One-Step approccio a fabbricare canali microfluidici Polydimethylsiloxane di diverse sezioni geometriche da processi sequenziali acquaforte bagnata

Summary

Diversi metodi sono disponibili per la realizzazione di canali di sezioni non rettangolari incorporati in dispositivi microfluidici polidimetilsilossano. La maggior parte di essi coinvolgono produzione multistep e vasto allineamento. In questa carta, un approccio One-Step è segnalato per la realizzazione di canali microfluidici di diverse sezioni trasversali geometriche di polidimetilsilossano sequenziale acquaforte bagnata.

Abstract

Materiali di polidimetilsilossano (PDMS) sostanzialmente vengono sfruttate per fabbricare dispositivi microfluidici mediante tecniche di stampaggio di litografia soft replica. Progettazione di layout di canale personalizzati sono necessari per determinate funzioni e prestazioni integrato di dispositivi microfluidici nelle numerose applicazioni biomediche e chimiche (per esempio, la coltura cellulare, biosensori, sintesi chimica e dei liquidi). A causa della natura di approcci utilizzando wafer di silicio con strati di photoresist modellati di fotolitografia come master stampi di stampaggio, i canali microfluidici comunemente hanno sezioni trasversali regolari di forme rettangolari con altezze identiche. In genere, canali con più altezze o sezioni geometriche differenti sono progettati per possedere particolari funzioni e ad esibirsi in varie applicazioni di microfluidica (ad esempio, hydrophoresis viene utilizzato per l'ordinamento di particelle e in flussi continui per che separa le cellule del sangue^6,7,8,9). Pertanto, una grande quantità di sforzo è stata fatta nella costruzione di canali con varie sezioni attraverso approcci più-passaggio come fotolitografia utilizzando diversi strati di photoresist e l'assemblaggio di diversi PDMS sottili fogli. Tuttavia, tali approcci più-passaggio di solito comportano procedure noiose e ampia strumentazione. Inoltre, i dispositivi fabbricati non possono eseguire in modo coerente e ha portati dati sperimentali potrebbero essere imprevedibili. Qui, un approccio One-Step è sviluppato per la semplice realizzazione di canali microfluidici con diverse sezioni trasversali geometriche attraverso processi sequenziali acquaforte bagnata di PDMS, che introduce il mordenzante in canali di pianificato monostrato layout incorporato in materiali PDMS. Rispetto ai metodi esistenti per la produzione di canali microfluidici PDMS con diverse geometrie, l'approccio sviluppato uno stadio è in grado di semplificare notevolmente il processo per fabbricare canali con sezioni non rettangolari o di varie altezze. Di conseguenza, la tecnica è un modo di costruire canali microfluidici complessi, che fornisce una soluzione di montaggio per l'avanzamento di sistemi microfluidici innovativi.

Introduction

Tecniche di microfluidica hanno attirato l'attenzione negli ultimi decenni a causa della loro vantaggi intrinseci per una varietà di applicazioni e ricerca biomedica e chimica. Diverse opzioni di utilizzo del materiale per la costruzione di chip microfluidici sono disponibili al giorno d'oggi, come polimeri, ceramica e materiali di silicio. Al meglio della nostra conoscenza, tra i materiali di microfluidica, PDMS è quella più comune grazie alle sue proprietà di materiale appropriato per vari microfluidica ricerca e applicazioni, comprese le sue compatibilità ottiche e biologici con particelle, fluidi e gli organismi viventi estremamente piccoli di¹

Protocol

1. fabbricazione di dispositivi microfluidici con strato singolo canale layout

Nota: In questa carta, la litografia soft metodo³ è adottata per la realizzazione di dispositivi microfluidici costituiti da materiali PDMS, per dimostrare come per la fabbricazione di canali con varie sezioni.

1. Creazione di stampi master per un livello PDMS con caratteristiche di topologia progettata
   1. Progettazione layout di canale su un livello PDMS per un singolo processo di incisione o acquaforte in sequenza.
   2. Disegnare le caratteristiche di topologia invertito dello strato PDMS progettato ....

Results

Recentemente, un gran numero di studi è stato apportato sulla fabbricazione di dispositivi microfluidici con canali di diverse sezioni dalla replica di Litografia stampaggio^13,14,15 e PDMS acquaforte tecniche^{17 , 18 , 19 , 20 , 21}

Discussion

Negli ultimi decenni, microfluidica ha offerto mezzo promettente che piattaforme sperimentali per la ricerca biomedica e chimica possono essere costruito sistematicamente^{1,2,3,4, 5}. Le piattaforme hanno presentato le loro capacità di indagare diverse funzioni cellulari in vivo in condizioni fisiologiche microambiente via in vitro delle cellu.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
1-metil-2-pirrolidinone	Tedia, Fairfield, OH	ME-1962	NMP
10 ml siringa	Becton-Dickinson, Franklin Lakes, NJ	302151
150 mm Piastra di Petri	Dogger Science	DP-43151
1H,1H,2H,2H- Perfluoroottiltriclorosilano	Alfa Aesar, Ward Hill, MA	L16606	97 % silano
Wafer fittizio in silicone da 4 ''	Wollemi Technical, Taoyuan,	Taiwan-Acetone
	ECHO Chemical, Miaoli, Taiwan	AH3102-000000-72EC
AG Allineatore per maschera a doppia esposizione	M & R Nano Technology, Taoyuan, Taiwan	AG500-4D-D-V-S-H
Punzone per biopsia	Miltex, Plainsboro, NJ	33-31
Ago smussato	Jensen Global, Santa Barbara, CA	Calibro 16
Ossido tamponato Etch	ECHO Chemical, Miaoli, Taiwan	PH3101-000000-72EC
Desicattor	A-VAC Industries, Anaheim, CA	35.10001.01
Fluoresceina Acqua Salata Sodica	Sigma-Aldrich Co., St Louis, MO	F6300
ImageJ	National Institutes of Health, Bethesda, MD	Ver. 1.51	Programma di elaborazione delle immagini
Microscopio a fluorescenza invertito	Leica Microsystems, Wetzlar, Germania	DMI 6000 B
Alcool isopropilico (IPA)	ECHO Chemical, Miaoli, Taiwan	CMOS112-00000-72EC
Leica Application Suite	Leica Microsystems GmbH	LAS X
MATLAB	MathWorks, Natick, MA	R2015b	Programmazione per la valutazione RM
Convenzione meccanica Forno	ThermoFisher Scientific, Waltham, MA	Lindberg Blue M MO1450C
Sistema di trattamento al plasma	Nordson MARCH, Concord CA	PX-250	Trattamento superficiale al plasma di ossigeno
Polidimetiltilossano (PDMS)	Dow Corning, Midland, MI	SYLGARD 184
Tubi in polietilene	Becton-Dickinson and Company, Sparks, MD	427446	PE 205, 10'Spin
Coater	ELS Technology, Hsinchu, Taiwan	ELS 306MA
Fotoresist a tono negativo	MicroChem, Westborough, MA	SU-8 2050
Sviluppatore di fotoresist a tono negativo	MicroChem, Westborough, MA	Y020100	Sviluppatore SU-8
Lama chirurgica	Piuma, Osaka, Giappone	5005093	Pompa a siringa da taglio PDMS
Chemyx, Houston, TX	Fusion 400
Fluoruro di tetra-n-butilammonio (TBAF)	Alfa Aesar, Ward Hill, MA	A10588