr><td>Hexadecane</td><td>Sigma</td><td>544-76-3</td><td></td></tr><tr><td>ABIL EM 90</td><td>CHT</td><td>144243-53-8</td><td>yüzey aktif maddeler</td></tr><tr><td>Rhodamine B</td><td>Aladdin</td><td>81-88-9</td><td>floresan boya</td></tr><tr><td>Spin Coater</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Litografi makinesi</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Otomatik merhem karıştırıcı</td><td>Thinky</td><td>ARV-310</td><td></td></tr><tr><td>Fırın</td><td>BluePard</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Optik mikroskop</td><td>OLYMPUS</td><td>IX71</td><td></td></tr><tr><td>Yüksek hızlı kamera</td><td>Hamamatsu, Japonya</td><td>ORCA-flash</td><td></td></tr><tr><td>MAESFLO Mikroakışkan Akışkan Kontrol Sistemi</td><td>FLUIGENT</td><td>MFCS-EZ</td><td></td></tr><tr><td>UV lambası</td><td>FUTANSI</td><td></td><td>365 nm UV ışığı, 8000 MW/CM2</td></tr></tbody></table>

poli (etilen glikol) diacrylate damlacıklar yoluyla yarı-3 boyutlu akış odaklanarak mikrosıvısal cihazlar boyutu kontrol nesil

Generation of Size-controlled Poly (ethylene Glycol) Diacrylate Droplets via Semi-3-Dimensional Flow Focusing Microfluidic Devices

Üniforma ve boyut kontrol edilebilir poli (etilen glikol) diacrylate (PEGDA) damlacıkları işlemi bir mikrosıvısal cihazın odaklama akış yoluyla yapılabilir. Bu kağıt bir semi-three-dimensional (yarı-3D) akışı odaklanarak mikrosıvısal çip damlacık oluşumu için öneriyor. Polydimethylsiloxane (PDMS) çip çok katmanlı yumuşak taş baskı yöntemiyle fabrikasyon. Yüzey aktif içeren Hexadecane sürekli aşama kullanıldı ve PEGDA ultraviyole (UV) fotoğraf-başlatıcı ile dağınık dönemdi. Yüzey bırakmak yerel yüzey gerilimi izin ve küçük mikro damlacıkları kırarak terfi daha cusped bahşiş kurdu. Dağınık faz baskısı sürekli damlacıkları boyutu ile artan sürekli aşama basınç dağınık Faz akımı kırılmış önce daha küçük hale geldi. Sonuç olarak, damlacıkları boyutu çeşitlemesiyle 1 µm den çapı 80 µm seçici basınç oranı iki giriş kanalları değiştirerek elde edilebilir ve varyasyon ortalama katsayısı % 7'in altına olarak tahmin edildi. Ayrıca, damlacıkları fotoğraf-polimerizasyon için UV Işınlarına maruz kalma tarafından mikro-boncuk çevirebilir. Böyle mikro-boncuk yüzeyi conjugating biomolecules biyoloji ve Kimya alanlarında birçok potansiyel uygulamalar var.

Yarı-3D akışı odaklanarak mikrosıvısal çip yukarıda açıklandığı gibi çok katmanlı yumuşak litografi teknikleri kullanarak fabrikasyon. İmalat süreci ve sonuçları elde etmek için Ana kalıp Şekil 2' de gösterilen protocolare. 65 µm geniş kanal dağınık faz ve bir 50 µm geniş orifis (Şekil 2bir) tanıtmak için sağlar, ilk katman 20 µm kalınlığında olduğunu. Bir ek 130 µm kalınlık katmanı sürekli aşama kanal ve çıkış k...

Burada, imalat süreçleri ve bir semi-three-dimensional (yarı-3D) akışı odaklanarak mikrosıvısal çip damlacık oluşumu için doğrulama deneyler göstermek için bir iletişim kuralı mevcut.

Poli (etilen glikol) Diacrylate damlacıklar yoluyla yarı-3 boyutlu akış odaklanarak mikrosıvısal cihazlar boyutu kontrol nesil

Uniform and size-controllable poly (ethylene glycol) diacrylate (PEGDA) droplets could be produced via the flow focusing process in a microfluidic device. ...

Bu yöntem, yarı üç boyutlu akış odaklama PDMS çipinin üretilmesi ve saf PGD damlacıklarının üretilmesi de dahil olmak üzere mikroakışkan damlacık oluşumu alanındaki temel soruların yanıtlanmasına yardımcı olabilir. Bu taktiğin ana avantajı, yarı 3D akış odaklama cihazının akış odaklama kalıbı için daha büyük test alanları sağlamasıdır. Saf PGD, PGD partiküllerinin oranının %10'dan düşük olmasını sağlarBu tekniğin etkileri, daha büyük yüzey alanı / hacim oranı nedeniyle birçok biyokimyasal çıkarıma genişletilebilir.Nozul, büyük ölçekli uygulamalarda birkaç mikrolitre numune tüketilmesi ile bu teknik için fayda sağlayacaktır. Şimdi bu yöntem PGD damlacık oluşumu hakkında bilgi sağlayabilir. Gaz donanımlı akış odaklama analizi gibi diğer sistemlere de uygulanabilir.Genel olarak, bu yönteme yeni başlayan kişiler, delikteki tıkanma ve uç akış küfünün kararsızlığı nedeniyle mücadele edeceklerdir. Bu yöntem kritiktir, çünkü yarı 3d akış odaklama çip imalatının öğrenilmesi zordur, çünkü yarı akışkan çipi elle imal etmek için üst ve alt PDMS katmanlarının hizalanması gözden geçirilmemiştir. Standart teknikleri kullanarak iki fotoğraf maskesi tasarlayın.Tüm bağlantıların farklı kanallar arasında hizalandığından emin olmak için aynı çizim dosyasında birinci ve ikinci maske için iki ayrı katman kullanın. Maske bir, dağınık aşamalı giriş kanalını ve bir deliği içerirken, maske iki, sürekli faz giriş kanalını, filtreyi ve çıkışı içerir. İki hizalama işaretini kullanın ve farklı katmanları bağımsız olarak cam üzerindeki krom bir plakaya yazdırın.Daha sonra, belirlenmiş bir fotolitografi laboratuvarında, bir spin kaplayıcı üzerine temiz, 3 inç çapında bir silikon gofret yerleştirin ve gofreti spin aynasına sabitlemek için vakumu açın. İki ila üç mililitre SU-8 2025 negatif fotorezistini 1.000 rpm'de 10 saniye boyunca gofret üzerine sıkın. Ardından hızı 30 saniye boyunca 3.000 rpm olarak değiştirin.Bu, ilk katman için 20 mikronluk bir katman kalınlığı sağlayacaktır. İlk katı 95 derece santigrat derecelik bir sıcak tabağa koyarak altı dakika boyunca yumuşak bir şekilde pişirin. Ardından, gofreti çıkarın ve oda sıcaklığına geri soğumaya bırakın.Yumuşak pişmiş gofret, toplanmış bir UV ışığı altında 18 saniye boyunca bir numaralı maskeye maruz bırakın. UV'ye maruz kaldıktan sonra, gofretleri 95 santigrat derece sıcak bir plakada altı dakika pişirin. Daha sonra gofretin tekrar oda sıcaklığına soğumasını bekleyin.İki ila üç mililitre SU-8 2100 negatif fotorezist kullanarak spincoating işlemini ikinci kez tekrarlayın. Gofret'i 1.000 rpm'de 10 saniye ve ardından 30 saniye boyunca 2.000 rpm'de döndürün. Bu, 130 mikronluk ikinci bir katman kalınlığı sağlar.Gofret'i 95 santigrat derece sıcak bir plakada 35 dakika yumuşak bir şekilde pişirdikten sonra, ikinci kat fotorezistin üzerine iki numaralı maskeyi hizalayın ve 30 saniye boyunca UV ışığına maruz bırakın. Ardından, 95 santigrat derece sıcak bir plakada yedi dakika pişirin. Oda sıcaklığına geri soğuduktan sonra, gofret üzerindeki özellikler netleşene kadar 50 mililitre propilen glikol metil eter asetat içeren karıştırılmış bir banyoya daldırarak gofret geliştirin.Ardından gofreti etil alkolle yıkayın. Son olarak, gofreti termostatik platforma yerleştirin ve iki saat boyunca 95 santigrat derecede sert bir şekilde pişirin. Bir PDMS monomerini ve sertleştirici maddesini, üst katman için 10:1 oranında ve alt katman için 8:1 oranında dört dakika boyunca karıştırın.Otomatik bir merhem karıştırıcı kullanarak, silikon gofretleri 90 milimetrelik bir Petri kabına yerleştirin ve ardından 8:1 oranlı PDMS karışımını kalıbın üzerine iki ila üç milimetre kalınlığa kadar dökün. Ardından, tüm kabarcıklar kaybolana kadar PDMS'yi bir vakum odasında gazdan arındırın. Petri kabını bir fırına koyun ve PDMS'yi 80 santigrat derecede bir saat sertleştirin.Oda sıcaklığına geri soğuduktan sonra, cihazı özelliklerden en az üç milimetre uzakta kesmek için bir neşter kullanın ve PDMS katmanını silikon gofretten yavaşça soyun. Ardından, 0,75 milimetre çapında bir zımba kullanarak dağınık faz girişini, sürekli faz girişini ve üst PDMS katmanındaki çıkışı delin. Toz parçacıklarını temizlemek için PDMS yüzeyini yapışkan bantla temizleyin.Ardından, hem üst hem de alt PDMS katmanlarını aynı anda bir plazma temizleyiciye yerleştirin ve 300 watt'ta iki dakika boyunca plazmaya maruz bırakın. Plazmaya maruz kaldıktan hemen sonra, üst katmanı alt katmanın üzerine yerleştirin ve özellikler stereo mikroskopla görüntülenerek hizalanana kadar yüzeyleri nispeten kaydırın. Mukavemetini artırmak ve yapışmayı tamamlamak için cihazı bir gün boyunca 120 santigrat derecede bir fırında kürleyin.Başlamak için, silikon bazlı iyonik olmayan bir yüzey aktif cisminin %18'ini hekzadekan içinde çözerek sürekli faz çözeltisini hazırlayın. Daha sonra, bir hidrofilik peg diakrilat, bir floresan boyanın litresi başına bir milimol ile başlayarak ve bir foto başlatıcının mililitresi başına beş miligram ekleyerek dağılmış fazın çözeltisini hazırlayın. Pnömatik basınç kontrol cihazının bir mililitrelik rezervuarlarını sürekli faz ile doldurun.Ardından, 200 mikrolitrelik bir jel yükleme ucunu dağılmış faz ile doldurun. Yarı 3D mikroakışkan cihazı, yüksek hızlı bir kamera ile donatılmış ters çevrilmiş bir optik mikroskop sahnesine yerleştirin. Daha sonra, florlu bir etilen propilen tüpünü, önce kısa, paslanmaz çelik bir boruya takarak, tüpü bir jel yükleme ucunun ucuna yerleştirerek ve ucu dağınık fazın delinmiş deliğine yerleştirerek sürekli fazın delinmiş deliğine bağlayın.Ardından, cihazın çıkışına 20 cm uzunluğunda bir FEP tüpü yerleştirin ve ucunu bir Petri kabına yerleştirin. Ters çevrilmiş mikroskobu, iki faz kesişimi, orifis bölgesi ve aşağı akış kanalını içeren bir bölgeye odaklayın. Ardından, bağlı bir pnömatik basınç kontrolörü kullanarak iki fazın basınçlarını ayarlayın.Dağınık fazı 15 milibar'a ve sürekli fazı 30 milibar'a ayarlayın. Basıncın stabilize olması için üç dakika bekleyin ve kabarcık veya PDMS kalıntısı taşımadan sabit sıvı akışına ulaşılır. Ardından, dağınık fazın basıncını sistemin temel seviye basıncı olarak 45 milibar'a ayarlayın.Emülsiyon kırma modu püskürtmeden uç akış moduna değiştirilene kadar sürekli fazın basıncını artırın. Ardından, stabilize olması için beş dakika bekleyin. Kurulduktan sonra, çıkış deliğini Petri kabına bağlayan tüp ucunu yerleştirin ve damlacıkları toplayın.Onları UV ışığına maruz bırakın, burada hızla küreler halinde katılaşırlar. Dağınık faz kanalının derinlik farkı ve sürekli faz kanalı nedeniyle, dağınık faz akışı, sürekli faz akışı tarafından her yöne sıkılır. Sonuç olarak, simetrik konik sıvı uç sürekli damlacıklar üretmek için oluşur.Damlacıkların boyutu, dağınık ve sürekli faz akışının basınç oranı ile değiştirilir. Burada, sürekli fazın basıncı, saf kuvveti etkileyecek şekilde değiştirilir, böylece damlacık parçalanma süreçleri püskürtme modundan uç akış moduna geçer. Damlacıklar, çipten çıktıktan sonra parçacıklar oluşturan fotopolimerizasyon ile katılaşır.Burada gösterilen damlacıklar farklı basınç oranlarında oluşturulmuştur. Elde edilen damlacık yarıçapı, sürekli faz / dağınık faz basınç oranı ile ters bir ilişkiye sahiptir. Bu teknik, biyolojik uygulamalar alanındaki araştırmacıların önünü açar ve ilaç keşfi, biyomoleküllerin sentezi ve tanı testleri için güçlü bir araç sağlar.Bu videoyu izledikten sonra, yarı üç boyutlu mikroakışkan çiplerin nasıl üretileceğini ve birkaç mikro PGD damlacığının nasıl üretileceğini iyi anlamış olmalısınız. Fotorezist PGMEA ile çalışmanın son derece tehlikeli olabileceğini ve bu işlemi gerçekleştirirken her zaman tek kullanımlık eldiven ve maske giymek gibi önlemlerin alınması gerektiğini unutmayın.

generation-size-controlled-poly-ethylene-glycol-diacrylate-droplets

Research

JoVE Journal

Engineering

Mühendislik

Mikroakışkan çift emülsiyon üretimi tipik olarak desenli ıslanabilirliğe veya özel fabrikasyon cam bileşenlere sahip cihazları içerir. Burada, yüzey işlemi veya karmaşık imalat işlemleri gerektirmeyen ve 14 μm'ye kadar çift emülsiyon üretebilen tamamen polidimetilsiloksan (PDMS) çift emülsiyon jeneratörünün imalatını ve testini açıklıyoruz.

Bir Polidimetilsiloksan (PDMS) Koaksiyel Akış Odak Aygıtı Kullanma Çift Emülsiyon Üretimi

Burada, kılcal bazlı santrifüjlü bir mikroakışkan cihaz kullanarak, boyutu kontrol edilebilir, monodispers, yağda su (W/O) mikro damlacıkları için basit bir üretim yöntemi gösteriyoruz. Bu yöntem sadece küçük bir numune hacmi gerektirir ve yüksek verimli üretim sağlar. Bu yöntemin hızlı biyokimyasal ve hücresel analizler için faydalı olacağını umuyoruz.

Tek dağılımlı mikro damlacıklar boyutu kontrollü Formasyonu için Kılcal tabanlı Santrifüj mikroakışkan Cihaz

İletişim kuralları hydrazone toplu ölçek, microscale ve Nano, ikincisi jel nano tanecikleri ve nanofibers hazırlanması için polimer reaksiyonlar, cross-linking göre parçalanabilir thermoresponsive hydrogels imalatı için açıklanmıştır.

Parçalanabilir Thermoresponsive Hydrogels birden fazla uzunluğu ölçeklerde yolu ile reaktif ekstrüzyon, havacilik, kendinden montajlı imalatı ve Electrospinning

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

Bir faz-inversiyon iş akışı aygıt monodisperse yüksek viskozite damlacıkları damlacık havacilik fark etmek zordur 1 Pas, yukarıda oluşturmak için gösterilmiştir.

Faz-inversiyon ortak akış yapısıyla mikrosıvısal kapiller aygıtı kullanarak yüksek viskozite damlacıkları imalatı

Bu eser mikrosıvısal damlacık tabanlı platformlar imalatı ve polyacrylamide mikroküreler microsphere-PCR güçlendirme için uygulanması için bir yöntem sağlar. Microsphere-PCR yöntemi, Çift iplikçikli DNA ayıran olmadan tek iplikçikli DNA amplicons elde olanak verir.

Bir damlacık dayalı mikrosıvısal yaklaşım ve Microsphere-PCR güçlendirme tek iplikçikli DNA'Amplicons için

Bu makalede mikrosıvısal süreci ve sıvı kristal elastomerler kişiseldir parçacıkları hazırlamak için parametreler açıklanır. Bu işlem çalıştırma büyüklüğü yanı sıra parçacıklar ve onların boyutu ve şekli (gelen oblate şiddetle muhtemelen için çekirdek-kabuk ve Janus türleri morfoloji) varyasyon prensibi hazırlık sağlar.

Sıvı kristal Elastomer aktüatörler mikrosıvısal hazırlanması

Yağdaki su damlacık tahlilleri analitik kimya, enzim evrimi ve tek hücre analizi için yararlıdır, ancak tipik olarak damlacıkları oluşturmak için mikroakışkanlar gerekir. Burada, damlacık tahlillerini gerçekleştirmek için mikroakışkan içermeyen bir yaklaşım olan parçacık şablonlu emülsifikasyonu açıklıyoruz.

Parçacık Şablonlu Emülsifikasyonu MikroakışkanSız Damlacık Tahlillerini Mümkün

Burada, kontrollü damla boyutuna sahip yüksek monodispers emülsiyonlar üretmek için kullanılan cam bazlı mikroakışkan cihazların üretilmesine yönelik bir protokol sunulmaktadır.

Damla ve Emülsiyon Üretmek için Cam Bazlı Cihazlar

Bu protokol, tek emülsiyon formülasyonuna dayalı kolay mikroakışkan teknolojisi ile poli(laktik-ko-glikolik asit) bazlı yüksek açık gözenekli mikrosferlerin (HOPM'ler) üretimini açıklamaktadır. Bu mikrosferlerin doku mühendisliği ve ilaç taramasında potansiyel uygulamaları vardır.

Mikroakışkan Teknoloji ile Yüksek Açık Gözenekli Mikrosferlerin ( HOPM'ler ) Üretilmesi

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

Öğrenin yarı-3 boyutlu akış odaklanan mikroakışkan cihaz üretimini ve saf PGD damlacık oluşturmayı. Bu yöntem biyokimyasal uygulamalar ve düşük örnek tüketimli büyük ölçekli analizler için güçlü bir araç sunar.

Poli (etilen glikol) Diacrylate damlacıklar yoluyla yarı-3 boyutlu akış odaklanarak mikrosıvısal cihazlar boyutu kontrol nesil

Daha fazla video keşfet