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

Dette arbejde blev støttet af National Research Foundation of Korea (NRF) tilskud finansieret af Koreas regering (Ministeriet for Videnskab og IKT). (Nej. NRF-2021R1A2C1011380).

1. Design af den mikrofluidiske platform til partikelkoncentration
<ol><li>Design den pneumatiske mikrofluidiske platform bestående af en pneumatisk ventil til væskestrøm i 3D-flownetværket og tre pneumatiske ventiler til sigte (Vs), væske (Vf) og partikel (Vp) ventildrift (figur 1). BEMÆRK: Vs blokke koncentrerer partikler fra væsken, og Vf og Vp tillader væske- og partikelfrigivelse efter koncentration. Tre pneumatiske porte tilvejebringer trykluft fra det fly...

<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>

Denne platform giver en enkel måde at rense og koncentrere partikler i forskellige størrelser på. Partikler akkumuleres og frigives gennem pneumatisk ventilstyring, og der observeres ingen tilstopning, fordi der ikke er nogen passiv struktur. Ved hjælp af denne enhed præsenteres koncentrationen af partikler i tre størrelser. Driftstrykket, den tid, der kræves til koncentration, og hastigheden kan dog variere afhængigt af enhedens dimensioner, partikelstørrelsesforstørrelse og trykket ved Vs 18,20,21.<sup class=...

På grund af betydningen af biologisk analyse anvendes mikrofluidiske og biomedicinske mikroelektromekaniske systemer (BioMEMS) teknologier 1,2 til at udvikle og studere udstyr til rensning og indsamling af mikromaterialer 2,3,4. Partikelfangst er kategoriseret som aktiv eller passiv. Aktive fælder er blevet anvendt til eksterne dielektriske5, magnetoforetiske6, auditive7, visuelle8 eller termiske9 kræfter, der virker på uafhængige partikler, hvilket muliggør præcis kontrol af deres bevægelser. Imidlertid kræves en interaktion mellem partiklen og den eksterne kraft; således er gennemstrømningen lav. I mikrofluidiske systemer er styring af strømningshastigheden meget vigtig, fordi de eksterne kræfter overføres til målpartiklerne.
Generelt har passive mikrofluidiske enheder mikrosøpillarer i mikrokanaler10,11. Partikler filtreres gennem interaktion med en flydende væske, og disse enheder er nemme at designe og billige at fremstille. De forårsager imidlertid partikeltilstopning i mikrosøjler, så der er udviklet mere komplekse enheder for at forhindre partikeltilstopning12. Mikrofluidiske enheder med komplekse strukturer er generelt egnede til styring af et begrænset antal partikler 13,14,15,16,17,18.
Denne artikel beskriver en metode til fremstilling og drift af en pneumatisk drevet mikrofluidisk platform til store partikelkoncentrationer, der overvinder manglerne18 som nævnt ovenfor. Denne platform kan blokere og koncentrere partikler ved deformation og aktivering af det tynde membranlag af sigteventilen (Vs) pladen, der akkumuleres i buede mikrofluidiske kanaler. Partikler akkumuleres i buede mikrofluidiske kanaler, og de koncentrerede partikler kan adskilles ved at udlede arbejdsvæsken via aktivering af to PDMS-tætninger til / fra ventiler18. Denne metode gør det muligt at behandle et begrænset antal partikler eller koncentrere et stort antal små partikler. Driftsforhold såsom størrelsen af strømningshastigheden og tryklufttrykket kan forhindre uønsket celleskade og øge cellefangsteffektiviteten.

<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

Denne artikel introducerer en metode til fremstilling og betjening af en pneumatisk ventil til styring af partikelkoncentration ved hjælp af en mikrofluidisk platform. Denne platform har et tredimensionelt (3D) netværk med buede væskekanaler og tre pneumatiske ventiler, som skaber netværk, kanaler og rum gennem dupleksreplikation med polydimethylsiloxan (PDMS). Anordningen fungerer på grundlag af den forbigående respons af en væskestrømningshastighed, der styres af en pneumatisk ventil i følgende rækkefølge: (1) prøvebelastning, (2) prøveblokering, (3) prøvekoncentration og (4) prøvefrigivelse. Partiklerne blokeres af tyndt membranlagsdeformation af sigteventilen (Vs) pladen og akkumuleres i den buede mikrofluidiske kanal. Arbejdsvæsken udledes ved aktivering af to tænd / sluk-ventiler. Som et resultat af operationen blev alle partikler med forskellige forstørrelser med succes opfanget og frakoblet. Når denne teknologi anvendes, kan driftstrykket, den tid, der kræves til koncentration, og koncentrationshastigheden variere afhængigt af enhedens dimensioner og partikelstørrelsesforstørrelse.

Figur 8 viser strømningshastigheden for væskehastighederne for en firetrins platformsdrift, som nævnt i tabel 2. Den første fase er indlæsningstilstanden (en tilstand). Platformen blev forsynet med væske med alle ventiler åbne, og arbejdsvæsken (Qf) og partiklerne (Qp) er næsten identiske, da det mikrofluidiske kanalnetværk udviser strukturel symmetri. I anden fase (b-tilstand) blev trykluft transporteret til Vs for at blokere partiklerne, og da Vs-membranen deform...

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

Den nuværende protokol beskriver en pneumatisk mikrofluidisk platform, der kan bruges til effektiv mikropartikelkoncentration.

Pneumatisk drevet mikrofluidisk platform til mikropartikelkoncentration

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

Denne protokol beskriver vores metode til at fremstille og operere på pneumatisk drevet mikrofluidisk platform til multipartikelkoncentrationer, der overvinder mangler såsom partikeltilstopning og komplekse strukturer. Disse metoder gør det muligt at behandle et ubegrænset antal partikler, koncentrere sig om et stort antal små partikler og forhindre uønsket celleskade og øger entropieffektiviteten. På grund af betydningen af biologisk analyse anvendes mikrofluidiske og biomedicinske mikroelektromekaniske systemteknologier til at udvikle og studere udstyr til rensning og indsamling af mikromaterialer.Til at begynde med skal du bruge en forberedt pneumatisk ventilkanal SU8-form til at replikere PDMS-laget til pneumatisk styring af ventilen. Hæld 10 ml flydende PDMS og en milliliter hærdningsmiddel i en forberedt pneumatisk ventilkanalform, og opvarm aktiveres ved 90 grader Celsius i 30 minutter. Når PDMS-strukturerne er hærdet, adskilles SU8-formen.Stans tre 1,5 millimeter pneumatiske porte ind i den pneumatiske ventilkanal ved hjælp af en 1,5 millimeter punktering. Hæld 10 ml flydende PDMS og en milliliter hærdningsmiddel i en ren SU8-form. Spincoat i 15 sekunder ved 1500 omdrejninger i minuttet ved hjælp af en spincoater, og opvarm derefter ved 90 grader Celsius i 30 minutter.Adskil SU8-formen, efter at PDMS-strukturerne er hærdet. Behandl PDMS-strukturen med atmosfærisk plasma i 20 sekunder. Brug et mikroskop til at justere de plasmabehandlede PDMS-strukturer i henhold til kanalstrukturen.Lim de justerede PDMS-strukturer ved at opvarme dem ved 90 grader Celsius i 30 minutter. Brug en 1,5 millimeter punktering til at lave et hul med en diameter på 1,5 millimeter i væskekanalindløbet og udløbene i den pneumatiske kanaldel, der er bundet til det tynde membranlag. Repliker begge sider af PDMS-laget ved hjælp af to SU8-forme for at lave en mikrofluidisk kanal.Brug en buet og rektangulær mikrofluidisk kanalform på forsiden og en mikrofluidisk sammenkoblingskanalform på bagsiden. Hæld 10 ml flydende PDMS og en milliliter hærdningsmiddel i den buede og rektangulære mikrofluidiske kanalform, og spinlæg den ved 1200 omdrejninger i minuttet i 15 sekunder, og opret derefter forme til det buede væskekammer og væskekanaler ved varmeaktivering ved 90 grader Celsius i 30 minutter. Adskil PDMS-laget, hvorpå den mikrofluidiske kanal dannes.Behandl det derefter med atmosfærisk plasma i 20 sekunder for at fremstille en varmeaktiveret form, der dækker den forseglede udluftningsvæg ved at binde sig til glasskiveren. Hæld tre milliliter flydende PDMS i SU8-formens sammenkoblingskanal. Arranger strukturen, fremstillet med sammenkoblingskanalformen, i flydende PDMS på den mikrofluidiske sammenkoblingskanalform.Tør derefter den overlejrede struktur ved 130 grader Celsius i 30 minutter. Efter hærdning skal du fjerne den forreste SU8-form fra det mikrofluidiske kanalnetværkslag og forsigtigt skrælle den bageste PDMS-form af. Hæld 10 ml flydende PDMS og en milliliter hærdningsmiddel i en ren SU8-form, og opvarm den ved 90 grader Celsius i 30 minutter.Adskil SU8-formen, efter at PDMS-strukturerne er hærdet. Behandl PDMS mikrofluidiske sammenkoblingskanalforme med atmosfærisk plasma i 20 sekunder. Brug et mikroskop til at justere de plasmabehandlede PDMS-strukturer i henhold til kanalstrukturen.Lim de justerede PDMS-strukturer ved opvarmning ved 90 grader Celsius i 30 minutter. Juster PDMS-strukturerne, der er fremstillet under denne proces, i henhold til kanalstrukturen, og lim dem ved at behandle med atmosfærisk plasma i 20 sekunder. Brug en 10 ml sprøjte til at fylde den mikrofluidiske kanal med boblefrit, demineraliseret vand.For at kontrollere arbejdsvæskens tryk og de tre pneumatiske ventiler, der styrer mikroperlestrømmen, skal du indsætte en præcisionstrykregulator med fire eller flere udløbskanaler til arbejdsvæsken i den mikrofluidiske platform. Forbered carboxylpolystyren testpartikler i forskellige størrelser i destilleret vand. For at kontrollere arbejdsvæskens strømningshastighed skal du fylde halvdelen af en glasflaske med vandet og tilslutte glasflaskehætten til controllerens udgangskanal og mikroventil.Brug et omvendt mikroskop til at observere alle platformens operationer og måle driftsstrømningshastigheden over tid ved udløbet med en væskeflowmåler. Injicer partikel- eller væskeblandingen under tryk ved indsugningen med partikelventilen. Påfør tryk på CIV-ventilen ved 15 kilopascal og partikelventilen ved 18 kilopascal for at aktivere ventilen.Når partiklerne er koncentreret, skal du kun anvende tryk på væskeventilen. Væskernes strømningshastighed blev opdelt i en fire-trins platformoperation. Den første fase var lastningstilstanden.Arbejdsvæsken og partiklerne var næsten identiske, da det mikrofluidiske kanalnetværk udviste strukturel symmetri. Anden fase var blokeringstilstanden. Strømningsvejen indsnævret, og strømningshastigheden målt ved udløbsporten blev reduceret ved hydraulisk modstand.Den tredje fase var koncentrationstilstanden. Den målte QP var tæt på nul, og QF var ca. 1,42 gange så høj som blokeringstilstanden. Den sidste fase var frigivelsestilstanden.De resulterende strømnings- og koncentrationshastigheder viste, at den sekventielle aktivering programmeret med den pneumatiske ventil fungerer godt på grund af strømningsændringer. Partikler blev koncentreret og akkumuleret i opsamlingsområdet, da CIV-ventilen og partikelventilen blev lukket, og alle opsamlede, koncentrerede partikler blev frigivet inden for fire sekunder, når kun væskeventilen blev lukket. En væsentlig del af denne procedure er hærdning af den bageste struktur, hvor PDMS-laget implanteres af luftlagets noget mere tryk.Og det deformerede filmlag aktiveres pludselig. Denne platform kan bruges til automatisk forbehandling af meget koncentrerede og lige og suspenderede biopartikler, da operationen ikke påvirkes af de fysiske partiklers egenskaber.

Research

JoVE Journal

Engineering

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

Fabrikation, Drift og Flow Visualisering i Overflade-akustisk-bølgedrevne Acoustic-modstrøms Microfluidics

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 af Mikrofluid Drops Uden metalelektroderne

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

Time Multiplexing Super Løsning Teknik for Imaging fra en kørende Platform

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

Fabrikation og Test af Mikrofluidenheder optomekaniske oscillatorer

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

Termiske Måleteknikker i Analytical mikrofluidenheder

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

Kapillær-baserede Centrifugal mikrofluidanordning for Size-styrbar Dannelse monodisperse Mikrodråber

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

En High Performance Impedans-baserede Platform for Fordampningshastighed Detection

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

Opløsningsmiddel Bonding til Fabrikation af PMMA og COP mikrofluidenheder

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

En modulær mikrofluid teknologi for systematiske undersøgelser af kolloid halvleder-nanokrystaller

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

Skalerbare Quantum integrerede kredsløb på superledende todimensionale elektron Gasplatform

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