Name: pneumatically driven microfluidic platform for micro-particle concentration
Uploaded: 2022-02-01T14:15:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Pneumatically Driven Microfluidic Platform for Micro-Particle Concentration at JoVE.com

تم دعم هذا العمل من خلال منحة المؤسسة الوطنية للبحوث الكورية (NRF) التي تمولها الحكومة الكورية (وزارة العلوم وتكنولوجيا المعلومات والاتصالات). (لا. NRF-2021R1A2C1011380).

1. تصميم منصة الموائع الدقيقة لتركيز الجسيمات
<ol><li>تصميم منصة الموائع الدقيقة الهوائية التي تتكون من صمام هوائي واحد لتدفق السوائل في شبكة التدفق 3D وثلاثة صمامات هوائية لتشغيل صمام الغربال (Vs) والسائل (Vf) والجسيمات (Vp) (الشكل 1). ملاحظة: كتل Vs تركز الجسيمات من السائ...

<ol>
	<li>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=The+origins+and+the+future+of+microfluidics.">The origins and the future of microfluidics.</a> Nature. 442 (7107), 368-373 (2006).</li><li>Desitter, I., 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+new+device+for+rapid+isolation+by+size+and+characterization+of+rare+circulating+tumor+cells.">A new device for rapid isolation by size and characterization of rare circulating tumor cells.</a> Anticancer Research. 31 (2), 427-441 (2011).</li><li>Hayes, D. F., 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=Circulating+tumor+cells+at+each+follow-up+time+point+during+therapy+of+metastatic+breast+cancer+patients+predict+progression-free+and+overall+survival.">Circulating tumor cells at each follow-up time point during therapy of metastatic breast cancer patients predict progression-free and overall survival.</a> Clinical Cancer Research. 12 (14), 4218-4224 (2016).</li><li>Choi, S., Park, J. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microfluidic+system+for+dielectrophoretic+separation+based+on+a+trapezoidal+electrode+array.">Microfluidic system for dielectrophoretic separation based on a trapezoidal electrode array.</a> Lab on a Chip. 5 (10), 1161-1167 (2005).</li><li>Jung, Y., 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=Six-stage+cascade+paramagnetic+mode+magnetophoretic+separation+system+for+human+blood+samples.">Six-stage cascade paramagnetic mode magnetophoretic separation system for human blood samples.</a> Biomedical Microdevices. 12 (4), 637-645 (2010).</li><li>Li, P., 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=Acoustic+separation+of+circulating+tumor+cells.">Acoustic separation of circulating tumor cells.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 112 (16), 4970-4975 (2015).</li><li>Lin, Y. H., Lee, G. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optically+induced+flow+cytometry+for+continuous+microparticle+counting+and+sorting.">Optically induced flow cytometry for continuous microparticle counting and sorting.</a> Biosensors and Bioelectronics. 24 (4), 572-578 (2008).</li><li>Gramotnev, D. 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=Thermal+tweezers+for+surface+manipulation+with+nanoscale+resolution.">Thermal tweezers for surface manipulation with nanoscale resolution.</a> Applied Physics Letters. 90 (5), 054108 (2007).</li><li>Huang, L. 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=Continuous+particle+separation+through+deterministic+lateral+displacement.">Continuous particle separation through deterministic lateral displacement.</a> Science. 304 (5673), 987-990 (2004).</li><li>Yin, D., 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=Multi-stage+particle+separation+based+on+microstructure+filtration+and+dielectrophoresis.">Multi-stage particle separation based on microstructure filtration and dielectrophoresis.</a> Micromachines. 10 (2), 103 (2019).</li><li>Yoon, Y., 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=Clogging-free+microfluidics+for+continuous+size-based+separation+of+microparticles.">Clogging-free microfluidics for continuous size-based separation of microparticles.</a> Scientific Reports. 6 (1), 1-8 (2016).</li><li>Alvankarian, J., Majlis, B. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tunable+microfluidic+devices+for+hydrodynamic+fractionation+of+cells+and+beads:+a+review.">Tunable microfluidic devices for hydrodynamic fractionation of cells and beads: a review.</a> Sensors. 15 (11), 29685-29701 (2015).</li><li>Irimia, D., Toner, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cell+handling+using+microstructured+membranes.">Cell handling using microstructured membranes.</a> Lab on a Chip. 6 (3), 345-352 (2006).</li><li>Huang, S. B., 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+tunable+micro+filter+modulated+by+pneumatic+pressure+for+cell+separation.">A tunable micro filter modulated by pneumatic pressure for cell separation.</a> Sensors and Actuators B: Chemical. 142 (1), 389-399 (2009).</li><li>Chang, Y. 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+tunable+microfluidic-based+filter+modulated+by+pneumatic+pressure+for+separation+of+blood+cells.">A tunable microfluidic-based filter modulated by pneumatic pressure for separation of blood cells.</a> Microfluidics and Nanofluidics. 12 (1-4), 85-94 (2012).</li><li>Oh, C. 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=Fabrication+of+pneumatic+valves+with+spherical+dome-shape+fluid+chambers.">Fabrication of pneumatic valves with spherical dome-shape fluid chambers.</a> Microfluidics and Nanofluidics. 19 (5), 1091-1099 (2015).</li><li>Liu, W., 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=Dynamic+trapping+and+high-throughput+patterning+of+cells+using+pneumatic+microstructures+in+an+integrated+microfluidic+device.">Dynamic trapping and high-throughput patterning of cells using pneumatic microstructures in an integrated microfluidic device.</a> Lab on a Chip. 12 (9), 1702-1709 (2012).</li><li>Jang, J. H., Jeong, O. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabrication+of+a+pneumatic+microparticle+concentrator.">Fabrication of a pneumatic microparticle concentrator.</a> Micromachines. 11 (1), 40 (2020).</li><li>McDonald, J. C., 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=Poly(dimethylsiloxane)+as+a+material+for+fabricating+microfluidic+device.">Poly(dimethylsiloxane) as a material for fabricating microfluidic device.</a> Accounts of Chemical Research. 35 (7), 491-499 (2002).</li><li>Brivio, 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=A+MALDI-chip+integrated+system+with+a+monitoring+window.">A MALDI-chip integrated system with a monitoring window.</a> Lab on a Chip. 5 (4), 378-381 (2005).</li><li>Jeong, O. C., Konishi, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+self-generated+peristaltic+motion+of+cascaded+pneumatic+actuators+for+micro+pumps.">The self-generated peristaltic motion of cascaded pneumatic actuators for micro pumps.</a> Journal of Micromechanics and Microengineering. 18 (8), 085017 (2008).</li><li>Taff, B. M., Voldman, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+scalable+addressable+positive+dielectrophoretic+cell-sorting+array.">A scalable addressable positive dielectrophoretic cell-sorting array.</a> Analytical Chemistry. 77 (24), 7976-7983 (2005).</li><li>Pamme, N., 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=On-chip+free-flow+magnetophoresis:+Separation+and+detection+of+mixtures+of+magnetic+particles+in+continuous+flow.">On-chip free-flow magnetophoresis: Separation and detection of mixtures of magnetic particles in continuous flow.</a> Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 307 (2), 237-244 (2006).</li><li>Harris, N. 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=Performance+of+a+micro-engineered+ultrasonic+particle+manipulator.">Performance of a micro-engineered ultrasonic particle manipulator.</a> Sensors and Actuators B: Chemical. 111, 481-486 (2005).</li><li>Yoon, Y., 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=Clogging-free+microfluidics+for+continuous+size-based+separation+of+microparticles.">Clogging-free microfluidics for continuous size-based separation of microparticles.</a> Scientific Reports. 6 (1), 1-18 (2016).</li><li>Beattie, W., 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=Clog-free+cell+filtration+using+resettable+cell+traps.">Clog-free cell filtration using resettable cell traps.</a> Lab on a Chip. 14 (15), 2657-2665 (2014).</li><li>Cheng, Y., 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+bubble-+and+clogging-free+microfluidic+particle+separation+platform+with+multi-filtration.">A bubble- and clogging-free microfluidic particle separation platform with multi-filtration.</a> Lab on a Chip. 16 (23), 4517-4526 (2016).</li></ol>

توفر هذه المنصة طريقة بسيطة لتنقية وتركيز الجسيمات من مختلف الأحجام. تتراكم الجسيمات وتطلق من خلال التحكم في الصمام الهوائي ، ولا يلاحظ أي انسداد لأنه لا يوجد هيكل سلبي. باستخدام هذا الجهاز ، يتم تقديم تركيز الجسيمات ذات الثلاثة أحجام. ومع ذلك ، قد يختلف ضغط التشغيل ، والوقت اللازم للتركيز...

نظرا لأهمية التحليل البيولوجي ، يتم استخدام تقنيات الأنظمة الكهروميكانيكية الدقيقة الدقيقة والطبية الحيوية (BioMEMS)1,2 لتطوير ودراسة أجهزة لتنقية وجمع المواد الدقيقة2,3,4. يتم تصنيف التقاط الجسيمات على أنها نشطة أو سلبية. تم استخدام الفخاخ النشطة للقوى الخارجية العازلة5 أو المغناطيسية6 أو السمعية7 أوالبصرية 8 أو الحرارية9 التي تعمل على الجسيمات المستقلة ، مما يتيح التحكم الدقيق في تحركاتها. ومع ذلك ، هناك حاجة إلى تفاعل بين الجسيم والقوة الخارجية ؛ وبالتالي ، فإن الإنتاجية منخفضة. في أنظمة الموائع الدقيقة ، يعد التحكم في معدل التدفق مهما جدا لأن القوى الخارجية تنتقل إلى الجسيمات المستهدفة.
بشكل عام ، تحتوي أجهزة الموائع الدقيقة السلبية على أعمدة دقيقة في القنوات الدقيقة10,11. يتم ترشيح الجسيمات من خلال التفاعل مع سائل متدفق ، وهذه الأجهزة سهلة التصميم وغير مكلفة للتصنيع. ومع ذلك ، فإنها تسبب انسداد الجسيمات في الأعمدة الدقيقة ، لذلك تم تطوير أجهزة أكثر تعقيدا لمنع انسداد الجسيمات12. أجهزة الموائع الدقيقة ذات الهياكل المعقدة مناسبة بشكل عام لإدارة عدد محدود من الجسيمات 13،14،15،16،17،18.
توضح هذه المقالة طريقة لتصنيع وتشغيل منصة ميكروفلويديك تعمل بالهواء المضغوط لتركيزات الجسيمات الكبيرة التي تتغلب على أوجه القصور18 كما هو مذكور أعلاه. يمكن لهذه المنصة منع الجسيمات وتركيزها عن طريق تشوه وتشغيل طبقة الحجاب الحاجز الرقيقة لصفيحة صمام الغربال (Vs) التي تتراكم في قنوات الموائع الدقيقة المنحنية. تتراكم الجسيمات في قنوات ميكروفلويديك منحنية ، ويمكن للجسيمات المركزة أن تنفصل عن طريق تفريغ سائل العمل عن طريق تشغيل اثنين من سدادات PDMS على / إيقاف الصمامات18. هذه الطريقة تجعل من الممكن معالجة عدد محدود من الجسيمات أو تركيز عدد كبير من الجسيمات الصغيرة. يمكن لظروف التشغيل مثل حجم معدل التدفق وضغط الهواء المضغوط أن تمنع تلف الخلايا غير المرغوب فيه وتزيد من كفاءة احتجاز الخلايا.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>1.5 mm puncture</td>
			<td>Self procduction</td>
			<td>Self procduction</td>
			<td>This puncture was made by requesting a mold maker based on the Miltex&#174; Biopsy Punch with Plunger (15110-15) product.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>4 inch Silicon Wafer/SU-8 mold</td>
			<td>4science</td>
			<td>29-03573-01</td>
			<td>4 inch (100) Ptype silicon wafer/SU-8 mold</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Carboxyl Polystyrene Crosslinked Particle(24.9 &#956;m)</td>
			<td>Spherotech</td>
			<td>CPX-200-10</td>
			<td>Concentrated bead sample1</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Flow meter</td>
			<td>Sensirion</td>
			<td>SLI-1000</td>
			<td>Flow measurement</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>High-speed camera</td>
			<td>Photron</td>
			<td>FASTCAM Mini</td>
			<td>Observation of concentration</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hot plate</td>
			<td>As one</td>
			<td>HI-1000</td>
			<td>heating plate for curing of liquid PDMS</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>KOVAX-SYRINGE 10 mL/Syringe</td>
			<td>Koreavaccine</td>
			<td>22G-10ML</td>
			<td>Fill the microfluidic channel with bubble-free demineralized water.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Laboratory Conona treater/Atmospheric plasma</td>
			<td>Electro-Technic</td>
			<td>BD-20AC</td>
			<td>Chip bonding/atmospheric plasma</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Liquid polydimethylsiloxane, PDMS</td>
			<td>Dow Corning Inc.</td>
			<td>Sylgard 184</td>
			<td>Components of chip</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microscope</td>
			<td>Olympus</td>
			<td>IX-81</td>
			<td>Observation of concentration</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PEEK Tubes</td>
			<td>SAINT-GOBAIN PPL CORP.</td>
			<td>AAD04103</td>
			<td>Inject or collect particles</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polystyrene Particle(4.16 &#956;m)</td>
			<td>Spherotech</td>
			<td>PP-40-10</td>
			<td>Concentrated bead sample3</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polystyrene Particle(8.49 &#956;m)</td>
			<td>Spherotech</td>
			<td>PP-100-10</td>
			<td>Concentrated bead sample2</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pressure controller/&#956;flucon</td>
			<td>AMED</td>
			<td>&#956;flucon</td>
			<td>Control of air pressure</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spin coater</td>
			<td>iNexus</td>
			<td>ACE-200</td>
			<td>spread the liquid PDMS on SU-8 mold</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

pneumatically driven microfluidic platform for micro-particle concentration

تقدم هذه المقالة طريقة لتصنيع وتشغيل صمام هوائي للتحكم في تركيز الجسيمات باستخدام منصة الموائع الدقيقة. تحتوي هذه المنصة على شبكة ثلاثية الأبعاد (3D) مع قنوات سائلة منحنية وثلاثة صمامات هوائية ، والتي تخلق شبكات وقنوات ومساحات من خلال النسخ المتماثل المزدوج مع polydimethylsiloxane (PDMS). يعمل الجهاز بناء على الاستجابة العابرة لمعدل تدفق السوائل الذي يتحكم فيه صمام هوائي بالترتيب التالي: (1) تحميل العينة ، (2) حجب العينة ، (3) تركيز العينة ، و (4) إطلاق العينة. يتم حظر الجسيمات عن طريق تشوه طبقة الحجاب الحاجز الرقيق لصفيحة صمام الغربال (Vs) وتتراكم في قناة الموائع الدقيقة المنحنية. يتم تفريغ سائل العمل عن طريق تشغيل صمامين للتشغيل / الإيقاف. نتيجة للعملية ، تم اعتراض جميع الجسيمات ذات التكبيرات المختلفة بنجاح وفك ارتباطها. عند تطبيق هذه التقنية ، قد يختلف ضغط التشغيل والوقت اللازم للتركيز ومعدل التركيز اعتمادا على أبعاد الجهاز وتكبير حجم الجسيمات.

ويبين الشكل 8 معدل تدفق معدلات السوائل لعملية منصة من أربع مراحل، كما هو مذكور في الجدول 2. المرحلة الأولى هي حالة التحميل (حالة). تم تزويد المنصة بسائل مع فتح جميع الصمامات ، والسائل العامل (Qf) والجسيمات (Qp) متطابقة تقريبا حيث تظهر شبكة قنوات الموائع الدقيقة تناظرا ه...

Watch this Scientific Journal Video about Pneumatically Driven Microfluidic Platform for Micro-Particle Concentration at JoVE.com

Pneumatically Driven Microfluidic Platform for Micro-Particle Concentration

يصف هذا البروتوكول منصة الموائع الدقيقة الهوائية التي يمكن استخدامها لتركيز الجسيمات الدقيقة بكفاءة.

منصة الموائع الدقيقة التي تعمل بالهواء المضغوط لتركيز الجسيمات الدقيقة

The present article introduces a method for fabricating and operating a pneumatic valve to control particle concentration using a microfluidic platform. ...

يصف هذا البروتوكول طريقتنا في تصنيع وتشغيل منصة الموائع الدقيقة التي تعمل بالهواء المضغوط لتركيزات الجسيمات المتعددة التي تتغلب على أوجه القصور مثل انسداد الجسيمات والهياكل المعقدة. هذه الطرق تجعل من الممكن معالجة عدد غير محدود من الجسيمات ، والتركيز على عدد كبير من الجسيمات الصغيرة ، ومنع تلف الخلايا غير المرغوب فيه ، وزيادة كفاءة الإنتروبيا. نظرا لأهمية التحليل البيولوجي ، يتم استخدام تقنيات الأنظمة الكهروميكانيكية الدقيقة الدقيقة والطبية الحيوية لتطوير ودراسة الأجهزة لتنقية وجمع المواد الدقيقة.للبدء ، استخدم قالب قناة الصمام الهوائية SU8 المعدة مسبقا لتكرار طبقة PDMS للتحكم الهوائي في الصمام. صب 10 ملليلتر من PDMS السائل وملليلتر واحد من عامل المعالجة في قالب قناة صمام هوائي معد ، وتنشط الحرارة عند 90 درجة مئوية لمدة 30 دقيقة. بعد شفاء هياكل PDMS ، افصل قالب SU8.ثقب ثلاثة منافذ هوائية 1.5 ملم في قناة الصمام الهوائي باستخدام ثقب 1.5 ملم. صب 10 ملليلتر من PDMS السائل وملليلتر واحد من عامل المعالجة في قالب SU8 نظيف. قم بتدوير المعطف لمدة 15 ثانية بمعدل 1500 دورة في الدقيقة باستخدام طبقة دوارة ، ثم قم بتنشيط الحرارة عند 90 درجة مئوية لمدة 30 دقيقة.افصل قالب SU8 بعد شفاء هياكل PDMS. عالج بنية PDMS بالبلازما الجوية لمدة 20 ثانية. باستخدام المجهر ، قم بمحاذاة هياكل PDMS المعالجة بالبلازما وفقا لبنية القناة.قم بربط هياكل PDMS المحاذاة عن طريق تسخينها عند 90 درجة مئوية لمدة 30 دقيقة. باستخدام ثقب 1.5 ملم ، قم بعمل ثقب قطره 1.5 ملم في مدخل قناة السائل والمنافذ داخل جزء القناة الهوائية المرتبط بطبقة الحجاب الحاجز الرقيقة. قم بتكرار جانبي طبقة PDMS باستخدام قالبين SU8 لإنشاء قناة ميكروفلويديك.استخدم قالب قناة ميكروفلويديك منحني ومستطيل الشكل في الأمام ، وقالب قناة ربط ميكروفلويديك في الخلف. صب 10 ملليلتر من PDMS السائل وملليلتر واحد من عامل المعالجة في قالب قناة الموائع الدقيقة المنحنية والمستطيلة ، وقم بتغطيتها عند 1200 دورة في الدقيقة لمدة 15 ثانية ، ثم قم بإنشاء قوالب لغرفة السائل المنحنية وقنوات السائل عن طريق التنشيط الحراري عند 90 درجة مئوية لمدة 30 دقيقة. افصل طبقة PDMS التي تتشكل عليها قناة الموائع الدقيقة.ثم عالجه بالبلازما الجوية لمدة 20 ثانية لصنع قالب منشط حراريا يغطي جدار التهوية المختوم عن طريق الارتباط بالرقاقة الزجاجية. صب ثلاثة ملليلترات من PDMS السائل في قناة التوصيل البيني لقالب SU8. رتب الهيكل ، المصنع باستخدام قالب قناة التوصيل البيني ، في PDMS السائل على قالب قناة التوصيل البيني الموائع الدقيقة.ثم جفف الهيكل المتراكب عند 130 درجة مئوية لمدة 30 دقيقة. بعد المعالجة ، قم بإزالة قالب SU8 الأمامي من طبقة شبكة قناة الموائع الدقيقة وقم بإزالة قالب PDMS الخلفي بعناية. صب 10 ملليلتر من PDMS السائل وملليلتر واحد من عامل المعالجة في قالب SU8 نظيف وتنشيطه بالحرارة عند 90 درجة مئوية لمدة 30 دقيقة.افصل قالب SU8 بعد شفاء هياكل PDMS. عالج قوالب قنوات التوصيل البيني الموائع الدقيقة PDMS باستخدام البلازما الجوية لمدة 20 ثانية. باستخدام المجهر ، قم بمحاذاة هياكل PDMS المعالجة بالبلازما وفقا لبنية القناة.قم بربط هياكل PDMS المحاذاة عن طريق التسخين عند 90 درجة مئوية لمدة 30 دقيقة. قم بمحاذاة هياكل PDMS المعدة خلال هذه العملية وفقا لبنية القناة وربطها عن طريق معالجتها بالبلازما الجوية لمدة 20 ثانية. باستخدام حقنة 10 ملليلتر ، املأ قناة الموائع الدقيقة بماء خال من الفقاعات ومنزوع المعادن.للتحكم في ضغط سائل العمل والصمامات الهوائية الثلاثة التي تتحكم في تدفق الميكروبيدات ، أدخل وحدة تحكم في الضغط الدقيق مع أربع قنوات منفذ أو أكثر لسائل العمل في منصة الموائع الدقيقة. تحضير جزيئات اختبار الكربوكسيل البوليسترين من مختلف الأحجام في الماء المقطر. للتحكم في معدل تدفق سائل العمل ، املأ نصف زجاجة زجاجية بالماء وقم بتوصيل غطاء الزجاجة بقناة إخراج وحدة التحكم والصمام الدقيق.باستخدام مجهر مقلوب ، راقب جميع عمليات المنصة وقم بقياس معدل تدفق التشغيل بمرور الوقت عند المخرج بواسطة مقياس تدفق السائل. حقن خليط الجسيمات أو السوائل تحت الضغط عند المدخل باستخدام صمام الجسيمات. اضغط على صمام CIV عند 15 كيلوباسكال، وصمام الجسيمات عند 18 كيلوباسكال لتشغيل الصمام.عندما تتركز الجسيمات ، اضغط فقط على صمام السائل. تم تقسيم معدل تدفق السوائل إلى عملية منصة من أربع مراحل. كانت المرحلة الأولى هي حالة التحميل.كان سائل العمل والجسيمات متطابقين تقريبا حيث أظهرت شبكة قنوات الموائع الدقيقة تناظرا هيكليا. المرحلة الثانية كانت حالة الحظر. ضاق مسار التدفق ، وتم تقليل معدل التدفق الذي تم قياسه عند منفذ المخرج بواسطة المقاومة الهيدروليكية.المرحلة الثالثة كانت حالة التركيز. وكان قطر للقطر المقاس قريبا من الصفر، وبلغت قوة قطر حوالي 1.42 ضعف قوة التوقف. كانت المرحلة الأخيرة هي حالة الإصدار.أثبتت معدلات التدفق والتركيز الناتجة أن التشغيل المتسلسل المبرمج باستخدام الصمام الهوائي يعمل بشكل جيد بسبب تغيرات التدفق. تم تركيز الجسيمات وتراكمها في منطقة التجميع عندما تم إغلاق صمام CIV وصمام الجسيمات ، وتم إطلاق جميع الجسيمات المركزة التي تم جمعها في غضون أربع ثوان عندما تم إغلاق صمام السائل فقط. جزء أساسي من هذا الإجراء هو علاج الهيكل الخلفي حيث يتم زرع طبقة PDMS بواسطة بعض الضغط الإضافي لطبقة الهواء.ويتم تنشيط طبقة الفيلم المشوهة فجأة. يمكن استخدام هذه المنصة للمعالجة التلقائية المسبقة للجسيمات الحيوية المركزة والمستقيمة والمعلقة للغاية ، حيث لا تتأثر العملية بخصائص الجسيمات الفيزيائية.

Research

JoVE Journal

Engineering

Fabrication, Operation and Flow Visualization in Surface-acoustic-wave-driven Acoustic-counterflow Microfluidics

تصنيع وتشغيل والتصور التدفق في سطح الموجة الصوتية يحركها الموائع الدقيقة الصوتية معاكس

Surface acoustic waves (SAWs) can be used to drive liquids in portable microfluidic chips via the acoustic counterflow phenomenon. In this video we ...

Picoinjection of Microfluidic Drops Without Metal Electrodes

Picoinjection من قطرات ميكروفلويديك بدون أقطاب معدنية

Existing methods for picoinjecting reagents into microfluidic drops require metal electrodes integrated into the microfluidic chip. The integration of ...

Time Multiplexing Super Resolving Technique for Imaging from a Moving Platform

الوقت المتعدد سوبر حل وتقنيات التصوير من منصة تتحرك

We propose a method for increasing the resolution of an object and overcoming the diffraction limit of an optical system installed on top of a moving ...

Fabrication and Testing of Microfluidic Optomechanical Oscillators

تصنيع واختبار ميكروفلويديك الميكانيكية المذبذبات

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

Thermal Measurement Techniques in Analytical Microfluidic Devices

تقنيات القياس الحرارية في تحليلي الأجهزة ميكروفلويديك

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

Capillary-based Centrifugal Microfluidic Device for Size-controllable Formation of Monodisperse Microdroplets

القائم الشعرية جهاز ميكروفلويديك الطرد المركزي لتشكيل السيطرة الحجم من Monodisperse Microdroplets

Here, we demonstrate a simple method for the rapid production of size-controllable, monodisperse, W/O microdroplets using a capillary-based centrifugal ...

A High Performance Impedance-based Platform for Evaporation Rate Detection

ومنصة مقرها معاوقة عالية الأداء للكشف التبخر تقييم

This paper describes the method of a novel impedance-based platform for the detection of the evaporation rate. The model compound hyaluronic acid was ...

Solvent Bonding for Fabrication of PMMA and COP Microfluidic Devices

الرابطة المذيبات لتصنيع PMMA وCOP أجهزة ميكروفلويديك

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

A Modular Microfluidic Technology for Systematic Studies of Colloidal Semiconductor Nanocrystals

وحدات تقنية موائع جزيئية لدراسات منهجية الغروية أشباه الموصلات نانوكريستالس

Colloidal semiconductor nanocrystals, known as quantum dots (QDs), are a rapidly growing class of materials in commercial electronics, such as light ...

Scalable Quantum Integrated Circuits on Superconducting Two-Dimensional Electron Gas Platform

الدوائر المتكاملة الكم قابلة للتحجيم على فائقة التوصيل ثنائي الأبعاد منصة الغاز الإلكترون

To form a coherent quantum transport in hybrid superconductor-semiconductor (S-Sm) junctions, the formation of a homogeneous and barrier-free interface ...