Name: design and development of a three-dimensionally printed microscope mask alignment adapter for the fabrication of multilayer microfluidic devices
Uploaded: 2021-01-25T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Design and Development of a Three-Dimensionally Printed Microscope Mask Alignment Adapter for the Fabrication of Multilayer Microfluidic Devices at JoVE.com

Авторы хотели бы поблагодарить Центр трансформационного опыта бакалавриата из Техасского технического университета за предоставление финансирования для этого проекта. Авторы также хотели бы отметить поддержку со стороны департамента химической инженерии Техасского технического университета.

1. Проектирование MMAA
<ol><li>Получите размеры лотка доступной системы излучения ультрафиолетового излучения в верхней границе для размеров держателя пластины (или блока воздействия ультрафиолета), показанного на рисунке 1. Как показано на рисунке 2A,измерь...

<ol>
	<li>Betancourt, T., Brannon-Peppas, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Micro-+and+nanofabrication+methods+in+nanotechnological+medical+and+pharmaceutical+devices.">Micro- and nanofabrication methods in nanotechnological medical and pharmaceutical devices.</a> International Journal of Nanomedicine. 1 (4), 483-495 (2006).</li><li>Wheeler, A. R., 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=Microfluidic+device+for+single-cell+analysis.">Microfluidic device for single-cell analysis.</a> Analytical Chemistry. 75 (14), 3581-3586 (2003).</li><li>Kong, D. S., Carr, P. A., Chen, L., Zhang, S., Jacobson, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Parallel+gene+synthesis+in+a+microfluidic+device.">Parallel gene synthesis in a microfluidic device.</a> Nucleic Acids Research. 35 (8), 61 (2007).</li><li>Yang, M., Li, C. -. W., Yang, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cell+docking+and+on-chip+monitoring+of+cellular+reactions+with+a+controlled+concentration+gradient+on+a+microfluidic+device.">Cell docking and on-chip monitoring of cellular reactions with a controlled concentration gradient on a microfluidic device.</a> Analytical Chemistry. 74 (16), 3991-4001 (2002).</li><li>Keles, H., 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=Development+of+a+robust+and+reusable+microreactor+employing+laser+based+mid-IR+chemical+imaging+for+the+automated+quantification+of+reaction+kinetics.">Development of a robust and reusable microreactor employing laser based mid-IR chemical imaging for the automated quantification of reaction kinetics.</a> Organic Process Research &amp; Development. 21 (11), 1761-1768 (2017).</li><li>Losey, M. W., Jackman, R. J., Firebaugh, S. L., Schmidt, M. A., Jensen, K. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Design+and+fabrication+of+microfluidic+devices+for+multiphase+mixing+and+reaction.">Design and fabrication of microfluidic devices for multiphase mixing and reaction.</a> Journal of Microelectromechanical Systems. 11 (6), 709-717 (2002).</li><li>Kobayashi, J., 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=A+microfluidic+device+for+conducting+gas-liquid-solid+hydrogenation+reactions.">A microfluidic device for conducting gas-liquid-solid hydrogenation reactions.</a> Science. 304 (5675), 1305-1308 (2004).</li><li>Shuler, M. L. <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-,+body-,+and+disease-on-a-chip+systems.">Advances in organ-, body-, and disease-on-a-chip systems.</a> Lab on a Chip. 19 (1), 9-10 (2019).</li><li>Kimura, H., Sakai, Y., Fujii, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Organ/body-on-a-chip+based+on+microfluidic+technology+for+drug+discovery.">Organ/body-on-a-chip based on microfluidic technology for drug discovery.</a> Drug Metabolism and Pharmacokinetics. 33 (1), 43-48 (2018).</li><li>Lee, H., 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=A+pumpless+Multi-Organ-on-a-Chip+(MOC)+combined+with+a+Pharmacokinetic-Pharmacodynamic+(PK-PD)+model.">A pumpless Multi-Organ-on-a-Chip (MOC) combined with a Pharmacokinetic-Pharmacodynamic (PK-PD) model.</a> Biotechnology and Bioengineering. 114 (2), 432-443 (2017).</li><li>Kang, S. -. W., Wang, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Application+of+soft+lithography+for+nano+functional+devices.">Application of soft lithography for nano functional devices.</a> Lithography. , 403-426 (2010).</li><li>Challa, P. K., Kartanas, T., Charmet, J., Knowles, T. P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microfluidic+devices+fabricated+using+fast+wafer-scale+LED-lithography+patterning.">Microfluidic devices fabricated using fast wafer-scale LED-lithography patterning.</a> Biomicrofluidics. 11, 014113 (2017).</li><li>Li, X., 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=Desktop+aligner+for+fabrication+of+multilayer+microfluidic+devices.">Desktop aligner for fabrication of multilayer microfluidic devices.</a> Review of Scientific Instruments. 86 (7), 075008 (2015).</li><li>Pham, Q. L., Tong, N. -. A. N., Mathew, A., Voronov, R. 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+compact+low-cost+low-maintenance+open+architecture+mask+aligner+for+fabrication+of+multilayer+microfluidics+devices.">A compact low-cost low-maintenance open architecture mask aligner for fabrication of multilayer microfluidics devices.</a> Biomicrofluidics. 12 (4), 044119 (2018).</li><li>Ravi, T., Ranganathan, R., Shunmugam, M. S., Kanthababu, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Topology+and+build+path+optimization+for+reducing+cost+in+FDM+uPrint+SE.">Topology and build path optimization for reducing cost in FDM uPrint SE.</a> Advances in Additive Manufacturing and Joining. , 189-198 (2019).</li><li>SU-8 Permanent Negative Epoxy Photoresist. Kayaku Advanced Materials Available from: <a target="_blank" href="https://kayakuam.com/wp-content/uploads/2020/09/KAM-SU-8-50-100-Datasheet-9.3.20-Final.pdf">https://kayakuam.com/wp-content/uploads/2020/09/KAM-SU-8-50-100-Datasheet-9.3.20-Final.pdf</a> (2020)</li></ol>

Вышеупомянутый протокол описывает процедуру 3D-печати MMAA и использования системы для создания точной, многослойной, микрофлюидной формы устройства. Хотя устройство легко использовать, в протоколе есть критические шаги, которые требуют практики и ухода для обеспечения надлежащего выр?...

Хорошо развитой и перспективной областью инженерных исследований является микропроизводствование из-за огромного пространства приложений, использующих микрофлюидные платформы. Микрофабрикация - это процесс, в котором структуры производятся с мкм- или меньшими размерами с использованием различных химических соединений. Поскольку микрофлюидные исследования развивались в течение последних 30 лет, мягкая литография стала наиболее популярным методом микропроизводство, с помощью которого можно производить микрочипы из поли(диметилсилоксана) (PDMS) или аналогичных веществ. Эти микрочипы широко использовались для миниатюризации распространенных лабораторных практик1,2,3, 4 и стали мощными исследовательскими инструментами для инженеров для имитации реакционных процессов5,6,7,изучения механизмов реакций и мимических органов, обнаруженных в организме человека in vitro (например, орган-на-чипе)8,9,10. Однако по мере увеличения сложности приложения характерно, что более сложная конструкция микрофлюидного устройства позволяет лучше тиражировать реальную систему, которую оно призвано имитировать.
Основная процедура мягкой литографии включает в себя покрытие подложки фоторезистентным веществом и размещение фотомаски над покрытой подложкой перед подвергнутием подложку ультрафиолетовому излучению11. Фотомада имеет прозрачные области, которые имитируют желаемый рисунок каналов микрофлюидного устройства. При воздействии на подложку с покрытием ультрафиолетового света прозрачные области позволяют ультрафиолетовому свету проникать через фотомаску, в результате чего фоторезист сшивается. После этапа экспозиции несшитый фоторезист смывается с помощью разработчика, оставляя твердые структуры с предполагаемым рисунком. По мере того, как сложность микрофлюидных устройств становится все больше, они требуют многослойной конструкции с чрезвычайно точными размерами. Процесс многослойного микрофабрикации намного сложнее по сравнению с однослойным микропроизводствием.
Многослойное микрофабрикация требует точного выравнивания признаков первого слоя с рисунками на второй маске. Как правило, этот процесс выполняется с использованием коммерческого элайнера для масок, который является дорогостоящим и требует обучения для работы с оборудованием. Таким образом, процесс многослойного микропроизводства, как правило, недостижим для небольших лабораторий, которым не хватает средств или времени для таких усилий. В то время как было разработано несколько других изготовленных на заказ элайнеров для масок, эти системы часто требуют покупки и сборки множества различных деталей и все еще могут быть довольносложными 12,13,14. Это не только дорого для небольших лабораторий, но и требует времени и обучения для создания, понимания и использования системы. Элайнер для масок, подробно описанный в этой статье, стремился смягчить эти проблемы, поскольку нет необходимости в покупке дополнительного оборудования, требуется только оборудование, которое обычно уже присутствует в лабораториях, производящих и использующих микрофлюидные устройства. Кроме того, выравниватель масок изготавливается с помощью 3D-печати, которая с недавним развитием технологии 3D-печати стала легко доступной для большинства лабораторий и университетов по доступной цене.
Протокол, подробно описанный в этой статье, направлен на создание экономически эффективного и простого в эксплуатации альтернативного элайнера масок. Маскировочный элайнер, описанный в настоящем описании, может сделать многослойное микропроизводственное производство возможным для исследовательских лабораторий без обычных производственных средств. Используя адаптер выравнивания масок микроскопа (MMAA), функциональные микрочипы со сложными функциями могут быть достигнуты с использованием обычного источника ультрафиолетового света, оптического микроскопа и общего лабораторного оборудования. Результаты показывают, что MMAA хорошо работает с примером системы, использующего вертикальный микроскоп и блок воздействия ультрафиолетового света. MMAA, изготовленный с использованием процесса 3D-печати, был использован для получения двухслойной главной формы микрофлюидного устройства елочкой с минимальными ошибками выравнивания. С помощью мастер-формы, изготовленной с помощью 3D-печатной MMAA, микрофлюидные устройства были подготовлены с многослойными структурами, содержащими ошибки выравнивания <10 мкм. Погрешность выравнивания <10 мкм достаточно минимальна, чтобы не препятствовать применению микрофлюидного устройства.
Кроме того, было подтверждено успешное выравнивание четырехслойной мастер-формы, изготовленной с использованием MMAA, и были определены ошибки выравнивания <10 мкм. Функциональность микрофлюидного устройства и минимальные ошибки выравнивания подтверждают успешное применение MMAA при создании многослойных микрофлюидных устройств. MMAA может быть настроен для любого микроскопа и системы воздействия ультрафиолета, внеся незначительные изменения в файл на 3D-принтере. В следующем протоколе описываются шаги, необходимые для тонкой настройки MMAA в соответствии с оборудованием, доступным в каждой лаборатории, и 3D-печати MMAA с требуемыми спецификациями. Кроме того, в протоколе подробно описывается, как разработать многослойную мастер-форму с использованием системы и впоследствии производить микрофлюидные устройства PDMS с использованием мастер-формы. Генерация мастер-формы и микрофлюидных чипов затем позволяет пользователю проверить эффективность системы.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Acrylonitrile Butadiene Styrene (ABS), 3D Printing Filament</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Provided by the Texas Tech University 3D printing facility</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BX53, Upright Microscope</td>
			<td>Olympus</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Form 2, Stereolithography 3D printer</td>
			<td>Formlabs</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Advanced Hot Plate Stirrer</td>
			<td>VWR</td>
			<td>97042-642</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isoproyl Alcohol, 70% (v/v)</td>
			<td>VWR</td>
			<td>BDH7999-4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Light Colored Marker</td>
			<td>Sharpie</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Magnets, 3 mm x 3 mm</td>
			<td>WOTOY</td>
			<td></td>
			<td>ASIN #: B075PLVW8W</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SYLGARD 184 Silicone Elastomer Kit</td>
			<td>DOW</td>
			<td>4019862</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Petri Dish, 150 mm x 15 mm</td>
			<td>VWR</td>
			<td>25384-326</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Printed Photomasks</td>
			<td>CAD/Art Services, Inc.</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Aluminum Support Jack - 8&#34; x 8&#34;, Scissor Lift</td>
			<td>VWR</td>
			<td>12620-904</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silicon Wafer</td>
			<td>University Wafer</td>
			<td>452</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium Hydroxide</td>
			<td>VWR</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sonication Bath</td>
			<td>Branson</td>
			<td>CPX3800H</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spin Coater</td>
			<td>Laurell Technologies Corporation</td>
			<td>Model WS-650MZ-23NPPB</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>STRATASYS SR-30</td>
			<td>MakerBot Industries, LLC</td>
			<td>SR-30</td>
			<td>Dissolvable support material for 3D printing</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stratasys uPrint SE 3D Printer</td>
			<td>Computer Aided Technology, LLC</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SU-8 50</td>
			<td>Kayaku</td>
			<td>Y131269 0500L1GL</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SU-8 100</td>
			<td>Kayaku</td>
			<td>Y131273 0500L1GL</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SU-8 Developer</td>
			<td>Kayaku</td>
			<td>Y020100 4000L1PE</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Super glue</td>
			<td>Gorilla Glue</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trichloro(1H,1H,2H,2H-perfluorooctyl)silane</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>448931-10G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tape</td>
			<td>Scotch</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Form Cure, UV Curing Chamber</td>
			<td>Formlabs</td>
			<td>FH-CU-01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>UV-KUB2, UV Light-Exposure Box</td>
			<td>Kloe</td>
			<td>UV-KUB2</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

design and development of a three-dimensionally printed microscope mask alignment adapter for the fabrication of multilayer microfluidic devices

Этот проект направлен на разработку простой в использовании и экономически эффективной платформы для изготовления точных, многослойных микрофлюидных устройств, что, как правило, может быть достигнуто только с использованием дорогостоящего оборудования в условиях чистой комнаты. Ключевой частью платформы является трехмерный (3D) печатный адаптер выравнивания масок микроскопа (MMAA), совместимый с обычными оптическими микроскопами и системами воздействия ультрафиолетового (УФ) света. Общий процесс создания устройства был значительно упрощен из-за работы, проделанной для оптимизации конструкции устройства. Процесс включает в себя поиск подходящих размеров для оборудования, доступного в лаборатории, и 3D-печать MMAA с оптимизированными спецификациями. Экспериментальные результаты показывают, что оптимизированная MMAA, разработанная и изготовленная с помощью 3D-печати, хорошо работает с обычным микроскопом и системой воздействия света. Используя мастер-форму, подготовленную 3D-печатной MMAA, полученные микрофлюидные устройства с многослойными структурами содержат ошибки выравнивания <10 мкм, что достаточно для обычных микрочипов. Хотя человеческая ошибка при транспортировке устройства в систему воздействия ультрафиолетового света может привести к большим ошибкам изготовления, минимальные ошибки, достигнутые в этом исследовании, достижимы с практикой и осторожностью. Кроме того, MMAA может быть настроен для любого микроскопа и системы воздействия ультрафиолета путем внесения изменений в файл моделирования в системе 3D-печати. Этот проект предоставляет небольшим лабораториям полезный исследовательский инструмент, поскольку он требует только использования оборудования, которое обычно уже доступно для лабораторий, производящего и использующего микрофлюидные устройства. Следующий подробный протокол описывает процесс проектирования и 3D-печати для MMAA. Кроме того, в настоящем описаны этапы получения многослойной мастер-формы с использованием MMAA и получения микрофлюидных чипов из поли(диметилсилоксана) (PDMS).

Благодаря оптимизации и использованию MMAA(рисунок 1)были изготовлены многослойные мастер-формы с минимальной погрешностью выравнивания. Окончательная MMAA была изготовлена с использованием процесса 3D-печати с плавленой нитью (FFF)(рисунок 2). Процесс FFF пов?...

Watch this Scientific Journal Video about Design and Development of a Three-Dimensionally Printed Microscope Mask Alignment Adapter for the Fabrication of Multilayer Microfluidic Devices at JoVE.com

Design and Development of a Three-Dimensionally Printed Microscope Mask Alignment Adapter for the Fabrication of Multilayer Microfluidic Devices

Этот проект позволяет небольшим лабораториям разработать простую в использовании платформу для изготовления точных многослойных микрофлюидных устройств. Платформа состоит из трехмерно напечатанного адаптера выравнивания маски микроскопа, с помощью которого были достигнуты многослойные микрофлюидные устройства с погрешностью выравнивания <10 мкм.

Проектирование и разработка адаптера выравнивания масок трехмерно-печатного микроскопа для изготовления многослойных микрофлюидных устройств

This project aims to develop an easy-to-use and cost-effective platform for the fabrication of precise, multilayer microfluidic devices, which typically ...

Этот протокол имеет большое значение, поскольку он позволяет создать экономичную и простую в использовании платформу, которая помогает в производстве точных многослойных микрофлюидных мастер-форм. Основным преимуществом метода является то, что он требует использования только 3D-печатной платформы и стандартного лабораторного оборудования, обычно встречающегося в лабораториях, производят микрофлюидные устройства. Визуальная демонстрация этого протокола имеет решающее значение для демонстрации того, как настроить и использовать адаптер выравнивания масок 3D-печатного микроскопа.Получите размеры лотка доступной системы излучения ультрафиолетового излучения, чтобы они были верхней границей для размеров держателя пластины. Измерьте диаметр внутреннего круглого обода, внутреннюю высоту лотка для систем излучения ультрафиолетового излучения, общую ширину и длину лотка. Используя приложение для компьютерного проектирования, примените эти размеры, чтобы настроить держатель пластины, чтобы он помещался в лоток систем излучения ультрафиолетового излучения.Измерьте длину между винтами и ширину винтов на доступной вертикальной ступени микроскопа, которая удерживает держатель слайда на месте. Используя приложение для проектирования компьютеров, примените эти размеры, чтобы настроить магнитный держатель в соответствии с имеющимся микроскопом, чтобы обеспечить легкую и точную фиксацию MMAA на микроскопе. Используйте четырехдюймовую кремниевую пластину с соответствующим фоторезистом, чтобы создать первый слой мастер-формы, гарантируя, что толщина больше, чем у последующих слоев, для легкой идентификации маркеров выравнивания.Используйте светлое маркерное перо, чтобы раскрасить маркеры выравнивания первого слоя со всех четырех сторон. Используя инструкции производителя фоторезистента, инициируйте второй слой основной формы, отпручивая покрытие фоторезистента на пластину и выполняя мягкую выпечку. Вставьте пластину с покрытием в держатель пластин MMAA и закрепите пластину с покрытием на MMAA с помощью ленты.Прикрепите держатель пластины к имеющейся вертикальной микроскопии с помощью магнитного застежки микроскопа. Перемещайте положение MMAA с помощью ручек направления X и Y ступени микроскопа до тех пор, пока один из цветных маркеров выравнивания на пластине не будет виден через линзу микроскопа. Извлеките держатель пластины со сцены микроскопа и вставьте фотомаску второго слоя в держатель пластин поверх пластины с покрытием.Убедитесь, что цветные маркеры выравнивания первого слоя частично видны через маркеры выравнивания на фотомаге и что прямой край фотомаски накладывается на прямой край кремниевой пластины. Прикрепите держатель пластины обратно к сцене микроскопа и прикрепите фотомаску к ножничному подъемнику через один из боковых вырезов с помощью ленты. Используйте ножничный подъемник, чтобы отрегулировать положение фотомаски в направлении Z, пока она не ляжет прямо над пластиной с покрытием.Сохраняя фотомаску неподвижной, посмотрите через объектив микроскопа и определите цветные маркеры выравнивания первого слоя под маркерами выравнивания фотомаски с помощью ручек направления X и Y сцены микроскопа, чтобы переместить положение MMAA. Отрегулируйте положение MMAA до тех пор, пока маркер выравнивания на фотомаскре не будет наложен цветным маркером выравнивания на первом слое. Осторожно приложите небольшое усилие к фотомаске и используйте ленту, чтобы закрепить фотомаску на месте поверх пластины с покрытием.Отсоедийте фотомаску от ножничного подъемника и убедитесь, что все четыре маркера выравнивания на фотомаской находятся в выравнивании с четырьмя маркерами выравнивания на первом слое. После выравнивания аккуратно отсоезите держатель пластины от ступени микроскопа. Вставьте стеклянную верхнюю пластину поверх пластины и фотомаски, чтобы уменьшить зазор между двумя частями.Поместите весь держатель пластины в доступную систему воздействия ультрафиолетового света и выполните экспозицию второго слоя. Снимите держатель пластины с системы воздействия ультрафиолетового излучения, затем снимите пластину с покрытием из держателя пластины и отсоедините фотомаску от пластины. Завершите пост-выпечку и разработку второго слоя в соответствии с инструкциями производителя фоторезистента.Извлеките мастер-форму и поместите ее на ступень вертикального микроскопа, чтобы определить расстояние между первым и вторым слоем. Измерьте расстояние, на которое второй слой смещается и смещен от первого слоя на микроканальных структурах. Используйте вертикальный микроскоп, чтобы определить, содержит ли чип PDMS стенки каналов, которые являются прямыми с четкими краями устройства.Кроме того, проверьте микросхему PDMS на наличие возможных дефектов, которые могут помешать функциональности устройства. Благодаря оптимизации и использованию MMAA были изготовлены многослойные мастер-формы с минимальной погрешностью выравнивания. Эта система и описанный протокол использовались для выравнивания маркеров на фотомаской с маркерами на начальном слое мастер-формы.Двухслойная мастер-форма SU-8 для микрофлюидного устройства с рисунком елочкой была изготовлена и показала, что между двумя слоями расстояние между двумя слоями зазор составляет менее пяти микрометров. Затем двухслойная главная форма была использована для изготовления микрочипов PDMS. Сканирующие изображения электронного микроскопа показывают, что микрофлюидное устройство с рисунком елочкой содержит четкие края, прямые стенки каналов и хорошо выровненные слои, которые необходимы для правильной функциональности устройства.Кроме того, с использованием MMAA была создана четырехслойная мастер-форма с простыми круглыми функциями, чтобы показать успешное выравнивание многослойной мастер-формы. Данные профилометра подтверждают четыре отдельных слоя основной формы. Важно набраться терпения и работать медленно при выравнивании маркеров выравнивания первого и второго слоев и при фиксации фотомаски на пластине с покрытием.Эта процедура может быть использована для производства множества различных многослойных мастер-форм, что позволяет исследователям из небольших лабораторий исследовать более сложные конструкции микрофлюидных устройств.

Research

JoVE Journal

Engineering

Design, Fabrication, and Experimental Characterization of Plasmonic Photoconductive Terahertz Emitters

Проектирование, изготовление, и экспериментальная характеристика Плазмонных Фотопроводящий излучателей терагерцового

In this video article we present a detailed demonstration of a highly efficient method for generating terahertz waves. Our technique is based on ...

Fabrication and Testing of Microfluidic Optomechanical Oscillators

Изготовление и испытание микрофлюидных оптико-механические осцилляторы

Cavity optomechanics experiments that parametrically couple the phonon modes and photon modes have been investigated in various optical systems including ...

In Situ Time-dependent Dielectric Breakdown in the Transmission Electron Microscope: A Possibility to Understand the Failure Mechanism in Microelectronic Devices

In Situ Time-dependent Dielectric Breakdown in the Transmission Electron Microscope: A Possibility to Understand the Failure Mechanism in Microelectronic Devices

В Ситу Время-зависимой пробой диэлектрика в просвечивающий электронный микроскоп: возможность понять механизм Отказ в микроэлектронных устройств

The time-dependent dielectric breakdown (TDDB) in on-chip interconnect stacks is one of the most critical failure mechanisms for microelectronic devices. ...

Thermal Measurement Techniques in Analytical Microfluidic Devices

Тепловые методы измерения в аналитической микрофлюидных устройств

Thermal measurement techniques have been used for many applications such as thermal characterization of materials and chemical reaction detection. ...

Methods for Measuring the Orientation and Rotation Rate of 3D-printed Particles in Turbulence

Методы измерения ориентации и Скорость вращения 3D-распечатаны Частицы в Турбулентность

Experimental methods are presented for measuring the rotational and translational motion of anisotropic particles in turbulent fluid flows. 3D printing ...

Fabrication and Operation of Acoustofluidic Devices Supporting Bulk Acoustic Standing Waves for Sheathless Focusing of Particles

Изготовление и эксплуатация Acoustofluidic устройств с поддержкой объемных акустических стоячих волн для без футляра фокусировки частиц

Acoustophoresis refers to the displacement of suspended objects in response to directional forces from sound energy. Given that the suspended objects must ...

Fabrication of Fully Solution Processed Inorganic Nanocrystal Photovoltaic Devices

Изготовление Полностью Решение Переработанные Неорганические нанокристаллов фотопреобразователей

We demonstrate a method for the preparation of fully solution processed inorganic solar cells from a spin and spray coating deposition of nanocrystal ...

Solvent Bonding for Fabrication of PMMA and COP Microfluidic Devices

Растворитель Связующие для изготовления ПММА и КС микрожидком устройств

Thermoplastic microfluidic devices offer many advantages over those made from silicone elastomers, but bonding procedures must be developed for each ...

Flow-assisted Dielectrophoresis: A Low Cost Method for the Fabrication of High Performance Solution-processable Nanowire Devices

При содействии потока диэлектрофореза: Низкая стоимость метод для изготовления высокой производительности решения обрабатываемых нанопроволоки устройств

Flow-assisted dielectrophoresis (DEP) is an efficient self-assembly method for the controllable and reproducible positioning, alignment, and selection of ...

Design and Fabrication of an Optical Fiber Made of Water

Проектирование и изготовление оптического волокна, изготовленные из воды

In this report, an optical fiber of which the core is made solely of water, while the cladding is air, is designed and manufactured. In contrast with ...