Biyomedikal Havacilik için refraktif Dizin eşleşen cihazların imalat

Bu yöntem, mikrokanal yapısı ile kanal içindeki sulu ortam arasında kırılma indisi eşleşmesini sağlayarak mikroskopi mikroakışkanlarla birleştirmede önemli bir zorluğun ele alınmasına yardımcı olabilir. Bu tekniğin temel avantajı, mikroakışkan cihazlar oluşturmak için yaygın olarak kullanılan üretim yöntemleriyle uyumlu olmasıdır. Yaklaşımımızın bir diğer önemli avantajı, iyi kırılma indisi polimerleri arasında yaygın bir sorun olan düşük yapışma özelliğine sahip malzemelerden yapılmış mikro kanalların sızdırmazlığı için kullanılan yöntemdir.

Bu yöntemin görsel olarak gösterilmesi çok önemlidir, çünkü kanalı kapatma adımlarının doğru bir şekilde elde edilmesi zor olabilir. Örneğin, sıkıştırma sırasında rezervuarların engellenmemesi önemlidir. Bu prosedüre, metin protokolünde açıklandığı gibi negatif polidimetilsiloksan veya PDMS üretimi ile başlayın.

Ardından, PDMS negatifini 400 mikrolitre MY-133-V-2000 ile doldurun. Negatifin biraz fazla doldurulması gerekir. Kabarcıkları gidermek için MY-133-V-2000 dolgulu PDMS negatifini iki saat boyunca vakum odasına yerleştirin.

MY-133-V-2000'i vakum odasından çıkardıktan sonra, MY-133-V-2000'in düz bir yüzeyini oluşturmak ve oksijenin polimerizasyonu engellemesini önlemek için hafifçe fazla doldurulmuş negatifin üstüne bir cam sürgü bastırın. Ardından, MY-133-V-2000'i 400 watt'lık bir UV fırına yerleştirin. Mikrokanalı sertleştirmek için UV radyasyonunu 300 saniye boyunca maksimum yoğunluğun %50'sine ayarlayın.

Bu, santimetre kare başına yaklaşık 4,5 jullük bir güçtür ve üretici tarafından önerilen minimum kürleme gücünün kabaca iki katıdır. Akriliği metin protokolünde anlatıldığı gibi kestikten sonra, akriliğin kenarına iki küçük damla koyun ve ardından yapıştırıcıyı eşit şekilde yaymak için tek kullanımlık bir alet kullanın. Cam alt tabakayı akriliğin üzerine yerleştirin ve yerinde tutmak için camın ağırlığını kullanarak yapıştırıcının kurumasını bekleyin.

Pozitif yer değiştirmeli bir pipet kullanarak açıkta kalan camı 100 mikrolitre PDMS ile kaplayın. Ardından, camı iki dakika boyunca 1500 RPM hız kullanarak yaklaşık 10 mikrometre kalınlığında bir PDMS filmi ile eşit şekilde kaplamak için taban katmanını bir vakumlu spin kaplayıcıya yerleştirin. Taban katmanını sıkma kaplayıcıdan çıkarın ve akriliği aseton ve kağıt havluyla kaplayan fazla PDMS'yi dikkatlice silin.

Kürlenmemiş PDMS'yi rahatsız etmemeye dikkat edin. Şimdi, PDMS'yi sertleştirmek için taban katmanını PDMS ile 65 santigrat derecede bir fırında iki saat pişirin. Bir mililitre PDMS'yi bir cam slayta pipetleyin ve ardından PDMS'yi yanlardan sızmaya başlayana kadar eşit şekilde yaymak için başka bir cam slayt kullanın.

Bunu 150 santigrat derecede sıcak bir plakada 10 dakika kürleyin. Kürlenmiş PDMS'yi MY-133-V-2000 cihazıyla aynı boyutlara sahip bir dikdörtgen şeklinde kesin. Daha sonra, akriliğin orta tabakasını bir kalıp olarak kullanarak, rezervuar için delikler açın ve PDMS contasını yapmak için PDMS'de kare bir görüntüleme penceresi açın.

Şimdi, kürlenmiş MY-133-V-2000'i UV fırınından çıkarın ve kanalı negatiften çıkarın ve kanal tarafı yukarı bakacak şekilde düz bir alt tabakaya yerleştirin. Kürlenmiş PDMS'yi içeren taban katmanını 65 derecelik fırından çıkarın ve alt tabakanın üzerine yerleştirin. Ardından, alt tabakayı hem MY-133-V-2000 kanalı hem de taban katmanı ile oksijen plazma temizleyicisine yerleştirin.

Vakum basıncını 200 militorr'a ve radyo frekansı seviyesini yüksek olarak ayarlayın. Kanalı ve cam alt tabakayı 30 saniye boyunca yüzey işlemine devam edin. Plazma temizleyici açıldığında oksijen plazması mavi renkte yanmalıdır.

30 saniye sonra, hem mikro kanalı hem de taban katmanını plazma temizleyiciden çıkarın. Forseps kullanarak, MY-133-V-2000 kanal tarafını hemen PDMS ile temas edecek şekilde taban tabakası akriliğinin dikdörtgen oyuğuna yerleştirin. Şimdi, PDMS contasını MY-133-V-2000 cihazının üzerine yerleştirin ve contadaki delikleri cihazdaki rezervuarlarla hizalayın.

Bu PDMS contasının kullanımı çok önemlidir çünkü PDMS, MY-133-V-2000'den daha elastiktir ve bu nedenle daha fazla sıkıştırılabilir. Bu, kuvvetin camı kırmadan akrilikten mikro kanala aktarılmasını sağlar. Bu noktada, cihaz montajı için bir sıkıştırma yüzeyi sağlamak üzere bitmemiş cihazı tezgahın üzerindeki yükseltilmiş bir platforma yerleştirin.

Ardından, bir şırınga kullanarak üç mililitre akrilik çimento çıkarın. İnce bir kaplama sağlamak için taban tabakasının üzerine yeterince akrilik çimento dağıtın. Kaplamayı mümkün olduğunca eşit hale getirin ve malzemenin kanala sızmasına izin vermeyin.

Şimdi, orta katman akrilik parçasını taban katmanı akriliğinin üzerine yerleştirin. Deliklerin MY-133-V-2000 kanalının rezervuarlarıyla aynı hizada olduğundan emin olun. Orta katmanı taban katmanına mümkün olduğunca sıkı bir şekilde sıkıştırın ve akrilik parçalarını birbirine bağlamak için çimento sertleşirken iki dakika tutun.

MY-133-V-2000 cihazının altında havanın sıkışmasını önlemek için bu adım sırasında rezervuarların engellenmediğinden emin olun. MY-133-V-2000 ile alt tabaka arasında sıkışan hava, rezervuarlar tıkanırsa sıkışmış kalacaktır. Bu, bitmiş cihazda sızıntılara neden olur.

Bu nedenle, bu adım sırasında deliklerin engellenmemesi çok önemlidir. Çimento sertleştikten sonra, cihazdaki basıncı boşaltın. Akrilik çimentoyu orta tabaka üzerine, akriliğin üst tabakası ile beklenen temas yerlerine yerleştirin.

Şimdi, akriliğin üst katmanını akriliğin orta katman parçasının üzerine yerleştirin ve deliklerin rezervuarlarla aynı hizada olduğundan emin olun. Akrilik çimento kuruyana kadar tezgahta iki dakika dinlenmeye bırakın. Yapışma ve akışı test etmek için rezervuar deliklerinden birine 10 mikrolitre gıda boyası veya deiyonize su ekleyerek MY-133-V-2000 cihazını test edin.

Karşı rezervuara bir tüp yerleştirin ve diğer ucunu bir vakum kapanına bağlayın. Başarılı bir cihazın oluşturulduğundan emin olmak için boyayı veya suyu kanaldan çekmek için vakumu açın. Kanalda veya rezervuarda sızıntı olmadığını doğrulamak için mikroskop altında kontrol edin.

Vakumu kullanarak, boyayı her iki rezervuardan da çıkarın. Ardından, rezervuarları etanol ile durulayın. Etanolü bir rezervuara yerleştirin.

Etanolü vakumu kullanarak çekin. Etanolün oda sıcaklığında 10 dakika bekletin. Kanala etanol ile iyice püskürtün ve steril bir polistiren tabağa koyun.

Parafilm ile sıkıca sarın ve ihtiyaç duyulana kadar saklayın. Burada gösterilen ısı haritası, bir mikrokanaldaki FOD yapışkan MCF-7 hücrelerinin kütlesini temsil eder. Mikrokanalın duvarlarının yakınında çok az eser görülebilir.

Bu ölçümde, duvarın yanındaki mikro kanalın kenarında tek bir aderent MCF-7 hücresi görülebilir. Duvarın yakınında artefaktların olmaması, hücreler kanal duvarına yakın olsa bile hassas kantitatif ölçümlerin elde edilmesini sağlar. Bu son şekil, mikrokanal duvarının yakınında oturan bir çift MCF-7 hücresini göstermektedir.

Her pikseldeki bu hücrelerin kütlesi, kantitatif faz mikroskobu kullanılarak hassas bir şekilde ölçülebilir. Bu protokolü takip ederken, akrilik çimento kururken cihazı sıkıştırırken rezervuarları tıkamamak önemlidir. Deliklerin tıkanması, MY-133-V-2000 ile alt tabaka arasındaki havayı hapseder.

Bu, akış sırasında kanalda sızıntılara neden olur. MY-133-V-2000'in mikroakışkan cihazlar için bir imalat malzemesi olarak kullanılması, mikrokanal duvarlarının yakınındaki artefaktları büyük ölçüde azaltarak geleneksel malzemelere göre belirgin bir avantaj sağlar. Bu, kantitatif ölçümlerin mikrokanal yapılarına yakın bir yerde yapılmasına izin verir.

Bu protokolle yapılan cihazlar, yaygın olarak kullanılan herhangi bir mikroskopi tekniği ile uyumludur. Bu protokol hücre patolojisine dayanmaktadır, bu nedenle hücre davranışını incelemek için hücre sıralayıcılar veya gradyan jeneratörleri gibi diğer gelişmiş mikroakışkan tekniklerle uyumludur. Genel olarak, bu teknik araştırmacıları mikroskopiye dayalı biyomedikal mikroakışkan tahliller için yeni bir araçla donatıyor.

Mikro kanallardaki kantitatif ölçümlere verdiği ekstra hassasiyet, ilaç keşfi ve tek hücre analizi dahil olmak üzere birçok alanda önemli uygulamalara sahiptir.