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

Arbeidet i dette manuskriptet ble støttet delvis av National Science Foundation (NSF) (Grant no. CBET-1553826) (og tilhørende ROA supplement) og National Institutes of Health (NIH) (Grant no. R35GM124935) til J.Z., og Notre Dame Melchor Visiting fakultet fondet til F.O. Vi vil gjerne takke Jenna Sjoerdsma og basar Bilgiçer for å gi pattedyrceller og kultur protokoller og Fabio Sacco for å få hjelp med supplerende tall.

1. utforming
<ol><li>Identifiser en applikasjon for enhetene, og oppgi kanal/kammer-komponentene som skal være nødvendige. Merk: alle enheter vil kreve inn-og ut-kanaler. Enheter som brukes til mikroskopi vil kreve et bilde kammer. Mer komplekse enheter vil kreve kanaler og kamre som ligger i flere lag.</li>
	<li>Start med hånd-tegning hvert lag, med tanke på hvordan enhetens funksjonalitet påvirkes av superposisjon av lagene.</li>
	<li>Tegn de endelige utformingene på en datamaskin ved hjelp av programvare so...

<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 materialer er stadig til stede i verktøykassen av laboratorier rundt om i verden, har tempoet i vedtaket vært skuffende, gitt potensialet for sin positive innvirkning16. Lave kostnader og høy effektivitet av mikrovæskebasert enhet fabrikasjon er avgjørende for å akselerere innføringen av denne teknologien i gjennomsnittlig forskningslaboratorium. Metoden beskrevet her bruker flere film lag for å lage to og tredimensjonale enheter til en brøkdel av tiden og kostnadene som kreves av li...

Materialer muliggjør væske kontroll ved små skalaer, med volumer som spenner fra mikroliter (1 x 10-6 l) til picoliters (1 x 10-12 l). Denne kontrollen har blitt gjort mulig delvis på grunn av anvendelsen av microfabrication teknikker lånt fra mikroprosessor industrien1. Bruk av mikro-sized nettverk av kanaler og kamre gjør at brukeren kan dra nytte av den distinkte fysiske fenomener karakteristisk for små dimensjoner. For eksempel, på mikrometer skala, kan væsker manipuleres ved hjelp av laminær flyt, hvor tyktflytende krefter dominerer treghet krefter. Som et resultat, blir diffusive transport det fremtredende trekk ved materialer, og kan bli studert kvantitativt og eksperimentelt. Disse systemene kan forstås riktig ved hjelp av Fick ' s lover, Brownske bevegelses teori, varme ligningen, og/eller Navier-Stokes ligninger, som er viktige avledninger innen væske mekanikere og transport fenomener2.
Fordi mange grupper i de biologiske vitenskaper studien komplekse systemer på mikroskopisk nivå, var det opprinnelig antatt at mikrovæskebasert enheter ville ha en umiddelbar og betydelig innvirkning på forskningsprogrammer i biologi2,3. Dette skyldes Diffusjon er dominerende i transport av små molekyler på tvers av membraner eller i en celle, og dimensjonene av celler og mikroorganismer er en ideell match for sub-millimeter systemer og enheter. Derfor var det betydelig potensial for å øke måten mobilnettet og molekylær eksperimentering er gjennomført. Men bred adopsjon av mikrovæskebasert teknologier av biologer har ligget bak forventningene4. En enkel grunn til mangelen på teknologioverføring kan være disiplinære grenser skille ingeniører og biologer. Tilpasset enhets design og fabrikasjon har forblitt like utenfor evnene til de fleste biologiske forskningsgrupper, noe som gjør dem avhengige av ekstern ekspertise og fasiliteter. Mangel på fortrolighet med muligheter søknadene, bekostning, og klokken krevde for tegning-gjentakelse er likeledes betydelig barriere for ny adoptert. Det er sannsynlig at disse barrierene har hatt effekten av å forstyrre innovasjon og forebygge utbredt anvendelse av materialer for å løse utfordringene i de biologiske vitenskaper.
Et eksempel på dette: siden slutten av 1990-tallet Soft-Foto litografi har vært metoden for valg for fabrikasjon av mikrovæskebasert enheter. PDMS (Polydimethylsiloxan, en silikon-basert økologisk polymer) er en mye brukt materiale på grunn av dens fysiske egenskaper, som gjennomsiktighet, fleksibilitet, og biokompatibilitet5. Teknikken har hatt stor suksess, med Lab-on-a-chip og organ-on-a-chip enheter kontinuerlig utvikles på denne plattformen6. De fleste av gruppene som arbeider med disse teknologiene, men finnes i engineering avdelinger eller har sterke bånd til dem4. Litografi krever vanligvis Clean-rom for fabrikasjon av muggsopp og spesialisert bonding utstyr. For mange grupper, dette gjør standard PDMS enheter mindre enn ideelt på grunn av deres kapitalkostnader og ledetid, spesielt når det er behov for å gjøre gjentatte design modifikasjoner. Videre er teknologien for det meste utilgjengelige for den gjennomsnittlige biolog og studenter uten tilgang til spesialiserte tekniske laboratorier. Det har blitt foreslått at for mikrovæskebasert enheter å være allment vedtatt, må de etterligne noen av de kvaliteter av materialer som vanligvis brukes av biologer. For eksempel polystyren brukes for cellekultur og bioassays er billig, disponibel, og mottagelig for masseproduksjon. I kontrast, industriell produksjon av PDMS-baserte materialer har aldri vært realisert på grunn av sin mekaniske mykhet, overflatebehandling ustabilitet, og gass permeabilitet5. På grunn av disse begrensningene, og med mål om å løse tekniske utfordringer ved hjelp av tilpassede enheter bygget "in-House", beskriver vi en alternativ metode som utnytter xurography-7,8,9 protokoller og termisk laminering. Denne metoden kan vedtas med lite kapital og tid investering.
PETLs er fabrikkert ved hjelp av polyetylen polyetylentereftalat (PET) film, belagt med thermoadhesive etylen-vinyl acetate (EVA). Begge materialene er mye brukt i forbrukerprodukter, er biokompatible og er lett tilgjengelig på minimal kostnad10. PET/EVA film kan fås i form av laminering poser eller ruller. Ved hjelp av en datastyrt håndverket cutter vanligvis finnes i hobby eller håndverket butikker, er kanalene kuttet ut av en enkelt film ark for å definere enhetens arkitektur11. Kanalene blir deretter forseglet ved å bruke ekstra film (eller glass) lag som er limt ved hjelp av en (kontor) termisk lamineringsmaskinen (figur 1A). Perforert, selvklebende vinyl støtfangere er lagt til for å lette tilgangen til kanalene. Fabrikasjon timene omfang fra 5 å 15 min, hvilke innrømmer rask tegning gjentakelse. Alt utstyr og materialer som brukes til å lage PETLs er kommersielt tilgjengelig og rimelig (< 350 USD startkostnad, sammenlignet med tusenvis av USDs for litografi). Derfor PETLs gi en ny løsning på to hovedproblemer som utgjøres av konvensjonelle materialer: rimelig og tids effektivitet (se PDMS/PETL sammenligning i supplerende tabeller 1, 2).
I tillegg til å gi forskere muligheten til å designe og dikte opp sine egne enheter, kan PETLs enkelt vedtas i klasserommet fordi de er enkle og intuitive å bruke. PETLs kan inngå i videregående skole og høyskole læreplaner8, hvor de brukes til å hjelpe elevene bedre forstå fysiske, kjemiske og biologiske konsepter, som diffusjon, laminær flyt, mikromixing, nanopartikkel syntese, gradient dannelse og chemotaxis.
I dette arbeidet illustrerer vi den generelle arbeidsflyten for fabrikasjon av modellen PETLs chips med ulike nivåer av kompleksitet. Den første enheten brukes til å forenkle bildebehandling av celler og mikro-organer i et lite kammer. Den andre, mer komplekse enheten består av flere lag og materialer, og brukes til forskning i mechanobiology9. Endelig har vi bygget en enhet som viser flere Fluid dynamikk konsepter (hydrodynamisk fokus, laminær flyt, diffusive transport og mikromixing) for pedagogiske formål. Arbeidsflyten og enhets designene som presenteres her, kan enkelt skreddersys for et stort utvalg formål både i innstillingene for forskning og klasserom.

<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

Mikrovæskebasert enheter tillater manipulering av væsker, partikler, celler, mikro-sized organer eller organismer i kanaler som spenner fra nano til submillimeter skalaer. En rask økning i bruken av denne teknologien i biologiske vitenskaper har bedt om et behov for metoder som er tilgjengelige for et bredt spekter av forskningsgrupper. Aktuelle fabrikasjon standarder, som PDMS bånd, forlange dyr og tid forbruker litografiske og bånd teknikker. Et levedyktig alternativ er bruk av utstyr og materialer som er lett rimelig, krever minimal kompetanse og gir mulighet for rask gjentakelse av design. I dette arbeidet beskriver vi en protokoll for design og produksjon av PET-laminat (PETLs), mikrovæskebasert enheter som er billig, lett å dikte, og forbruke betydelig mindre tid til å generere enn andre tilnærminger til materialer teknologi. De består av termisk limt film ark, der kanaler og andre funksjoner er definert ved hjelp av en Craft cutter. PETLs løse felt-spesifikke tekniske utfordringer samtidig dramatisk redusere hindringer for adopsjon. Denne tilnærmingen forenkler tilgjengeligheten av materialer enheter i både forskning og pedagogiske innstillinger, og gir en pålitelig plattform for nye metoder for forespørsel.

I tillegg til lave kostnader og raske gjentakelser, kan PETL-teknologi enkelt tilpasses for å løse spesifikke utfordringer. Først beskriver vi en enkel enhet bestående av et glass dekkglass, et kammer lag, et kanal lag, og et innløp/utløp lag (figur 2). Denne enheten ble utformet for å lette Imaging av celler og mikro-organer under konstant flyt. Kultur medium etterfylles ved lave strømningsrater for å oppmuntre til nærings-og gassutveksling. Den runde kammer har en glassbunn, som ...

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 presenterer vi en protokoll for å designe og dikte tilpassede mikrovæskebasert enheter med minimal finansiell og tids investering. Målet er å tilrettelegge for innføringen av mikrovæskebasert teknologi i biomedisinsk forskningslaboratorier og utdanningsmiljøer.

Rask fabrikasjon av skikk og bruk Mikrovæskebasert anordninger for forskning og utdanning pedagogisk søknadene

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

Denne metoden for å lage mikrofluidiske chips er både billig og enkel å implementere. Enhver forskningslab kan produsere disse mikrofluidiene internt. Og enhetens design kan yte i løpet av minutter.Den største fordelen med denne teknikken er effektiviteten. Det vil si at enhver lab kan lage sine egne tilpassede mikrofluidiske enheter internt raskt og enkelt. Etter hånd lagdeling hvert lag av enheten, tegne de endelige design for lagene på en datamaskin, ved hjelp av et hvilket som helst program som tillater tegning linjer og former.Få et skjermbilde av den tegnede designen og importer hvert lag til et Craft Cutter-program. Opprett et nytt dokument, og slipp bildefilen på den viste matten. Hvis du vil spore utformingen, velger du sporingsikonet og velger de importerte designene fullstendig.Velg alternativet disposisjon for sporingsforhåndsvisning, og juster terskel- og skaleringsinnstillingene etter behov til den gule sporingen samsvarer med utformingen. Velg spor fra sporingsmenyen. Kanalene vises som en rød kontur.Hvis du vil endre størrelsen på enheten, velger du den sporede utformingen og bruker rutenettet som tilbys av programvaren, til å endre bredden og lengden på kanalene og kamrene. Små linjer kan tegnes midlertidig for å måle dimensjonene i enheten. Når enheten er riktig størrelse, bruker du tegneverktøyet til å tegne en firkant av samme form og størrelse over hvert lag av enheten.Deretter tegner du en sirkel over innløps- og utløpsportene i designen. Kopier og lim deretter inn, både originalen og sirklene. Og slett kanalene fra den underliggende enheten.Arrangere alle lagene som skal kuttes på den viste matten. For å kutte lagene, iført hansker, legg en enkelt PET-EVA-film med foretrukket tykkelse på klebemiddelkaust skjærematten. Med den ugjennomsiktige klebende siden vendt opp, og plast skinnende side vendt ned.Flat filmen mot matten, fjerne all luften som kan ha blitt fanget. Og klikk lastmatte på kutteren. Åpne send-fanen, og velg en kutteinnstilling.Klikk deretter send. For å justere materialet for skjæring, plasser skjærematten ved siden av en ren overflate, og bruk et par pinsett eller slikkepott til å overføre hvert lag av mikrofluidisk enhet fra den kuttede matten på den rene overflaten for, i henhold til deres topp-til-bunn-posisjon i enheten. Deretter kutter du tre med 10 millimeter stykker av et dobbeltsidig tape, og legger lagene en etter en, som starter med det nederste laget.Deretter legger du til et lite stykke tape i hvert hjørne mellom lagene. Når alle lagene er plassert, må du inspisere enheten. Det bør være minst en matte EVA side mellom hvert av lagene.Og ingen EVA bør eksponeres. For å laminere enheten, etter å ha slått på lamineratoren, sett instrumentet til ønsket tykkelse innstilling. Og kjøre enheten gjennom laminering valser.Deretter gjenoppretter du den laminerte enheten. For å lage innløps- og utløpsportene, bruk et roterende verktøy og en 1/37 tommers drill for å kutte et lite hull gjennom midten av en møbelstøtfanger. Deretter bruker du små pinsett for å fjerne åpningen av rusk.Og juster støtfangerne forsiktig etter innløpsutløpsportene på enheten. For å teste den ferdig monterte enheten, bruk laboratorierør for å feste enheten til en plastkontakt. Og skyll enheten med en passende løsning.Ved hjelp av denne enheten kan cellekulturmediet byttes under avbildning, slik at vedlikehold av ideelle vekstforhold, og kontrollert innføring av kjemiske stimuli i sanntid. Dette gjelder også for avbildning av ex vibo mikroorganer. Pedalenheten har også blitt brukt til å fullføre kompresjonstesting av Drosophila mikroorganer.På grunn av deres enkle fabrikasjon kan pedalenheter også brukes i pedagogiske innstillinger. For eksempel, til visuell hydrodynamisk fokusering og diffusjon. Pedaler kan brukes til klasseromsdemonstrasjoner eller for eksperimenter som krever nøyaktig miljøkontroll av prøven.Som å teste et stoff, eller innføre en behandling mens begrense. Ved hjelp av som pedalenhet for å sondere de mekaniske egenskapene til en utviklende vinge imaginal plate i fruktfluer, fant vi at vevsstivheten minker i utviklingsperiodene som studeres.

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

Enkle Microfluidic enheter for<em&gt; In vivo</em&gt; Imaging av<em&gt; C. elegans</em&gt;,<em&gt; Drosophila</em&gt; Og Sebrafisk

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

Microfluidic Chip Fabrikasjon og metode for å oppdage Influensa

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 fabrikasjon av polymere og biohybridfibre med forhåndsdesignet 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

Lag-på-lag Kollagen Nedfall i mikrofluid Enheter for Microtissue Stabilization

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

Fabrikasjon av mekanisk Tunable og Bioaktive Metal Stillas for Biomedical Applications

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

Rapid Subtraktiv Mønstring av levende cellelag med en 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-trinns variabel Høyde Fotolitografi for Valved Multilayer microfluidic enheter

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

Fabrikasjon av Tredimensjonal Papirbaserte mikrofluid Enheter for immunologiske

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

Polydimethylsiloxane-polykarbonat microfluidic Enheter for celle migrasjon Studies Under Perpendicular Kjemisk og Oksygen Graderinger

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

Rapid Mix Utarbeidelse av Bioinspired nanoskala hydroksyapatitt 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 ...