Name: Mikro Partikül Konsantrasyonu için Pnömatik Tahrikli Mikroakışkan Platform (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2022-02-01T14:15:00.000+00:00
Duration: 8 min 43 s
Description: Öğrenin, pnömatik mikroakışkan platform kullanarak mikro partikül konsantrasyonunu nasıl gerçekleştireceğinizi. Bu yöntem, tıkanıklığı önler ve hücre hasarını minimize ederek biyolojik analizler için etkili bir çözüm 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 çalışma, Kore hükümeti (Bilim ve BİT Bakanlığı) tarafından finanse edilen Kore Ulusal Araştırma Vakfı (NMG) hibesi tarafından desteklenmiştir. (Hayır. NMK-2021R1A2C1011380).

1. Partikül konsantrasyonu için mikroakışkan platformun tasarlanması
<ol><li>3D akış ağındaki sıvı akışı için bir pnömatik valf ve elek (Vs), sıvı (Vf) ve partikül (Vp) valf çalışması için üç pnömatik valften oluşan pnömatik mikroakışkan platformunu tasarlayın (Şekil 1). NOT: Vs bloklar sıvıdan partikülleri konsantre eder ve Vf ve Vp konsantrasyondan sonra sıvı ve parçacık salınımına izin verir. Üç pnömatik port, valfi harekete geçirmek için sıvı/pnömatik besleme katmanından (normalde açık) ve pnömatik valf ışık çıkışından basınçlı hava sağlar. Mikroakışkan kanal ağıCAD programı 18,19 ile tasarlanmıştır.</li>
	<li>Kanalı pnömatik besleme katmanı ve 3B kanal ağ katmanı olacak şekilde tasarlayın (Şekil 2). NOT: Sıvı ağı, ön kısımdaki kavisli kanallara ve arka bölgedeki dikdörtgen odaya bağlanır. Vs girişi bloke eder ve parçacıklar kavisli sıvı kanalının toplama alanında birikir. Parçacıksız sıvılar (parçacıksız sıvılar) Qf çıkışından ve konsantre parçacıklar Qp çıkışından çıkar (Şekil 3).</li>
	<li>Yukarıdaki koşullara göre, dört tip SU-8 kalıbı hazırlayın. NOT: Dört kalıp, valfin pnömatik olarak kontrol edilmesini sağlayan bir kalıp, sıvı kanalları oluşturan iki kalıp ve şekilsiz temiz bir kalıp içerir (Şekil 4 ve Tablo 1). Bahsedilen dört tip kalıp, standart fotolitografi işlemleri kullanılarak üretilmektedir. Bu kalıp yapımı, daha önce yayınlanan raporlar18,19'a göre silikon gofret üzerindeki bir SU-8 kalıbından oluşur. Şekil 5'te cihaz çipi gösterilmektedir.</li>
</ol>2. Partikül konsantrasyonu için mikroakışkan platformun imalatı
NOT: Şekil 6 , parçacıkları yoğunlaştıran mikroakışkan bir platformun üretimini göstermektedir.
<ol><li>Valfi pnömatik olarak kontrol etmek için hazırlanmış bir pnömatik valf kanalı SU-8 kalıbı (adım 1.3) kullanarak PDMS katmanını çoğaltın.<ol>
<li>10 mL sıvı PDMS ve 1 mL kürleme maddesi (bakınız Malzeme Tablosu) hazırlanmış bir pnömatik vana kanal kalıbına (adım 1.3) dökün ve 30 dakika boyunca 90 °C'de ısıl olarak aktive edin.</li>
		<li>PDMS yapıları kürlendikten sonra, adım 2.1.1'deki SU-8 kalıbını ayırın.</li>
		<li>Adım 2.1.2'ye göre üretilen pnömatik valf kanalına 1,5 mm'lik bir delinme kullanılarak üç adet 1,5 mm'lik pnömatik portu ( Vs, Vf ve Vp) delin (bkz.</li>
		<li>Adım 1.3'te hazırlanmış hazırlanmış temiz bir SU-8 kalıbına 10 mL sıvı PDMS ve 1 mL kürleme maddesi dökün ve bir spin kaplayıcı kullanarak 15 s boyunca 1.500 rpm'de spin-coat dökün (bkz. Daha sonra 30 dakika boyunca 90 ° C'de ısıl olarak aktive edilir.</li>
		<li>PDMS yapıları kürlendikten sonra, adım 2.1.4'ün SU-8 kalıbını ayırın. NOT: Vana diyafram tabakası, pnömatik basınca göre sıvı akışını kontrol eder.</li>
		<li>Atmosferik plazmayı (bakınız Malzeme Tablosu) 20 s için adım 2.1.3 ve 2.1.5'te hazırlanan PDMS yapılarına uygulayın.</li>
		<li>Plazma ile muamele edilmiş PDMS yapılarını mikroskopla kontrol ederek doğrudan adım 2.1.6'dan kanal yapısına göre hizalayın.</li>
		<li>Adım 2.1.7'de hazırlanan hizalanmış PDMS yapılarını 90 °C'de 30 dakika ısıtılarak bağlayın.</li>
		<li>İnce diyafram tabakasının bağlandığı pnömatik kanal parçası içindeki sıvı kanalı girişinde (Qfp) ve sıvı kanalı çıkışlarında (Qf ve Qp) 1,5 mm çapında bir deliği 1,5 mm'lik bir delme kullanarak delin.</li>
	</ol></li>
	<li>Mikroakışkan bir kanal oluşturmak için iki SU-8 kalıbı kullanarak PDMS katmanının her iki tarafını da çoğaltın. Önde kavisli ve dikdörtgen bir mikroakışkan kanal kalıbı ve arkada bir mikroakışkan ara bağlantı kanalı kalıbı kullanın.<ol>
<li>Kavisli ve dikdörtgen mikroakışkan kanal kalıbına 10 mL sıvı PDMS ve 1 mL kürleme maddesi dökün ve 15 s boyunca 1.200 rpm'de spin-kat yapın. Daha sonra 30 dakika boyunca 90 °C'de termal aktivasyon ile kavisli sıvı odası ve sıvı kanalları için kalıplar oluşturun (Şekil 6A).</li>
		<li>Mikroakışkan kanalın oluştuğu PDMS tabakasını ayırın, ardından atmosferik plazmayı 20 s boyunca işlemden geçirerek cam gofrete yapıştırarak kapalı havalandırma duvarını kaplayan ısıl aktif bir kalıp yapın (Şekil 6B).</li>
		<li>SU-8 kalıbının ara bağlantı kanalına 3 mL sıvı PDMS dökün (Şekil 6C).</li>
		<li>Adım 2.2.2'de imal edilen yapıyı, mikroakışkan ara bağlantı kanalı kalıbı üzerindeki sıvı PDMS'deki ara bağlantı kanalı kalıbı ile düzenleyin ve üst üste binen yapıyı 130 ° C'de 30 dakika boyunca kurutun (Şekil 6D). NOT: Arka yapı kürlenirken, adım 2.2.2'de imal edilen PDMS kalıbı, hava tabakasının termal basıncı ile şişirilir ve deforme olmuş PDMS tabakası termal olarak aktive edilir (Şekil 6E)16.</li>
		<li>Kürledikten sonra, ön SU-8 kalıbını mikroakışkan kanal ağ katmanından çıkarın ve arka PDMS kalıbını dikkatlice çıkarın (Şekil 6F). NOT: 3D akışkan ağ katmanı, ön kavisli bir sıvı odasının ve mikroakışkan kanalların oluşturulmasına izin verir.</li>
		<li>Temiz bir SU-8 kalıbına 10 mL sıvı PDMS ve 1 mL kürleme maddesi dökün. Daha sonra 30 dakika boyunca 90 ° C'de ısıl olarak aktive edilir.</li>
		<li>PDMS yapıları kürlendikten sonra, SU-8 kalıbını ayırın. NOT: Bu adım, ek sızdırmazlık katmanını oluşturur.</li>
		<li>Atmosferik plazmayı, 20 s için adım 2.2.3 ve 2.2.7'de hazırlanan PDMS yapılarına uygulayın.</li>
		<li>Plazma ile muamele edilmiş PDMS yapılarını mikroskopla kontrol ederek kanal yapısına göre doğrudan hizalayın.</li>
		<li>Hizalanmış PDMS yapılarını 90 °C'de 30 dakika ısıtarak bağlayın.</li>
	</ol></li>
	<li>Adım 2.1 ve 2.2'de hazırlanan PDMS yapılarını kanal yapısına göre hizalayın ve atmosferik plazmayı 20 sn boyunca işlemden geçirerek bağlayın.</li>
</ol>3. Cihazın kurulması
NOT: Şekil 7 , parçacıkları yoğunlaştıran mikroakışkan bir platformun üretilmesini göstermektedir.
<ol><li>10 mL'lik bir şırınga kullanarak mikroakışkan kanalı kabarcıksız demineralize suyla manuel olarak doldurun.</li>
	<li>P_Qfp ve mikroboncuk akışını kontrol eden üç pnömatik valfi (P_Vs, P_Vf ve P_Vp) kontrol etmek için, mikroakışkan platforma çalışma sıvısı (Qfp ) için dört veya daha fazla çıkış kanalına sahip hassas bir basınç kontrol cihazı takın (bkz. NOT: Dört çıkış kanalına sahip bir hassas basınç kontrolörü, birden fazla hassas basınç kontrolörü ile değiştirilebilir. Bu deneyde, P_Qfp çalışma basıncı 10 kPa, P_Vs 15 kPa, P_Vf ve P_Vp 18 kPa idi (Şekil 8 ve Tablo 2). Şekil 8 , partiküller 15 kPa P_Vs mikroakışkan platform tarafından konsantre edildiğinden zaman içinde çalışma sıvısı akış hızını göstermektedir ve Tablo 2 , pnömatik valflere göre çalıştırma sonuçlarını göstermektedir.</li>
	<li>Damıtılmış suda çeşitli boyutlarda karboksil polistiren test parçacıkları hazırlayın (bkz. NOT: Bu deneyde kullanılan parçacık boyutları 24.9, 8.49 ve 4.16 μm idi; P_Vs basıncına bağlı olarak çeşitli boyutlarda parçacıklar kullanılabilir.</li>
	<li>Çalışma sıvısının akış hızını kontrol etmek için, yarısı suyla dolu bir cam şişeyi (çalışma sıvısı) doldurun ve cam şişe kapağını kontrolör çıkış kanalına ve mikro valfe bağlayın. NOT: Kontrol cihazından basınçlı hava almak için bir tüpü mikro valfe, su enjekte etmek için diğer tüpü bağlayın.</li>
	<li>Tüm platform işlemleri için ters çevrilmiş bir mikroskop aracılığıyla platform çalışmasını gözlemleyin ve çıkışta zaman içindeki çalışma akış hızını bir sıvı akış ölçer ile ölçün (bkz.</li>
</ol>4. Cihazın çalışması
<ol><li>Parçacık/sıvı karışımını girişte (Qfp) basınç altında Vp ile enjekte edin (Şekil 9A). NOT: Parçacıkların ve temiz sıvının çıkıştan birbirine bağlı kanallardan akışı sırasıyla Vp ve Vf ile kontrol edilir (Tablo 2).</li>
	<li>Valfi çalıştırmak için 15 kPa'da V'ye ve 18 kPa'da Vp'ye basınç uygulayın. NOT: Bu zamanda, diyafram deforme olur, Qfp sıvısının parçacıkları kavisli sıvı kanalı ile kavisli sıvı konsol arasındaki temas boşluğunda bloke edilir ve istenmeyen Qfp sıvısı açık Qf yoluyla serbest bırakılır (Şekil 9B, C).</li>
	<li>Parçacıklar konsantre olduğunda, sadece Vf'ye basınç uygulayın. NOT: Şu anda, basınç sadece Vf'ye uygulandığında, tıkanmış parçacıklar Qp yoluyla serbest bırakılır (Şekil 9D).</li>
</ol>

<ol><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 (7107), 368-373 (2006).</li>
<li>Desitter, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+new+device+for+rapid+isolation+by+size+and+characterization+of+rare+circulating+tumor+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Anticancer+Research%22%5BJournal%5D)">A new device for rapid isolation by size and characterization of rare circulating tumor cells.</a> Anticancer Research. 31 (2), 427-441 (2011).</li>
<li>Hayes, D. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Circulating+tumor+cells+at+each+follow-up+time+point+during+therapy+of+metastatic+breast+cancer+patients+predict+progression-free+and+overall+survival%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+Cancer+Research%22%5BJournal%5D)">Circulating tumor cells at each follow-up time point during therapy of metastatic breast cancer patients predict progression-free and overall survival.</a> Clinical Cancer Research. 12 (14), 4218-4224 (2016).</li>
<li>Choi, S., Park, J. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microfluidic+system+for+dielectrophoretic+separation+based+on+a+trapezoidal+electrode+array%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+on+a+Chip%22%5BJournal%5D)">Microfluidic system for dielectrophoretic separation based on a trapezoidal electrode array.</a> Lab on a Chip. 5 (10), 1161-1167 (2005).</li>
<li>Jung, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Six-stage+cascade+paramagnetic+mode+magnetophoretic+separation+system+for+human+blood+samples%5BTitle%5D)+AND+%22Biomedical+Microdevices%22%5BJournal%5D)">Six-stage cascade paramagnetic mode magnetophoretic separation system for human blood samples.</a> Biomedical Microdevices. 12 (4), 637-645 (2010).</li>
<li>Li, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Acoustic+separation+of+circulating+tumor+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences%22%5BJournal%5D)">Acoustic separation of circulating tumor cells.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 112 (16), 4970-4975 (2015).</li>
<li>Lin, Y. H., Lee, G. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optically+induced+flow+cytometry+for+continuous+microparticle+counting+and+sorting%5BTitle%5D)+AND+%22Biosensors+and+Bioelectronics%22%5BJournal%5D)">Optically induced flow cytometry for continuous microparticle counting and sorting.</a> Biosensors and Bioelectronics. 24 (4), 572-578 (2008).</li>
<li>Gramotnev, D. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thermal+tweezers+for+surface+manipulation+with+nanoscale+resolution%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Physics+Letters%22%5BJournal%5D)">Thermal tweezers for surface manipulation with nanoscale resolution.</a> Applied Physics Letters. 90 (5), 054108(2007).</li>
<li>Huang, L. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Continuous+particle+separation+through+deterministic+lateral+displacement%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Continuous particle separation through deterministic lateral displacement.</a> Science. 304 (5673), 987-990 (2004).</li>
<li>Yin, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multi-stage+particle+separation+based+on+microstructure+filtration+and+dielectrophoresis%5BTitle%5D)+AND+%22Micromachines%22%5BJournal%5D)">Multi-stage particle separation based on microstructure filtration and dielectrophoresis.</a> Micromachines. 10 (2), 103(2019).</li>
<li>Yoon, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Clogging-free+microfluidics+for+continuous+size-based+separation+of+microparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">Clogging-free microfluidics for continuous size-based separation of microparticles.</a> Scientific Reports. 6 (1), 1-8 (2016).</li>
<li>Alvankarian, J., Majlis, B. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tunable+microfluidic+devices+for+hydrodynamic+fractionation+of+cells+and+beads%3A+a+review%5BTitle%5D)+AND+%22Sensors%22%5BJournal%5D)">Tunable microfluidic devices for hydrodynamic fractionation of cells and beads: a review.</a> Sensors. 15 (11), 29685-29701 (2015).</li>
<li>Irimia, D., Toner, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cell+handling+using+microstructured+membranes%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+on+a+Chip%22%5BJournal%5D)">Cell handling using microstructured membranes.</a> Lab on a Chip. 6 (3), 345-352 (2006).</li>
<li>Huang, S. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+tunable+micro+filter+modulated+by+pneumatic+pressure+for+cell+separation%5BTitle%5D)+AND+%22Sensors+and+Actuators+B%3A+Chemical%22%5BJournal%5D)">A tunable micro filter modulated by pneumatic pressure for cell separation.</a> Sensors and Actuators B: Chemical. 142 (1), 389-399 (2009).</li>
<li>Chang, Y. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+tunable+microfluidic-based+filter+modulated+by+pneumatic+pressure+for+separation+of+blood+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Microfluidics+and+Nanofluidics%22%5BJournal%5D)">A tunable microfluidic-based filter modulated by pneumatic pressure for separation of blood cells.</a> Microfluidics and Nanofluidics. 12 (1-4), 85-94 (2012).</li>
<li>Oh, C. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fabrication+of+pneumatic+valves+with+spherical+dome-shape+fluid+chambers%5BTitle%5D)+AND+%22Microfluidics+and+Nanofluidics%22%5BJournal%5D)">Fabrication of pneumatic valves with spherical dome-shape fluid chambers.</a> Microfluidics and Nanofluidics. 19 (5), 1091-1099 (2015).</li>
<li>Liu, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamic+trapping+and+high-throughput+patterning+of+cells+using+pneumatic+microstructures+in+an+integrated+microfluidic+device%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+on+a+Chip%22%5BJournal%5D)">Dynamic trapping and high-throughput patterning of cells using pneumatic microstructures in an integrated microfluidic device.</a> Lab on a Chip. 12 (9), 1702-1709 (2012).</li>
<li>Jang, J. H., Jeong, O. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fabrication+of+a+pneumatic+microparticle+concentrator%5BTitle%5D)+AND+%22Micromachines%22%5BJournal%5D)">Fabrication of a pneumatic microparticle concentrator.</a> Micromachines. 11 (1), 40(2020).</li>
<li>McDonald, J. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Poly%28dimethylsiloxane%29+as+a+material+for+fabricating+microfluidic+device%5BTitle%5D)+AND+%22Accounts+of+Chemical+Research%22%5BJournal%5D)">Poly(dimethylsiloxane) as a material for fabricating microfluidic device.</a> Accounts of Chemical Research. 35 (7), 491-499 (2002).</li>
<li>Brivio, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+MALDI-chip+integrated+system+with+a+monitoring+window%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+on+a+Chip%22%5BJournal%5D)">A MALDI-chip integrated system with a monitoring window.</a> Lab on a Chip. 5 (4), 378-381 (2005).</li>
<li>Jeong, O. C., Konishi, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+self-generated+peristaltic+motion+of+cascaded+pneumatic+actuators+for+micro+pumps%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Micromechanics+and+Microengineering%22%5BJournal%5D)">The self-generated peristaltic motion of cascaded pneumatic actuators for micro pumps.</a> Journal of Micromechanics and Microengineering. 18 (8), 085017(2008).</li>
<li>Taff, B. M., Voldman, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+scalable+addressable+positive+dielectrophoretic+cell-sorting+array%5BTitle%5D)+AND+%22Analytical+Chemistry%22%5BJournal%5D)">A scalable addressable positive dielectrophoretic cell-sorting array.</a> Analytical Chemistry. 77 (24), 7976-7983 (2005).</li>
<li>Pamme, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((On-chip+free-flow+magnetophoresis%3A+Separation+and+detection+of+mixtures+of+magnetic+particles+in+continuous+flow%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Magnetism+and+Magnetic+Materials%22%5BJournal%5D)">On-chip free-flow magnetophoresis: Separation and detection of mixtures of magnetic particles in continuous flow.</a> Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 307 (2), 237-244 (2006).</li>
<li>Harris, N. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Performance+of+a+micro-engineered+ultrasonic+particle+manipulator%5BTitle%5D)+AND+%22Sensors+and+Actuators+B%3A+Chemical%22%5BJournal%5D)">Performance of a micro-engineered ultrasonic particle manipulator.</a> Sensors and Actuators B: Chemical. 111, 481-486 (2005).</li>
<li>Yoon, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Clogging-free+microfluidics+for+continuous+size-based+separation+of+microparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">Clogging-free microfluidics for continuous size-based separation of microparticles.</a> Scientific Reports. 6 (1), 1-18 (2016).</li>
<li>Beattie, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Clog-free+cell+filtration+using+resettable+cell+traps%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+on+a+Chip%22%5BJournal%5D)">Clog-free cell filtration using resettable cell traps.</a> Lab on a Chip. 14 (15), 2657-2665 (2014).</li>
<li>Cheng, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+bubble-+and+clogging-free+microfluidic+particle+separation+platform+with+multi-filtration%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+on+a+Chip%22%5BJournal%5D)">A bubble- and clogging-free microfluidic particle separation platform with multi-filtration.</a> Lab on a Chip. 16 (23), 4517-4526 (2016).</li>
</ol>

Yazarların açıklayacağı bir çıkar çatışması yoktur.

Bu platform, çeşitli boyutlardaki parçacıkları saflaştırmak ve konsantre etmek için basit bir yol sağlar. Partiküller pnömatik valf kontrolü ile biriktirilir ve serbest bırakılır ve pasif bir yapı olmadığı için tıkanma gözlenmez. Bu cihazı kullanarak, üç boyutlu parçacıkların konsantrasyonu sunulmaktadır. Bununla birlikte, çalışma basıncı, konsantrasyon için gereken süre ve oran, cihaz boyutlarına, partikül boyutu büyütmesine ve Vs18,20,21'deki<sup cla...

Biyolojik analizin önemi nedeniyle, mikroakışkan ve biyomedikal mikroelektromekanik sistemler (BioMEMS) teknolojileri1,2, mikromalzemelerin saflaştırılması ve toplanması için cihazlar geliştirmek ve incelemek için kullanılmaktadır 2,3,4. Parçacık yakalama aktif veya pasif olarak kategorize edilir. Aktif tuzaklar, bağımsız parçacıklara etki eden harici dielektrik5, manyetoforetik6, işitsel7, görsel8 veya termal9 kuvvetleri için kullanılmış ve hareketlerinin hassas kontrolünü sağlamıştır. Bununla birlikte, parçacık ve dış kuvvet arasında bir etkileşim gereklidir; bu nedenle, verim düşüktür. Mikroakışkan sistemlerde, akış hızının kontrol edilmesi çok önemlidir, çünkü dış kuvvetler hedef parçacıklara iletilir.
Genel olarak, pasif mikroakışkan cihazların mikrokanallarda mikro sütunları vardır10,11. Parçacıklar, akan bir sıvı ile etkileşim yoluyla filtrelenir ve bu cihazların tasarlanması kolaydır ve üretimi ucuzdur. Bununla birlikte, mikro sütunlarda parçacık tıkanmasına neden olurlar, bu nedenle parçacık tıkanmasını önlemek için daha karmaşık cihazlar geliştirilmiştir12. Karmaşık yapılara sahip mikroakışkan cihazlar genellikle sınırlı sayıda parçacığı yönetmek için uygundur 13,14,15,16,17,18.
Bu makalede, yukarıda belirtildiği gibi eksikliklerin üstesinden gelen büyük parçacık konsantrasyonları için pnömatik olarak tahrik edilen bir mikroakışkan platform üretmek ve çalıştırmak için bir yöntem açıklanmaktadır18 . Bu platform, kavisli mikroakışkan kanallarda biriken elek valfi (Vs) plakasının ince diyafram tabakasının deformasyonu ve çalıştırılması ile parçacıkları bloke edebilir ve konsantre edebilir. Partiküller kavisli mikroakışkan kanallarda birikir ve konsantre partiküller, çalışma sıvısını iki PDMS contasının açma/kapama valflerinin çalıştırılmasıyla boşaltılarak ayrılabilir18. Bu yöntem, sınırlı sayıda parçacığın işlenmesini veya çok sayıda küçük parçacığın konsantre edilmesini mümkün kılar. Akış hızının büyüklüğü ve basınçlı hava basıncı gibi çalışma koşulları, istenmeyen hücre hasarını önleyebilir ve hücre yakalama verimliliğini artırabilir.

<table><tbody><tr><td>1,5 mm delinme</td><td>Kendi kendine prodüksyon</td><td>Kendi kendine prodüksyon</td><td>Bu delinme, Miltex&reg; Pistonlu Biyopsi Punch (15110-15) ürünü.</td></tr><tr><td>4 inç Silikon Gofret / SU-8 kalıp</td><td>4science</td><td>29-03573-01</td><td>4 inç (100) Ptype silikon gofret / SU-8 kalıp</td></tr><tr><td>Karboksil Polistiren Çapraz Bağlı Parçacık (24.9 & mu; m)</td><td>Spherotech</td><td>CPX-200-10</td><td>Konsantre boncuk örneği1</td></tr><tr><td>Akış ölçer</td><td>Sensirion</td><td>SLI-1000</td><td>Akış ölçümü</td></tr><tr><td>Yüksek hızlı kamera</td><td>Photron</td><td>FASTCAM Mini</td><td>Konsantrasyon gözlemi</td></tr><tr><td>Sıcak plaka</td><td>Sıvının</td> kürlenmesi için <td>bir HI-1000</td><td>ısıtma plakası olarak PDMS</td></tr><tr><td>KOVAX-ŞIRINGA 10 mL/Şırınga</td><td>Koreavaccine</td><td>22G-10ML</td><td>Mikroakışkan kanalı kabarcıksız demineralize su ile doldurun.</td></tr><tr><td>Laboratuvar Conona işleyici / Atmosferik plazma</td><td>Electro-Technic</td><td>BD-20AC</td><td>Çip bağlama / atmosferik plazma</td></tr><tr><td>Sıvı polidimetilsiloksan, PDMS</td><td>Dow Corning Inc.</td><td>Sylgard 184</td><td>Çip</td></tr><tr><td>Mikroskobunun</td> Bileşenleri <td>Olympus</td><td>IX-81</td><td>Konsantrasyon gözlemi</td></tr><tr><td>PEEK Tüpleri</td><td>SAINT-GOBAIN PPL CORP.</td><td>AAD04103</td><td>Parçacıkları enjekte edin veya toplayın</td></tr><tr><td>Polistiren Parçacık (4.16 & mu; m)</td><td>Spherotech</td><td>PP-40-10</td><td>Konsantre boncuk örneği3</td></tr><tr><td>Polistiren Parçacık(8.49 &mu; m)</td><td>Spherotech</td><td>PP-100-10</td><td>Konsantre boncuk örneği2</td></tr><tr><td>Basınç kontrolörü/&mu; flucon</td><td>AMED</td><td>&mu; flucon</td><td>Hava basıncının kontrolü</td></tr><tr><td>Spin kaplayıcı</td><td>iNexus</td><td>ACE-200</td>, <td>sıvı PDMS'yi SU-8 kalıbına yaydı</td></tr></tbody></table>

mikro partikül konsantrasyonu için pnömatik tahrikli mikroakışkan platform

Pneumatically Driven Microfluidic Platform for Micro-Particle Concentration

Bu makalede, mikroakışkan bir platform kullanarak partikül konsantrasyonunu kontrol etmek için pnömatik bir valf imal etmek ve çalıştırmak için bir yöntem tanıtılmaktadır. Bu platform, polidimetilsiloksan (PDMS) ile dubleks replikasyon yoluyla ağlar, kanallar ve alanlar oluşturan kavisli sıvı kanalları ve üç pnömatik valf içeren üç boyutlu (3D) bir ağa sahiptir. Cihaz, pnömatik bir valf tarafından kontrol edilen bir akışkan akış hızının geçici tepkisine göre aşağıdaki sırayla çalışır: (1) numune yükleme, (2) numune blokajı, (3) numune konsantrasyonu ve (4) numune salınımı. Parçacıklar, elek valfi (Vs) plakasının ince diyafram tabakası deformasyonu ile bloke edilir ve kavisli mikroakışkan kanalda birikir. Çalışma sıvısı, iki açma/kapama valfinin çalıştırılmasıyla boşaltılır. Operasyonun bir sonucu olarak, çeşitli büyütmelerdeki tüm parçacıklar başarıyla yakalandı ve devre dışı bırakıldı. Bu teknoloji uygulandığında, çalışma basıncı, konsantrasyon için gereken süre ve konsantrasyon oranı, cihaz boyutlarına ve partikül boyutu büyütmesine bağlı olarak değişebilir.

Şekil 8 , Tablo 2'de belirtildiği gibi, dört aşamalı bir platform işlemi için akışkan hızlarının akış hızını göstermektedir. İlk aşama yükleme durumudur (bir durum). Platform, tüm valfler açıkken sıvı ile beslendi ve mikroakışkan kanal ağı yapısal simetri sergilediği için çalışma sıvısı (Qf) ve parçacıklar (Qp) neredeyse aynı. İkinci aşamada (b durumunda), partikülleri bloke etmek için basınçlı hava V'ye taşındı ve Vs diyafram deforme oldukça, akış yolu daraldı ve çıkış port...

Mevcut protokol, verimli mikropartikül konsantrasyonu için kullanılabilecek pnömatik bir mikroakışkan platformu tanımlamaktadır.

Mikro Partikül Konsantrasyonu için Pnömatik Tahrikli Mikroakışkan Platform

The present article introduces a method for fabricating and operating a pneumatic valve to control particle concentration using a microfluidic platform. ...

Bu protokol, parçacık tıkanması ve karmaşık yapılar gibi eksikliklerin üstesinden gelen çok parçacıklı konsantrasyonlar için pnömatik olarak yönlendirilen mikroakışkan platform üzerinde üretim ve işletme yöntemimizi açıklamaktadır. Bu yöntemler, sınırsız sayıda parçacığın işlenmesini, çok sayıda küçük parçacığa konsantre olmayı ve istenmeyen hücre hasarını önlemeyi mümkün kılar ve entropi verimliliğini arttırır. Biyolojik analizin önemi nedeniyle, mikroakışkan ve biyomedikal mikroelektro mekanik sistemler teknolojileri, mikro malzemelerin saflaştırılması ve toplanması için cihazlar geliştirmek ve incelemek için kullanılmaktadır.Başlamak için, valfi pnömatik olarak kontrol etmek üzere PDMS katmanını çoğaltmak üzere önceden hazırlanmış bir pnömatik valf kanalı SU8 kalıbı kullanın. Hazırlanan bir pnömatik valf kanal kalıbına 10 mililitre sıvı PDMS ve bir mililitre kürleme maddesi dökün ve 30 dakika boyunca 90 santigrat derecede ısı aktive olur. PDMS yapıları kürlendikten sonra, SU8 kalıbını ayırın.1,5 milimetrelik bir delinme kullanarak pnömatik valf kanalına üç adet 1,5 milimetrelik pnömatik bağlantı noktası delin. Temiz bir SU8 kalıbına 10 mililitre sıvı PDMS ve bir mililitre kürleme maddesi dökün. Bir spin kaplayıcı kullanarak dakikada 1500 devirde 15 saniye boyunca döndürün, ardından 30 dakika boyunca 90 santigrat derecede ısıl aktive edin.PDMS yapıları kürlendikten sonra SU8 kalıbını ayırın. PDMS yapısını atmosferik plazma ile 20 saniye boyunca tedavi edin. Bir mikroskop kullanarak, plazma ile muamele edilmiş PDMS yapılarını kanal yapısına göre hizalayın.Hizalanmış PDMS yapılarını 30 dakika boyunca 90 santigrat derecede ısıtarak bağlayın. 1,5 milimetrelik bir delinme kullanarak, sıvı kanalı girişinde ve ince diyafram tabakasına bağlı pnömatik kanal kısmındaki çıkışlarda 1,5 milimetre çapında bir delik açın. Mikroakışkan bir kanal oluşturmak için iki SU8 kalıbı kullanarak PDMS katmanının her iki tarafını da çoğaltın.Ön tarafta kavisli ve dikdörtgen bir mikroakışkan kanal kalıbı ve arkada bir mikroakışkan ara bağlantı kanalı kalıbı kullanın. Kavisli ve dikdörtgen mikroakışkan kanal kalıbına 10 mililitre sıvı PDMS ve bir mililitre kürleme maddesi dökün ve 15 saniye boyunca dakikada 1200 devirde döndürün, ardından 30 dakika boyunca 90 santigrat derecede ısı aktivasyonu ile kavisli sıvı odası ve sıvı kanalları için kalıplar oluşturun. Mikroakışkan kanalın oluştuğu PDMS tabakasını ayırın.Ardından, cam gofrete yapıştırılarak kapalı havalandırma duvarını kaplayan ısıl aktif bir kalıp oluşturmak için 20 saniye boyunca atmosferik plazma ile muamele edin. SU8 kalıbının ara bağlantı kanalına üç mililitre sıvı PDMS dökün. Ara bağlantı kanalı kalıbı ile imal edilen yapıyı, mikroakışkan ara bağlantı kanalı kalıbı üzerindeki sıvı PDMS'de düzenleyin.Daha sonra üst üste bindirilmiş yapıyı 30 dakika boyunca 130 santigrat derecede kurutun. Kürledikten sonra, ön SU8 kalıbını mikroakışkan kanal ağ katmanından çıkarın ve arka PDMS kalıbını dikkatlice çıkarın. 10 mililitre sıvı PDMS ve bir mililitre kürleme maddesini temiz bir SU8 kalıbına dökün ve ısıl olarak 30 dakika boyunca 90 santigrat derecede aktive edin.PDMS yapıları kürlendikten sonra SU8 kalıbını ayırın. PDMS mikroakışkan ara bağlantı kanalı kalıplarını atmosferik plazma ile 20 saniye boyunca tedavi edin. Bir mikroskop kullanarak, plazma ile muamele edilmiş PDMS yapılarını kanal yapısına göre hizalayın.Hizalanmış PDMS yapılarını 30 dakika boyunca 90 santigrat derecede ısıtarak bağlayın. Bu işlem sırasında hazırlanan PDMS yapılarını kanal yapısına göre hizalayın ve atmosferik plazma ile 20 saniye boyunca işlemden geçirerek bağlayın. 10 mililitrelik bir şırınga kullanarak, mikroakışkan kanalı kabarcıksız, demineralize suyla doldurun.Çalışma sıvısının basıncını ve mikroboncuk akışını kontrol eden üç pnömatik valfi kontrol etmek için, çalışma sıvısı için dört veya daha fazla çıkış kanalına sahip hassas bir basınç kontrol cihazını mikroakışkan platformuna yerleştirin. Damıtılmış suda çeşitli boyutlarda karboksil polistiren test parçacıkları hazırlayın. Çalışma sıvısının akış hızını kontrol etmek için, bir cam şişenin yarısını suyla doldurun ve cam şişe kapağını kontrolör çıkış kanalına ve mikro valfe bağlayın.Ters çevrilmiş bir mikroskop kullanarak, tüm platform işlemlerini gözlemleyin ve çıkışta zaman içindeki çalışma akış hızını bir sıvı debimetresi ile ölçün. Partikül veya sıvı karışımını, partikül valfi ile girişteki basınç altında enjekte edin. Valfi harekete geçirmek için CIV valfine 15 kilopaskalda ve partikül valfine 18 kilopaskalda basınç uygulayın.Partiküller konsantre olduğunda, sadece sıvı valfine basınç uygulayın. Akışkanların akış hızı dört aşamalı bir platform operasyonuna bölündü. İlk aşama yükleme durumuydu.Çalışma sıvısı ve parçacıklar, mikroakışkan kanal ağının yapısal simetri sergilediği için neredeyse aynıydı. İkinci aşama engelleme durumuydu. Akış yolu daraldı ve çıkış portunda ölçülen akış hızı hidrolik dirençle azaltıldı.Üçüncü aşama konsantrasyon haliydi. Ölçülen QP sıfıra yakındı ve QF, engelleme durumunun yaklaşık 1.42 katıydı. Son aşama serbest bırakma durumuydu.Ortaya çıkan akış ve konsantrasyon hızları, pnömatik valf ile programlanan sıralı çalıştırmanın akış değişiklikleri nedeniyle iyi çalıştığını kanıtladı. CIV valfi ve partikül valfi kapatıldığında partiküller toplanma alanında yoğunlaştı ve birikti ve tüm toplanan, konsantre parçacıklar sadece sıvı valfi kapatıldığında dört saniye içinde serbest bırakıldı. Bu prosedürün önemli bir parçası, PDMS tabakasının hava tabakasının biraz daha fazla basıncı ile implante edildiği arka yapıyı kürlemektir.Ve deforme olmuş film tabakası aniden aktive olur. Bu platform, çok konsantre ve düz ve askıya alınmış biyopartiküllerin otomatik ön işlemi için kullanılabilir, çünkü işlem fiziksel parçacıkların özelliklerinden etkilenmez.

pneumatically-driven-microfluidic-platform-for-micro-particle

Research

JoVE Journal

Engineering

Mühendislik

Roman mikroakışkan sistemi pasif pompalama olgusu ve kullanıcı kontrollü bir sıvı iletim sistemi kullanılarak geliştirilmiştir. Bu mikroakışkan sistem kullanımı düşük maliyetli, kolay, hacimsel hassasiyet, yüksek hız, tekrarlanabilirlik ve otomasyon verilen biyolojik uygulamalar geniş bir yelpazede kullanılan olma potansiyeline sahiptir.

Mikroakışkan Cihazlar Pasif pompalanması için Yüksek Hızlı Damlacık tabanlı Dağıtım Sistemi

Bu makalede, hidrodinamik akış dayalı parçacık hapsi mikroakışkan tabanlı bir yöntem mevcut. Biz böylece entegre bir microdevice keyfi parçacıkların hapsi ve mikromanipülasyon sağlayan bir geribildirim kontrol mekanizması kullanılarak bir sıvı durgunluk noktasında kararlı parçacık yakalama göstermektedir.

Tek Parçacıklar için mikroakışkan tabanlı Hidrodinamik Tuzak

Damlacık tabanlı mikroakışkan platformları kHz oranları ucuza pikolitrelik, kendi kendine bölümlere damarları oluşturmak mümkün olduğundan yüksek kapasiteli deney için umut vaat eden adaylardır. Hızlı, hassas ve yüksek çözünürlüklü floresans spektroskopik yöntemleri ile entegrasyon sayesinde, bu sistemler içinde üretilen bilgilerin büyük miktarda verimli, ayıklanır, harnessed ve kullanılan olabilir.

Mikroakışkan damlacık platformları için Floresan algılama yöntemleri

Bu protokol, bir mikroakışkan cihaz kullanarak otomatik küçük hacimli (0,15–1,5 ml) parçacık ayırma işlemleri gerçekleştirmek için bir sistem mimarisini tanımlar ve akustoakışkan cihaz performansını ve çalışmasını optimize etme yöntemlerini tartışır.

Bir mikroakışkan Hassas Küçük hacimli Numune İşleme Platformu ve Akustik mikrocihazda Ayrı Biyolojik Parçacıklar Boyutu Kullanımı

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

Polidimetilsiloksan (PDMS) içinde iki mikrokanal arasında nanoakışkan bir bağlantı oluşturmak için silika kolloidal nanopartiküllerin basit bir kendi kendine montaj tekniği öneriyoruz. Bu teknik kullanılarak, bir mikrokanalın içine ~ 45 nm'ye kadar gözenek boyutuna sahip nano gözenekli bir boncuk zarı inşa edildi ve DNA örneklerinin elektrokinetik ön konsantrasyonuna uygulandı.

Kolloidal Parçacıkların Öz-Montaj Süreci yoluyla PDMS mikroakışkan Chip Sub-50 Nm Nanofluidic Junctions oluşturma

Laboratuvar içinde bırak tepki sistemleri karmaşık tepkiler çok yönlü uygulanması bir mikrosıvısal ölçeğinde izin verir. Elektromanyetik bobinler bir 3 x 3 matris oluşan bir otomatik çalıştırma platformu geliştirilmiştir ve başarıyla birleştirme iki 10 µL microreactors için kullanılan ve böylece elde edilen sıvı mermer bir enzimatik reaksiyon başlatabilir.

Sulu damlacıkları enzimatik Microreactors ve onların elektromanyetik çalıştırma kullanılan

Birden mikroakışkan kanallarda parçacıkların algılama ve boyutlandırma multipleks için, kod bölmeli çoklu erişim (CDMA) ile rezistif darbe algılama (RPS) birleştiren entegre bir yüzey elektrot ağı ile mikroakışkan platformu göstermektedir.

Parçacıkların Mekansal Takip için Çoklanmış Elektronik Algılama ile mikroakışkan Platformu

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

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, manganez oksit minerallerinin mikrobiyal çökelmesini incelemek için mikrofluidik bir sistem sunar. Biyomineral oluşumu yerinde optik mikroskopi ve görüntü analiziyle ölçülür. Bu yaklaşım, gözenekli ortamlarda diğer belirgin renkli biyojenik minerallerin çökelmesini incelemek için uyarlanabilir.

Gözenekli ortamda metal oksitlerin mikrobiyal çökelmesini araştırmak için mikrofluidik bir platform

Öğrenin, pnömatik mikroakışkan platform kullanarak mikro partikül konsantrasyonunu nasıl gerçekleştireceğinizi. Bu yöntem, tıkanıklığı önler ve hücre hasarını minimize ederek biyolojik analizler için etkili bir çözüm sunar.

Mikro Partikül Konsantrasyonu için Pnömatik Tahrikli Mikroakışkan Platform

Daha fazla video keşfet