Name: rapid fabrication of custom microfluidic devices for research and educational applications
Uploaded: 2019-11-20T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Rapid Fabrication of Custom Microfluidic Devices for Research and Educational Applications at JoVE.com

Arbejdet i dette manuskript blev delvist støttet af National Science Foundation (NSF) (Grant No. CBET-1553826) (og tilhørende ROA supplement) og de nationale institutter for sundhed (NIH) (Grant nr. R35GM124935) til J.Z., og Notre Dame Melchor besøger fakultetet fond for at F.O. Vi vil gerne takke Jenna Sjoerdsma og basar Bilgiçer for at levere pattedyrsceller og kultur protokoller og Fabio Sacco for at hjælpe med supplerende tal.

1. design
<ol><li>Identificer en applikation til enhederne, og Angiv de kanal-/kammerets komponenter, der skal bruges. Bemærk: alle enheder vil kræve input og output kanaler. Enheder, der anvendes til mikroskopi, vil kræve et billed kammer. Mere komplekse enheder vil kræve kanaler og kamre beliggende i flere lag.</li>
	<li>Begynd med hånden-tegning hvert lag, i betragtning af hvordan enhedens funktionalitet påvirkes af den superposition af lagene.</li>
	<li>Tegn det endelige design på en computer ved hjælp a...

<ol>
	<li>Xia, Y., Whitesides, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=SOFT+LITHOGRAPHY.">SOFT LITHOGRAPHY.</a> Annual Review of Materials Science. 28 (1), 153-184 (1998).</li><li>Beebe, D. J., Mensing, G. A., Walker, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Physics+and+Applications+of+Microfluidics+in+Biology.">Physics and Applications of Microfluidics in Biology.</a> Annual Review of Biomedical Engineering. 4 (1), 261-286 (2002).</li><li>Whitesides, G. M., Ostuni, E., Takayama, S., Jiang, X., Ingber, D. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Soft+Lithography+in+Biology+and+Biochemistry.">Soft Lithography in Biology and Biochemistry.</a> Annual Review of Biomedical Engineering. 3 (1), 335-373 (2001).</li><li>Sackmann, E. K., Fulton, A. L., Beebe, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+present+and+future+role+of+microfluidics+in+biomedical+research.">The present and future role of microfluidics in biomedical research.</a> Nature. 507 (7491), 181-189 (2014).</li><li>Berthier, E., Young, E. W. K., Beebe, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Engineers+are+from+PDMS-land,+Biologists+are+from+Polystyrenia.">Engineers are from PDMS-land, Biologists are from Polystyrenia.</a> Lab on a Chip. 12 (7), 1224 (2012).</li><li>Zhang, B., Korolj, A., Lai, B. F. L., Radisic, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Advances+in+organ-on-a-chip+engineering.">Advances in organ-on-a-chip engineering.</a> Nature Reviews Materials. 3 (8), 257-278 (2018).</li><li>Bartholomeusz, D. A., Boutte, R. W., Andrade, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Xurography:+rapid+prototyping+of+microstructures+using+a+cutting+plotter.">Xurography: rapid prototyping of microstructures using a cutting plotter.</a> Journal of Microelectromechanical Systems. 14 (6), 1364-1374 (2005).</li><li>Mart&#237;nez-Hern&#225;ndez, K. J., Rovira-Figueroa, N. D., Ontiveros, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Implementation and Assessment of Student-Made Microfluidic Devices in the General Chemistry Laboratory. , (2016).</li><li>Levis, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microfluidics+on+the+fly:+Inexpensive+rapid+fabrication+of+thermally+laminated+microfluidic+devices+for+live+imaging+and+multimodal+perturbations+of+multicellular+systems.">Microfluidics on the fly: Inexpensive rapid fabrication of thermally laminated microfluidic devices for live imaging and multimodal perturbations of multicellular systems.</a> Biomicrofluidics. 13 (2), 024111 (2019).</li><li>Subramaniam, A., Sethuraman, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chapter+18+-+Biomedical+Applications+of+Nondegradable+Polymers.">Chapter 18 - Biomedical Applications of Nondegradable Polymers.</a> Natural and Synthetic Biomedical Polymers. , 301-308 (2014).</li><li>Yuen, P. K., Goral, V. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Low-cost+rapid+prototyping+of+flexible+microfluidic+devices+using+a+desktop+digital+craft+cutter.">Low-cost rapid prototyping of flexible microfluidic devices using a desktop digital craft cutter.</a> Lab Chip. 10 (3), 384-387 (2010).</li><li>Oya, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surface+Characteristics+of+Polyethylene+Terephthalate+(PET)+Film+Exposed+to+Active+Oxygen+Species+Generated+via+Ultraviolet+(UV)+Lights+Irradiation+in+High+and+Low+Humidity+Conditions.">Surface Characteristics of Polyethylene Terephthalate (PET) Film Exposed to Active Oxygen Species Generated via Ultraviolet (UV) Lights Irradiation in High and Low Humidity Conditions.</a> Journal of Photopolymer Science and Technology. 27 (3), 409-414 (2014).</li><li>Narciso, C. E., Contento, N. M., Storey, T. J., Hoelzle, D. J., Zartman, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Release+of+Applied+Mechanical+Loading+Stimulates+Intercellular+Calcium+Waves+in+Drosophila+Wing+Discs.">Release of Applied Mechanical Loading Stimulates Intercellular Calcium Waves in Drosophila Wing Discs.</a> Biophysical Journal. 113 (2), 491-501 (2017).</li><li>Suh, Y. K., Kang, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Review+on+Mixing+in+Microfluidics.">A Review on Mixing in Microfluidics.</a> Micromachines. 1 (3), 82-111 (2010).</li><li>Jahn, A., Vreeland, W. N., Gaitan, M., Locascio, L. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Controlled+Vesicle+Self-Assembly+in+Microfluidic+Channels+with+Hydrodynamic+Focusing.">Controlled Vesicle Self-Assembly in Microfluidic Channels with Hydrodynamic Focusing.</a> Journal of the American Chemical Society. 126 (9), 2674-2675 (2004).</li><li>Weibel, D., Whitesides, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Applications+of+microfluidics+in+chemical+biology.">Applications of microfluidics in chemical biology.</a> Current Opinion in Chemical Biology. 10 (6), 584-591 (2006).</li><li>Chen, X., Li, T., Shen, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CO2+Laser+Ablation+of+Microchannel+on+PMMA+Substrate+for+Effective+Fabrication+of+Microfluidic+Chips.">CO2 Laser Ablation of Microchannel on PMMA Substrate for Effective Fabrication of Microfluidic Chips.</a> International Polymer Processing. 31 (2), 233-238 (2016).</li><li>Chen, X., Shen, J., Zhou, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+fabrication+of+a+four-layer+PMMA-based+microfluidic+chip+using+CO2-laser+micromachining+and+thermal+bonding.">Rapid fabrication of a four-layer PMMA-based microfluidic chip using CO2-laser micromachining and thermal bonding.</a> Journal of Micromechanics and Microengineering. 26 (10), 107001 (2016).</li></ol>

Mens mikrofluidics i stigende grad er til stede i værktøjskassen af laboratorier rundt om i verden, tempoet i vedtagelsen har været skuffende, i betragtning af potentialet for dens positive virkning16. Lave omkostninger og høj effektivitet af mikrofluidic enhed fabrikation er afgørende for at fremskynde vedtagelsen af denne teknologi i det gennemsnitlige forskningslaboratorium. Den metode, der er beskrevet her, bruger flere filmlag til at oprette to-og tredimensionale enheder på en brøkdel ...

Microfluidics muliggør væskekontrol i små skalaer med volumener, som spænder fra mikroliter (1 x 10-6 l) til picoliters (1 x 10-12 l). Denne kontrol er blevet muliggjort delvis på grund af anvendelsen af mikrofabrikations teknikker lånt fra mikroprocessor industrien1. Brugen af mikro-store netværk af kanaler og kamre giver brugeren mulighed for at drage fordel af de særskilte fysiske fænomener karakteristisk for små dimensioner. For eksempel kan væsker på mikrometer skalaen manipuleres ved hjælp af laminar flow, hvor viskøse kræfter dominerer inerti kræfterne. Som et resultat, åbne systemer transport bliver det fremtrædende træk ved microfluidics, og kan undersøgt kvantitativt og eksperimentelt. Disse systemer kan forstås korrekt ved hjælp af Fick's love, brownian motion teori, varme ligningen, og/eller Navier-Stokes ligninger, som er vigtige afledninger inden for væskemekanik og transport fænomener2.
Fordi mange grupper i de biologiske videnskaber studere komplekse systemer på mikroskopisk niveau, var det oprindeligt troede, at mikrofluidisk enheder ville have en umiddelbar og betydelig indvirkning på forskning applikationer i biologi2,3. Dette skyldes, at Diffusion er dominerende i transporten af små molekyler på tværs af membraner eller i en celle, og dimensionerne af celler og mikroorganismer er et ideelt match for sub-millimeter systemer og anordninger. Derfor var der et betydeligt potentiale for at forbedre den måde, hvorpå cellulære og molekylære eksperimenter udføres. Imidlertid har biologernes brede indførelse af mikrofluidiske teknologier haltet bagud i forventningerne4. En simpel grund til den manglende teknologioverførsel kan være de disciplinære grænser, der adskiller ingeniører og biologer. Custom indretning design og fabrikation er forblevet lige uden for de fleste biologiske forsknings gruppers kapaciteter, hvilket gør dem afhængige af ekstern ekspertise og faciliteter. Manglende kendskab til potentielle applikationer, omkostninger, og den tid, der kræves for design-iteration er også betydelige barrierer for nye adoptører. Det er sandsynligt, at disse barrierer har haft den virkning at forstyrre innovationen og forhindre den udbredte anvendelse af mikrofluidics til at imødegå udfordringerne i de biologiske videnskaber.
Et eksempel: siden slutningen af 1990 ' erne Soft-photolithography har været den foretrukne metode til fremstilling af mikrofluidisk enheder. PDMS (Polydimethylsiloxan, en silikone-baseret organisk polymer) er et almindeligt anvendt materiale på grund af dets fysiske egenskaber, såsom gennemsigtighed, deformabilitet og biokompatibilitet5. Teknikken har haft stor succes, med Lab-on-a-chip og orgel-on-a-chip-enheder, der hele tiden udvikles på denne platform6. De fleste af de grupper, der arbejder på disse teknologier, dog findes i ingeniør afdelinger eller har stærke bånd til dem4. Litografi normalt kræver rene rum til fabrikation af forme og specialiserede bonding udstyr. For mange grupper, dette gør standard PDMS enheder mindre end ideelt på grund af deres kapitalomkostninger og bly-tid, især når der er behov for at foretage gentagne design modifikationer. Desuden er teknologien for det meste utilgængelige for den gennemsnitlige biolog og for studerende uden adgang til specialiserede tekniske laboratorier. Det er blevet foreslået, at for mikrofluidiske anordninger, der skal vedtages bredt, skal de efterligne nogle af de kvaliteter af materialer, der almindeligvis anvendes af biologer. For eksempel, polystyren anvendes til cellekultur og bioassays er billig, engangs, og modtagelig for masseproduktion. Derimod er industriel fremstilling af PDMS-baserede mikrofluidics aldrig blevet realiseret på grund af sin mekaniske blødhed, ustabilitet i overfladebehandling og gaspermeabilitet5. På grund af disse begrænsninger, og med det mål at løse tekniske udfordringer ved hjælp af tilpassede enheder bygget "in-House", vi beskriver en alternativ metode, der udnytter xurografi7,8,9 protokoller og termisk laminering. Denne metode kan vedtages med lidt kapital og tid investeringer.
PETLs er fabrikeret ved hjælp af polyethylenterephthalat (PET) folie, belagt med termo klæbemiddel ethylenvinylacetat (EVA). Begge materialer er meget udbredt i forbrugerprodukter, er biokompatible og er let tilgængelige på minimale omkostninger10. PET/EVA film kan fås i form af laminering poser eller ruller. Ved hjælp af en computerstyret håndværk fræser, der almindeligvis findes i hobbyist eller håndværksbutikker, skæres kanalerne ud af et enkelt film blad for at definere enhedens arkitektur11. Kanalerne forsegles derefter ved at anvende yderligere film (eller glas) lag, der er bundet ved hjælp af en (kontor) termisk Laminator (figur 1A). Perforerede, selvklæbende vinyl kofangere tilsættes for at lette adgangen til kanalerne. Fabrikation gange spænder fra 5 til 15 min, som giver mulighed for hurtig design iteration. Alt udstyr og materialer, der anvendes til at gøre PETLs er kommercielt tilgængelige og overkommelige (< 350 USD startomkostninger, sammenlignet med tusindvis af USDs for litografi). Derfor giver PETLs en ny løsning på to hovedproblemer i forbindelse med konventionelle mikrofluidics: prisoverkommelighed og tidseffektivitet (jf. PDMS/PETL-sammenligning i supplerende tabel 1, 2).
Ud over at give forskerne mulighed for at designe og fabrikere deres egne enheder, kan PETLs nemt vedtages i klasseværelset, fordi de er enkle og intuitive at bruge. PETLs kan medtages i High School og College læseplaner8, hvor de bruges til at hjælpe eleverne til bedre at forstå fysiske, kemiske og biologiske begreber, som diffusion, laminar flow, micromixing, nanopartikel syntese, gradient dannelse og chemotaxis.
I dette arbejde illustrerer vi den overordnede arbejdsgang for fabrikation af model PETLs chips med forskellige niveauer af kompleksitet. Den første anordning bruges til at lette billeddannelse af celler og mikro-organer i et lille kammer. Den anden, mere komplekse enhed består af flere lag og materialer, og bruges til forskning i mechanobiology9. Endelig har vi bygget en enhed, der viser flere flydende dynamik begreber (Hydrodynamisk fokusering, laminar flow, åbne systemer transport og micromixing) til uddannelsesmæssige formål. De arbejdsgange og enheds design præsenteret her kan nemt skræddersys til en lang række formål i både forskning og klasseværelset indstillinger.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Biopsy punch (1mm)</td>
			<td>Miltex</td>
			<td>33-31AA</td>
			<td>Optional, replaces rotary tool set up</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Blunt needles</td>
			<td>Janel, Inc.</td>
			<td>JEN JG18-0.5X-90</td>
			<td>Remove plastic and attach to Tygon tubing</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Coverslips</td>
			<td>Any</td>
			<td></td>
			<td>24 x 60 mm are preferred</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cutting Mat and blades</td>
			<td>Silhouette America or Nicapa</td>
			<td>www.silhouetteamerica.com/shop/blades-and-mats</td>
			<td>Re-use/Disposables</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Double-sided tape</td>
			<td>Scotch/3M</td>
			<td>667</td>
			<td>Small amounts, any width or brand</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PEEK tubing</td>
			<td>IDEX/any</td>
			<td>1581L</td>
			<td>Different configurations available. Consider using Tygon tubing intead, if not already using PEEK</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PET/EVA thermal laminate film</td>
			<td>Scotch/3M &#38; Transcendia</td>
			<td>TP3854-200,TP5854-100 &#38; transcendia.com/products/trans-kote-pet</td>
			<td>3 - 6 mil (mil = 1/1000 inch) laminating pouches or rolls.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PVC film - Cling Wrap</td>
			<td>Glad / Any</td>
			<td></td>
			<td>Food wrapping</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rotary tool-drill</td>
			<td>Dremel/Any</td>
			<td>200-121 or other</td>
			<td>1/32 and 3/64&#34; drill bits from Dremel recommended</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rubber Roller</td>
			<td>Speedball</td>
			<td>4126</td>
			<td>To facilitate adhesion, any brand will work</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scissors &#38; tweezers</td>
			<td>Any</td>
			<td>Fiskars-Inch-Titanium-Softgrip-Scissors |Cole-Parmer&#160;&#8211;# UX-07387-12</td>
			<td>Quality brands are recommended</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silhouette CAMEO Craft cutter</td>
			<td>Silhouette America</td>
			<td>www.silhouetteamerica.com/shop/cameo/SILHOUETTE-CAMEO-3-4T</td>
			<td>Preferred craft cutter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silhouette Studio software</td>
			<td>Silhouette America</td>
			<td>www.silhouetteamerica.com/software</td>
			<td>Controls the craft cutter and provides drawing tools (free download MAC and PC)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe Pump</td>
			<td>Harvard Apparatus or New Era</td>
			<td>70-4504 or NE-300</td>
			<td>Pumps are ideal, pipettes or burettes can be used.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringes</td>
			<td>Any</td>
			<td></td>
			<td>1-3mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thermal laminator</td>
			<td>Scotch/3M</td>
			<td>TL906</td>
			<td>Standard home/office model</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tygon tubing (E-3603)</td>
			<td>Cole-Parmer</td>
			<td>EW-06407-70</td>
			<td>Use with blunt needle tips</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vinyl furniture bumpers</td>
			<td>DerBlue/3M/ Everbilt</td>
			<td>Clear, self-adhesive (6 x 2 mm and 8 x 3 mm)</td>
			<td>Round bumpers are recommended</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

rapid fabrication of custom microfluidic devices for research and educational applications

Microfluidic-enheder giver mulighed for manipulation af væsker, partikler, celler, mikro-mellemstore organer eller organismer i kanaler, som spænder fra Nano til submillimeter skalaer. En hurtig stigning i brugen af denne teknologi i de biologiske videnskaber har foranlediget et behov for metoder, der er tilgængelige for en bred vifte af forskningsgrupper. Nuværende fabrikations standarder, såsom PDMS bonding, kræver dyre og tidskrævende litografiske og bonding teknikker. Et levedygtigt alternativ er brugen af udstyr og materialer, der er let overkommelige, kræver minimal ekspertise og giver mulighed for hurtig iteration af designs. I dette arbejde beskriver vi en protokol til design og produktion af PET-laminater (petls), mikrofluidisk enheder, der er billige, nemme at fabrikere, og forbruge betydeligt mindre tid til at generere end andre tilgange til microfluidics teknologi. De består af termisk bundne film plader, hvor kanaler og andre funktioner er defineret ved hjælp af en håndværker cutter. PETLs løser feltspecifikke tekniske udfordringer, samtidig med at hindringerne for adoption reduceres drastisk. Denne fremgangsmåde letter tilgængeligheden af mikrofluidics-enheder i både forsknings-og uddannelsesmiljøer, hvilket giver en pålidelig platform for nye undersøgelsesmetoder.

Ud over lave omkostninger og hurtig iteration, PETL teknologi kan nemt tilpasses til at løse specifikke udfordringer. For det første beskriver vi en simpel anordning bestående af en glas dækseddel, et kammer lag, et kanallag og et indløbs-/udløbs lag (figur 2). Denne enhed er designet til at lette billeddannelse af celler og mikro-organer under konstant flow. Dyrkningsmediet genopfyldes ved lave strømningshastigheder for at tilskynde til udveksling af næringsstoffer og gas. Det runde...

Watch this Scientific Journal Video about Rapid Fabrication of Custom Microfluidic Devices for Research and Educational Applications at JoVE.com

Rapid Fabrication of Custom Microfluidic Devices for Research and Educational Applications

Her præsenterer vi en protokol til at designe og fabrikere brugerdefinerede mikrofluidisk enheder med minimal finansiel og tidsinvestering. Målet er at lette indførelsen af mikrofluidiske teknologier i biomedicinske forskningslaboratorier og uddannelsesmiljøer.

Hurtig fabrikation af brugerdefinerede Microfluidic-enheder til forsknings-og undervisningsformål

Microfluidic devices allow for the manipulation of fluids, particles, cells, micro-sized organs or organisms in channels ranging from the nano to ...

Denne metode til fremstilling af mikrofluidic chips er både billig og enkel at gennemføre. Enhver forskning lab kan producere disse microfluidics in-house. Og enhedens design kan blive deteret inden for få minutter.Den største fordel ved denne teknik er dens effektivitet. Det vil sige, enhver lab kan gøre deres egne brugerdefinerede microfluidic enheder in-house hurtigt og nemt. Når du har brugt hvert lag af enheden, skal du tegne de endelige design til lagene på en computer ved hjælp af et hvilket som helst softwareprogram, der tillader tegnelinjer og former.Få et skærmbillede af det tegnede design, og importer hvert lag til et Craft Cutter Software Program. Opret et nyt dokument, og slip billedfilen på den viste måtte. Hvis du vil spore designet, skal du vælge sporingsikonet og helt vælge de importerede design.Vælg indstillingen for oversigt over sporingseksempel, og juster tærskel- og skaleringsindstillingerne efter behov, indtil den gule sporing svarer til designet. Vælg sporing i sporingsmenuen. Kanalerne vises som en rød kontur.Hvis du vil ændre enhedens størrelse, skal du vælge det sporede design og bruge det gitter, som softwaren leverer, til at ændre bredden og længden af kanalerne og kamrene. Små linjer kan trækkes midlertidigt for at måle dimensionerne i enheden. Når enheden er blevet korrekt dimensioneret, skal du bruge tegneværktøjet til at tegne et kvadrat af samme form og størrelse over hvert lag af enheden.Træk derefter en cirkler over designets indløbs- og udløbsporte. Kopier og indsæt derefter, både originalen og cirklerne. Og slet kanalerne fra den underliggende enhed.Arrangere alle de lag, der skal skæres på den viste måtten. For at skære lagene, iført handsker, placere en enkelt PET-EVA film af en foretrukken tykkelse på den klæbende skæremåtte. Med den uigennemsigtige klæbende side opad, og plast skinnende side vender nedad.Flade filmen mod måtten, fjerne al den luft, der kan have været fanget. Og klik på load mat på fræseren. Åbn fanen Send, og vælg en skæringsindstilling.Klik derefter på send. For at justere materialet til skæring skal skæremåtten placeres ved siden af en ren overflade, og der anvendes en pincet eller spatel til at overføre hvert lag af den mikrofluidiske anordning fra den afskårne måtte på den rene overflade i henhold til deres top-til-bund position i enheden. Dernæst skæres tre med 10 millimeter stykker af et dobbeltsidet bånd, og overlejre lagene en efter en, begyndende med det nederste lag.Derefter tilføje et lille stykke tape til hvert hjørne mellem lagene. Når alle lagene er placeret, skal du undersøge enheden. Der skal være mindst én mat EVA side mellem hvert af lagene.Og ingen EVA bør udsættes. For at laminere enheden, efter at dreje på laminatoren, indstille instrumentet til den ønskede tykkelse indstilling. Og køre enheden gennem laminering ruller.Derefter inddrive lamineret enhed. For at skabe indløb og udløb porte, skal du bruge en roterende værktøj og en 1/37 tommer boremaskine til at skære et lille hul gennem midten af et møbel kofanger. Brug derefter små pincet til at rydde åbning af snavs.Og juster forsigtigt kofangerne til indløbsudgangsportene på enheden. For at teste den fuldt samlede enhed skal du bruge laboratorieslangen til at fastgøre enheden til et plaststik. Og skyl enheden med en passende løsning.Ved hjælp af denne enhed, cellekultur medium kan udveksles under billeddannelse, så vedligeholdelse af ideelle vækstbetingelser, og den kontrollerede indførelse af kemiske stimuli i realtid. Dette gælder også for billeddannelse af ex vibo mikroorganer. Pedalenheden er også blevet anvendt med succes til at fuldføre kompressionstest af Drosophila mikroorganer.På grund af deres lette fabrikation kan pedalenheder også bruges i undervisningsmiljøer. For eksempel til visuel hydrodynamisk fokusering og diffusion. Pedaler kan bruges til klasseværelset demonstrationer eller til eksperimenter, der kræver den præcise miljøkontrol af prøven.Såsom at teste et lægemiddel, eller indføre en behandling og samtidig begrænse. Brug som pedal enhed til at sonde de mekaniske egenskaber af en udviklende vinge imaginal disk i bananfluer, fandt vi, at vævsstivhed falder i løbet af de undersøgte udviklingsperioder.

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Simple Microfluidic Devices for in vivo Imaging of C. elegans, Drosophila and Zebrafish

Simple Microfluidic Devices for in vivo Imaging of C. elegans, Drosophila and Zebrafish

Simple mikrofluidenheder for<em&gt; In vivo</em&gt; Scanning af<em&gt; C. elegans</em&gt;,<em&gt; Drosophila</em&gt; Og zebrafisk

Micro fabricated fluidic devices provide an accessible micro-environment for in vivo studies on small organisms. Simple fabrication processes are ...

Microfluidic Chip Fabrication and Method to Detect Influenza

Mikrofluid chip fabrikation og metode til at påvise Influenza

Fast  and effective diagnostics play an important role in controlling infectious  disease by enabling effective patient management and treatment. Here, we ...

Microfluidic Fabrication of Polymeric and Biohybrid Fibers with Predesigned Size and Shape

Mikrofluidisk fremstilling af polymere og biohybridfibre med foruddefineret størrelse og form

A &#8220;sheath&#8221; fluid passing through a microfluidic channel at low Reynolds number can be directed around another &#8220;core&#8221; stream and ...

Layer-by-layer Collagen Deposition in Microfluidic Devices for Microtissue Stabilization

Layer-by-lags kollagenaflejring i mikrofluidapparater for Microtissue Stabilisering

Although microfluidics provides exquisite control of the cellular microenvironment, culturing cells within microfluidic devices can be challenging. 3D ...

Fabrication of Mechanically Tunable and Bioactive Metal Scaffolds for Biomedical Applications

Fabrikation af mekanisk Tunable og bioaktive Metal Stilladser til biomedicinske anvendelser

Biometal systems have been widely used for biomedical applications, in particular, as load-bearing materials. However, major challenges are high stiffness ...

Rapid Subtractive Patterning of Live Cell Layers with a Microfluidic Probe

Hurtig Subtraktiv mønster af levende cellelag med et Mikrofluid Probe

The microfluidic probe (MFP) facilitates performing local chemistry on biological substrates by confining nanoliter volumes of liquids. Using one ...

Multi-step Variable Height Photolithography for Valved Multilayer Microfluidic Devices

Multi-trins Variabel Højde Fotolitografi for med ventiler Multilayer mikrofluidenheder

Microfluidic systems have enabled powerful new approaches to high-throughput biochemical and biological analysis. However, there remains a barrier to ...

Fabrication of Three-dimensional Paper-based Microfluidic Devices for Immunoassays

Fremstilling af Tre-dimensionel papir-baserede mikrofluidenheder for Immunoassays

Paper wicks fluids autonomously due to capillary action. By patterning paper with hydrophobic barriers, the transport of fluids can be controlled and ...

Polydimethylsiloxane-polycarbonate Microfluidic Devices for Cell Migration Studies Under Perpendicular Chemical and Oxygen Gradients

Polydimethylsiloxan-polykarbonat mikrofluidenheder for Cell Migrationsstudier Under Perpendicular Kemiske og Oxygen farveforløb

This paper reports a microfluidic device made of polydimethylsiloxane (PDMS) with an embedded polycarbonate (PC) thin film to study cell migration under ...

Rapid Mix Preparation of Bioinspired Nanoscale Hydroxyapatite for Biomedical Applications

Hurtig Mix Udarbejdelse af bioinspirerede Nanoscale hydroxyapatit for Biomedical Applications

Hydroxyapatite (HA) has been widely used as a medical ceramic due to its good biocompatibility and osteoconductivity. Recently there has been interest ...