Generatie van grootte bestuurde Poly (ethyleen Glycol) Diacrylate druppels via Semi-3-dimensionale Flow gericht Microfluidic apparaten

Deze methode kan helpen om de belangrijkste vragen in het veld van microfluïdische druppelvorming te beantwoorden, inclusief het fabriceren van de semi-driedimensionale flow focusing PDMS chip en het produceren van pure PGD druppels. Het belangrijkste voordeel van deze tactiek is dat het semi-3D flow focusing apparaat grotere testvelden biedt voor flow focusing mal. Pure PGD zorgt ervoor dat het ratio van PGD deeltjes lager is dan 10%De implicaties van deze techniek kunnen worden uitgebreid naar vele biochemische implicaties vanwege de grotere oppervlakte-volume verhouding.

Nozzle, grootschalige toepassingen zullen profiteren van deze techniek met het verbruiken van enkele microliters monster. Nu kan deze methode inzicht geven in PGD druppelvorming. Het kan ook worden toegepast op andere systemen zoals gas-uitrusting flow focusing analyse.

Over het algemeen zullen individuen die nieuw zijn in deze methode worstelen vanwege verstopping in de opening en de instabiliteit van tip streaming mal. Deze methode is cruciaal, aangezien semi-3d flow focusing chip fabricage moeilijk te leren is omdat het uitlijnen van boven- en onderlagen PDMS om een semifluidische chip met de hand te fabriceren niet is beoordeeld. Ontwerp de twee fotomaskers met behulp van standaardtechnieken.

Gebruik twee afzonderlijke lagen voor masker één en twee in hetzelfde tekeningbestand om ervoor te zorgen dat alle verbindingen tussen de verschillende kanalen overeenkomen. Masker één bevat het verspreide fase inlaatkanaal en een opening, terwijl masker twee het doorlopende fase inlaatkanaal, de filter en de uitlaat bevat. Gebruik de twee uitlijningsmarkeringen en print de verschillende lagen onafhankelijk af op een chrome plaat op glas.

Plaats vervolgens in een aangewezen fotolithography lab een schone, 3-inch diameter siliciumwafer op een spin coater en zet de vacuüm aan om de wafer aan de spin chuck te bevestigen. Spin coat twee tot drie milliliter SU-8 2025 negatieve fotoresist gedurende 10 seconden bij 1.000 rpm. Verander vervolgens de snelheid naar 3.000 rpm gedurende 30 seconden.

Dit zal een laagdikte van 20 microns geven voor de eerste laag. Zacht bak de eerste laag door deze zes minuten op een hot plate van 95 graden Celsius te plaatsen. Verwijder vervolgens de wafer en laat deze afkoelen tot kamertemperatuur.

Stel de zacht gebakken wafer bloot aan masker nummer één onder een gecollimeerde UV lichtbron gedurende 18 seconden. Na de UV blootstelling, post bak de wafer op een hot plate van 95 graden Celsius gedurende zes minuten. Laat daarna de wafer afkoelen tot kamertemperatuur.

Herhaal het spincoating proces een tweede keer met behulp van twee tot drie milliliter SU-8 2100 negatieve fotoresist. Draai de wafer gedurende 10 seconden bij 1.000 rpm en vervolgens gedurende 30 seconden bij 2.000 rpm. Dit geeft een tweede laagdikte van 130 microns.

Na het zacht bakken van de wafer op een hot plate van 95 graden Celsius gedurende 35 minuten, lijn masker nummer twee uit op de tweede laag fotoresist en stel het bloot aan UV licht gedurende 30 seconden. Post bak het vervolgens op een hot plate van 95 graden Celsius gedurende zeven minuten. Eenmaal afgekoeld tot kamertemperatuur, ontwikkel de wafer door deze te onderdompelen in een geroerd bad van 50 milliliter propyleenglycol methylether acetaat tot de kenmerken op de wafer duidelijk worden.

Was vervolgens de wafer met ethylalcohol. Plaats de wafer ten slotte op het thermostatische platform en hard bak het gedurende twee uur bij 95 graden Celsius. Meng een PDMS monomeer en zijn verhardingsmiddel gedurende vier minuten in een verhouding van 10:1 voor de bovenste laag en een verhouding van 8:1 voor de onderste laag.

Gebruik een automatische zalfschudder om de siliciumwafer in een 90 millimeter petrischaal te plaatsen, en giet vervolgens het PDMS mengsel in een verhouding van 8:1 over de mal tot een dikte van twee tot drie millimeter. Ontgast vervolgens het PDMS in een vacuümkamer totdat alle bubbels verdwijnen. Plaats de petrischaal in een oven en verhard het PDMS gedurende één uur bij 80 graden Celsius.

Eenmaal afgekoeld tot kamertemperatuur, gebruik een scalpel om het apparaat minstens drie millimeter van de kenmerken te snijden, en verwijder langzaam de PDMS laag van de siliciumwafer. Prik vervolgens de verspreide fase inlaat, de doorlopende fase inlaat en de uitlaat in de bovenste PDMS laag met behulp van een pons met een diameter van 0,75 millimeter. Reinig het PDMS oppervlak met plakband om eventuele stofdeeltjes te verwijderen.

Plaats vervolgens zowel de bovenste als onderste PDMS lagen gelijktijdig in een plasmareiniger, en stel ze bloot aan plasma gedurende twee minuten bij 300 watt. Plaats onmiddellijk na de plasmablootstelling de bovenste laag op de onderste laag en schuif de oppervlakken relatief tot elkaar totdat de kenmerken zijn uitgelijnd door middel van een stereomicroscoop. Verhard het apparaat in een oven bij 120 graden Celsius gedurende één dag om zijn sterkte te verbeteren en de binding te voltooien.

Bereid om te beginnen de doorlopende fase oplossing voor door 18%van een siliconen-gebaseerde niet-ionische oppervlakteactieve stof op te lossen in hexadecaange. Bereid vervolgens de oplossing van de verspreide fase voor door te beginnen met een hydrofiele peg diacrylate, één millimol per liter van een fluorescente kleurstof, en het toevoegen van vijf milligram per milliliter van een foto initiator. Vul de één milliliter reservoirs van een pneumatische drukregelaar met de doorlopende fase.

Vul vervolgens een 200 microliter gel-lading tip met de verspreide fase. Plaats het semi-3D microfluïdische apparaat op het podium van een omgekeerde optische microscoop uitgerust met een hogesnelheidscamera. Verbind vervolgens een gefluorineerde ethyleen propyleen buis met het doorgestoken gat van de doorlopende fase door deze eerst aan een korte roestvrijstalen buis te bevestigen, de buis in het uiteinde van een gel lading tip te steken en de tip in het doorgestoken gat van de verspreide fase te plaatsen.

Prik vervolgens een 20 cm lange FEP bu