微探针：操作和使用的局部表面处理

摘要

在这个视频中，我们目前微流体探头 ¹

摘要

微流体装置允许使用微量的样品进行检测，最近被用来控制细胞的微环境。通常与微流体样品可以引进，并在培养细胞的情况下，在一个密闭的卷，封闭的，限制其使用的微。另一方面，micropipetting系统已用于本地灌注细胞和表面的，尤其是使用推挽设置，其中源和其他如水槽，但流动的禁闭吸管行为很难在三个方面。此外，吸液管是脆弱的，难以定位，因此，只使用静态配置。

微流体探头（MFP）避开封闭的微流体通道的建设和实施的限制，微流体流动，而不是封闭到微流体系统样品，可以直接传送到样品，并扫描整个样品，使用MFP。 。注射和愿望开口都设在一个几十微米，使注入的差距只限于一个微水刀周围的液体的水动力和完全吸气到其他开放。微水刀可以在基板表面被刷新，并提供了本地化的试剂可用于大面积扫描探针在表面上的沉积/交付精确的工具。在这个视频中，我们目前的微流^控探头1（MFP ）。我们详细解释如何组装MFP，倒置显微镜上面安装，并对齐相对基板表面，并最终显示如何使用它的过程中衬底表面，沉浸在一个缓冲区。

研究方案

1。微细探针头（不显示在视频的过程）

1. 一个²硅晶片，4英寸直径，厚525微米，具有1微米厚的热的SiO2层，spincoated与光阻（PR）为在4000转45的小号。
2. 晶圆是在110C预焙为50秒，并通过一个5秒的所有元素（端口和微），直接投资开发和冲洗的掩码公开。
3. 发现二氧化硅是铭刻在一个1:7缓冲氢氟酸（BHF）≈15分钟（已铭刻二氧化硅基板去湿指示完成蚀刻）的解决方案。一个氧气等​​离子或丙酮用于灰或条状，其余的公关。
4. 第二公关层旋涂在1500转每分钟为45秒，产生了≈10微米[31]的厚重迭层。下面这个公关层SiO2的格局仍是可见的，用于晶圆，以配合第二只具有端口的掩码。
5. 晶圆曝光和发展的PR后，冲洗，干燥，并在95C postbaked 20分钟。
6. 硅晶片是连接到支持晶圆与融化的白蜡保护夹头。
7. 电感耦合等离子体（ICP）的DRIE是用于传输公关，并嵌入到晶圆地形三个步骤的过程中SiO2的模式：
   1. 的DRIE，使之成为SI（厚公关定义的模式）≈500μmdeep端口。
   2. 不卸载的DRIE机晶圆，公关是使用等离子灰化。
   3. 暴露的二氧化硅模式作为第二个干法刻蚀过程的面具，创造50微米深的通道，开放晶圆灌装并通过排气孔。卸载后，支持晶圆下温水流是分离的。微加工晶圆，然后洗净后用丙酮，乙醇和DI。
8. 个别MFP芯片泡。
9. PDMS的接口块制造，铸造成两个结构聚（甲基丙烯酸甲酯）（PMMA）的元素，形成底部抛光的钢板，和两个毛细血管（分为两个通孔，访问的每个插入孔中组成一个micromould钢板）作为流体连接孔持有人。在60C烘箱固化硅橡胶是至少1小时。
10. 保税通过激活空气等离子在1毫巴24小号在230W的两个部分，并加入两者结合起来使用一个自制的机械对准一个泡MFP硅芯片的PDMS块。
11. 大会是在至少1小时的60C烤箱债券

2。大会在MFP

1. 不透气的玻璃注射器都充满了相应的试剂，使用塑料注射器和针头，以确保无气泡存在。通常情况下，我们使用了注入1日-10微升注射器，和一个较大的抽气量的5-10倍的注射器。
2. 注射器使用低死体积Nanotight配件连接到毛细管。
3. 毛细血管充满气泡，在显微镜下检查。
4. MFP芯片与缓冲液，以防止泡沫诱捕连接的毛细血管时预填充。
5. 毛细血管探头插入硅橡胶连接件

3。 MFP的设置

1. 探头夹到探头支架和安装上盖倒置显微镜的探针台
2. 放入高精度注射泵的注射器。
3. 的基板，如玻璃幻灯片，插入自制的持有人，即贴在显微镜阶段。
4. 通过观察牛顿环（干涉条纹）出现时，MFP与基板接触到使用的测角仪对MFP的台地和基板的并行调整。联系点和环的频率作为倾斜的迹象。当MFP与表面对齐，一个单一的干扰环遍及整个表面。这项措施也是校准MFP和基板之间的分离。
5. MFP和基板之间的差距是表面图案进程的关键。由于基板是低于MFP扫描处理，水平对齐方式进行调整微米精度和使用三个点支撑，形成三个千分尺螺丝。

4。 MFP的操作

1. 配药通过LabVIEW软件控制。设备操作是通过眼睛和使用CCD摄像头的可视化。注射：愿望的比例从1:3到1:10不等，取决于与周围的缓冲区和所需的几何流型试剂的扩散。
2. 要检查吸入注射器和存在泡沫的正常运作，首先与抽吸注射器注入液体，然后启动适当的共同愿望。
3. 开始注射液和监视流量和珠或禁闭荧光示踪染料。
4. 探头使用特定的应用，即扫描整个表面处理沉积，蚀刻或表面或细胞染色。

讨论

微流体探头（MFP）是多才多艺的，因为它是（i）流动，（二）使用的试剂和底物的不同类型的适应性，它可以（三）大面积经营。

有害泡沫可能导致的流量，以防止气泡的破坏，所有的组件需要充满液体大会前。探头和表面之间的差距只有几微米，但梅萨是几百微米，宽，并在厘米范围内的扫描距离。因此，这两个横向扫描面和MFP的台面与基板之间的并行需要非常谨慎地调?...

材料

Name	Company	Catalog Number	Comments
microfluidic connectors	Upchurch Scientific	Micro- and Nano-tight fittings and sleeves
2-component manual dispenser	Conprotec Inc.	DM400	To dispense and mix PDMS mixture
LabVIEW	National Instruments	Version 8.0
Mechanical Convection Oven	VWR international	1330FM
Glass syringes	Hamilton Co
Capillary tubing	Polymicro Technologies
Plasma Chamber	Tegal Corporation	Plasmaline 415
Inverted Microscope	Nikon Instruments	TE2000-E
Syringe pumps	Cetoni	neMESYS
Sylgard 184	Ellsworth Adhesives	184 Sil Elast Kit
Camera	Photometrics	QuantEM 512SC
Microscope stage
Microfluidic probe holder goniometers	Melles Griot	07GON504
Linear stage	Applied Scientific Instrumentation	LS-50	For z-control of the MFP
Manual linear stage	Newport Corp.	443-4 Series	For x- and y- axis control of the MFP
Microscope stage	Applied Scientific Instrumentation	PZ-2000	With x-, y- and z- control