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

Arbetet i detta manuskript stöddes delvis av National Science Foundation (NSF) (Grant No. CBET-1553826) (och tillhörande ROA tillägg) och National Institutes of Health (NIH) (Grant No. R35GM124935) till J.Z., och Notre Dame Melchor gästar fakultets fonden för att F.O. Vi vill tacka Jenna Sjoerdsma och basar Bilgiçer för att tillhandahålla däggdjursceller och kultur protokoll och Fabio Sacco för hjälp med kompletterande siffror.

1. design
<ol><li>Identifiera en applikation för enheterna och lista de kanal/kammar komponenter som kommer att krävas. Obs: alla enheter kommer att kräva in-och utmatnings kanaler. Enheter som används för mikroskopi kommer att kräva en avbildning kammare. Mer komplexa enheter kräver kanaler och kammare som finns i flera lager.</li>
	<li>Börja med hand-ritning varje skikt, med tanke på hur enhetens funktionalitet påverkas av superpositionen av lagren.</li>
	<li>Rita den slutgiltiga designen på en dator me...

<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>

Medan mikrofluidik är alltmer närvarande i verktygslådan av laboratorier runt om i världen, har takten i antagandet varit en besvikelse, med tanke på potentialen för dess positiva inverkan16. Låg kostnad och hög verkningsgrad av mikroflödessystem enhet tillverkning är avgörande för att påskynda antagandet av denna teknik i det genomsnittliga forskningslaboratoriet. Metoden som beskrivs här använder flera skikt för att skapa två och tredimensionella enheter till en bråkdel av den ...

Mikrofluidik möjliggör vätske kontroll i små skalor, med volymer som sträcker sig från mikroliter (1 x 10-6 l) till picoliter (1 x 10-12 l). Denna kontroll har möjliggjorts delvis på grund av tillämpningen av mikrofabrikationsmetoder lånade från mikroprocessor industrin1. Användningen av mikro-stora nätverk av kanaler och kammare gör det möjligt för användaren att dra nytta av de distinkta fysiska fenomen karakteristiska för små dimensioner. Till exempel, i mikrometerskalan, kan vätskor manipuleras med laminärt flöde, där trögflytande krafter dominerar tröghetskrafter. Som ett resultat, diffusiv transport blir framträdande inslag i mikrofluidik, och kan studeras kvantitativt och experimentellt. Dessa system kan förstås med hjälp av fick lagar, Brownian rörelse teori, värme ekvation, och/eller Navier-Stokes ekvationer, som är viktiga derivationer inom områdena strömningsmekanik och Transportfenomen2.
Eftersom många grupper i biologisk vetenskap studera komplexa system på mikroskopisk nivå, var det ursprungligen tänkt att mikroflödessystem enheter skulle ha en omedelbar och betydande inverkan på forskningstillämpningar i biologi2,3. Detta beror på diffusion är dominerande i transporten av små molekyler över membran eller i en cell, och dimensionerna av celler och mikroorganismer är en idealisk matchning för sub-millimeter system och enheter. Därför fanns det en betydande potential för att förbättra det sätt på vilket cellulära och molekylära experiment bedrivs. Men, brett antagande av mikroflödessystem teknik av biologer har släpat bakom förväntningarna4. En enkel orsak till bristen på tekniköverföring kan vara de disciplinära gränser som separerar ingenjörer och biologer. Anpassad enhet design och tillverkning har varit precis utanför de möjligheter som de flesta biologiska forskargrupper, vilket gör dem beroende av extern expertis och anläggningar. Brist på förtrogenhet med potentiella tillämpningar, kostnad, och den tid som krävs för design-iteration är också betydande hinder för nya adopterare. Det är troligt att dessa hinder har påverkat innovationen och hindrat den utbredda tillämpningen av mikrofluidik att ta itu med utmaningarna i de biologiska vetenskaperna.
Ett exempel: sedan slutet av 1990-talet Soft-Photolithography har varit den metod som val för tillverkning av mikrofluidic enheter. PDMS (Polydimetylsiloxan, en silikonbaserad organisk polymer) är ett allmänt använt material på grund av dess fysikaliska egenskaper, såsom transparens, deformerbarhet och biokompatibilitet5. Tekniken har haft stor framgång, med Lab-on-a-chip och orgel-on-a-chip enheter ständigt utvecklas på denna plattform6. De flesta av de grupper som arbetar med dessa tekniker, dock finns i ingenjörs avdelningar eller har starka band till dem4. Litografi kräver vanligtvis rena rum för tillverkning av formar och specialiserade bindningsutrustning. För många grupper, detta gör standard PDMS enheter mindre än perfekt på grund av deras kapitalkostnader och ledtid, särskilt när det finns ett behov av att göra upprepade konstruktionsändringar. Dessutom är tekniken mestadels otillgänglig för den genomsnittlige biologen och för studenter utan tillgång till specialiserade laboratorier. Det har föreslagits att för mikrofluidiska anordningar som skall antas allmänt, måste de efterlikna några av de kvaliteter av material som vanligen används av biologer. Till exempel, polystyren används för cellkultur och bioassays är billig, disponibel, och mottaglig för massproduktion. Däremot har industriell tillverkning av PDMS-baserade mikrofluidik aldrig realiserats på grund av dess mekaniska mjukhet, ytbehandling instabilitet, och gas permeabilitet5. På grund av dessa begränsningar, och med målet att lösa tekniska utmaningar med hjälp av kundanpassade enheter byggda "in-House", beskriver vi en alternativ metod som utnyttjar xurography7,8,9 protokoll och termisk laminering. Denna metod kan antas med lite kapital och tid investeringar.
PETLs är tillverkade med polyetylentereftalat (PET) film, belagd med den termoadhesiva etylen-vinylacetat (EVA). Båda materialen används ofta i konsumentprodukter, är biokompatibla och är lätt tillgängliga till minimal kostnad10. PET/EVA film kan erhållas i form av laminering påsar eller rullar. Med hjälp av en datorstyrd hantverk fräs som vanligtvis finns i hobby eller hantverk butiker, kanaler skärs ut ur en enda film blad för att definiera enhetens arkitektur11. Kanalerna förseglas sedan genom att använda ytterligare film (eller glas) skikt som är bundna med en (kontor) termisk laminatorn (figur 1A). Perforerade, självhäftande vinylstötfångare tillsätts för att underlätta tillgången till kanalerna. Fabrication Times sträcker sig från 5 till 15 min, vilket möjliggör snabb design iteration. All utrustning och material som används för att göra PETLs är kommersiellt tillgängliga och överkomliga (< 350 USD start kostnad, jämfört med tusentals USDs för litografi). Därför, PETLs ge en ny lösning på två huvudsakliga problem som orsakas av konventionella mikrofluidik: överkomliga priser och tidseffektivitet (se PDMS/PETL jämförelse i kompletterande tabeller 1,2).
Förutom att ge forskarna möjlighet att designa och tillverka sina egna produkter, kan PETLs enkelt antas i klassrummet eftersom de är enkla och intuitiva att använda. Petls kan ingå i gymnasiet och högskolans läroplaner8, där de används för att hjälpa eleverna bättre förstå fysiska, kemiska och biologiska begrepp, som diffusion, laminärt flöde, micromixing, nanopartiklar syntes, lutning formation och chemotaxis.
I detta arbete illustrerar vi det övergripande arbetsflödet för tillverkning av modell PETLs marker med olika komplexitetsnivåer. Den första enheten används för att underlätta avbildning av celler och mikro organ i en liten kammare. Den andra, mer komplexa enheten består av flera lager och material, och används för forskning i Mekanobiologi9. Slutligen byggde vi en enhet som visar flera Fluid Dynamics begrepp (hydrodynamisk fokusering, laminärt flöde, diffus transport och micromixing) för utbildningsändamål. Arbetsflödet och enhets designen som presenteras här kan enkelt skräddarsys för ett stort antal syften i både forsknings-och klassrums inställningarna.

<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 enheter möjliggör manipulation av vätskor, partiklar, celler, mikro-storlek organ eller organismer i kanaler som sträcker sig från nano till submillimeter skalor. En snabb ökning av användningen av denna teknik i de biologiska vetenskaperna har föranlett ett behov av metoder som är tillgängliga för ett brett spektrum av forskargrupper. Nuvarande tillverkningsnormer, såsom PDMS limning, kräver dyra och tidskrävande litografi och limning tekniker. Ett lönsamt alternativ är användningen av utrustning och material som är lätt överkomliga, kräver minimal expertis och möjliggör en snabb iteration av mönster. I detta arbete beskriver vi ett protokoll för att designa och producera PET-laminat (petls), mikroflödessystem enheter som är billiga, lätt att fabricera, och konsumerar betydligt mindre tid att generera än andra metoder för mikrofluidics teknik. De består av termiskt bundna film ark, där kanaler och andra funktioner definieras med hjälp av en Craft Cutter. PETLs lösa Fältspecifika tekniska utmaningar och samtidigt dramatiskt minska hindren för antagande. Den här metoden underlättar tillgängligheten för mikrofluidics-enheter i både forsknings-och utbildningsmiljöer, vilket ger en tillförlitlig plattform för nya undersökningsmetoder.

Förutom låg kostnad och snabb iteration, PETL teknik kan enkelt anpassas för att lösa specifika utmaningar. För det första beskriver vi en enkel anordning som består av en glastäckslip, ett kammar skikt, ett kanal skikt och ett inlopps-/utlopps skikt (figur 2). Denna apparat har utformats för att underlätta avbildning av celler och mikroorgan under konstant flöde. Odlingsmediet fylls på med låga flöden för att stimulera näringsämnen och gasutbyte. Den runda kammaren har en g...

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

Här presenterar vi ett protokoll för att designa och fabricera anpassade mikroflödessystem enheter med minimal ekonomisk och tid investeringar. Syftet är att underlätta införandet av mikrofluidic teknologier i biomedicinska forskningslaboratorier och pedagogiska miljöer.

Snabb tillverkning av anpassade Mikrofluidiska enheter för forskning och pedagogiska tillämpningar

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

Denna metod för att göra mikrofluidiska chips är både billig och enkel att genomföra. Alla forskningslabb kan producera dessa mikrofluidik i huset. Och enheten mönster kan iterera inom några minuter.Den största fördelen med denna teknik är dess effektivitet. Det vill säga, alla labb kan göra sina egna anpassade mikrofluidiska enheter i egen regi snabbt och enkelt. Efter hand skiktning varje lager av enheten, rita den slutliga mönster för lagren på en dator, med hjälp av någon programvara program som tillåter ritning linjer och former.Få en skärmfångst av den ritade designen och importera varje lager till ett Craft Cutter Software Program. Skapa ett nytt dokument och släpp bildfilen på den visade mattan. Om du vill spåra designen väljer du spårningsikonen och väljer helt de importerade designerna.Välj alternativet för förhandsgranskning av spårning och justera inställningarna för tröskelvärde och skalning vid behov, tills den gula spårningen matchar designen. Välj spårning i spårningsmenyn. Kanalerna kommer att visas som en röd kontur.Om du vill storlek på enheten väljer du den spårade designen och använder det rutnät som tillhandahålls av programvaran för att ändra bredd och längd på kanalerna och kamrarna. Små linjer kan ritas temporärt för att mäta dimensionerna inom enheten. När enheten har blivit rätt stor använder du ritverktyget för att rita en kvadrat med samma form och storlek över varje lager av enheten.Därefter ritar du en cirkel över designens in- och utloppsportar. Kopiera sedan och klistra in, både originalet och cirklarna. Och radera kanalerna från den underliggande enheten.Ordna alla lager som ska skäras på den visade mattan. För att skära skikten, bär handskar, placera en enda PET-EVA film av en föredragen tjocklek på den självhäftande skärmattan. Med den ogenomskinliga självhäftande sidan vänd uppåt, och plasten blanka sidan nedåt.Platta filmen mot mattan, ta bort all luft som kan ha varit instängd. Och klicka på Lastmatta på fräsen. Öppna fliken skicka och välj en skärinställning.Klicka sedan på skicka. För att rikta in materialet för skärning, placera skärmattan bredvid en ren yta, och använd ett par pincett eller spatel för att överföra varje lager av den mikrofluidiska enheten från den skurna mattan på den rena ytan i ordning, enligt deras topp-till-botten-position i enheten. Därefter skär tre och 10 millimeter bitar av en dubbelsidig tejp, och överlagra lager en efter en, börjar med det nedre lagret.Sedan lägger en liten bit tejp till varje hörn mellan lagren. När alla lager har placerats, inspektera enheten. Det bör finnas minst en matta EVA sida mellan var och en av skikten.Och ingen EVA ska exponeras. För att laminera enheten, efter att ha satt på laminatorn, ställ in instrumentet på önskad tjockleksinställning. Och kör enheten genom lamineringsrullar.Sedan återvinna den laminerade enheten. För att skapa in- och utloppsportarna, använd ett roterande verktyg och en 1/37 tums borr för att skära ett litet hål genom mitten av en möbel stötfångare. Sedan, använd små pincett för att rensa öppningen av något skräp.Och försiktigt rikta ihop stötfångare med inloppsuttagsportarna på enheten. För att testa den helt monterade enheten, använd laboratorieslangar för att fästa enheten vid en plastkontakt. Och spola enheten med en lämplig lösning.Med hjälp av denna enhet, cellodling medium kan utbytas under bildbehandling, vilket möjliggör upprätthållandet av idealiska tillväxtförhållanden, och den kontrollerade införandet av kemiska stimuli i realtid. Detta gäller också för avbildning av ex vibo mikroorgan. Pedalenheten har också framgångsrikt använts för att slutföra kompressionstestning av Drosophila mikroorgan.På grund av deras enkel tillverkning, pedal enheter kan också användas i utbildningsmiljöer. Till exempel till visuell hydrodynamisk fokusering och diffusion. Pedaler kan användas för klassrumsdemonstrationer eller för experiment som kräver en exakt miljökontroll av provet.Såsom att testa ett läkemedel, eller införa en behandling samtidigt begränsa. Med hjälp av pedalenhet för att undersöka de mekaniska egenskaperna hos en utvecklande vinge imagininal skiva i bananflugor, fann vi att vävnadsstyvheten minskar under de utvecklingsmässiga perioder som studerats.

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

Enkla mikroflödessystem enheter för<em&gt; In vivo</em&gt; Avbildning av<em&gt; C. elegans</em&gt;,<em&gt; Drosophila</em&gt; Och 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

Mikroflödessystem Chip Fabrication och metod för att upptäcka 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 tillverkning av polymera och biohybridfibrer med fördesignad storlek och 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

Skikt för skikt kollagendeponering i mikroflödessystem enheter för 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

Tillverkning av mekaniskt Avstämbara och Bioactive Metal Byggnadsställningar för biomedicinska tillämpningar

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

Snabb Subtraktiv Mönstring av levande cellskikt med en mikroflödessystem 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-steg varierande höjd Fotolitografi för Ventilförsedda Multilayer Mikrofluidikanordningar

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

Tillverkning av Tredimensionell Pappersbaserade Mikrofluidikanordningar för Immun

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

Polydimetylsiloxan-polykarbonat mikrofluidikanordningar för Cell Migration Studies Under Perpendicular Chemical och Oxygen övertoningar

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 Framställning av Bioinspired Nanoscale hydroxyapatit för biomedicinska tillämpningar

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