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

Dit werk werd ondersteund door de National Research Foundation of Korea (NRF) subsidie gefinancierd door de Koreaanse overheid (Ministerie van Wetenschap en ICT). (Nee. NRF-2021R1A2C1011380).

1. Ontwerpen van het microfluïdische platform voor deeltjesconcentratie
<ol><li>Ontwerp het pneumatische microfluïdische platform bestaande uit één pneumatische klep voor vloeistofstroom in het 3D-stroomnetwerk en drie pneumatische kleppen voor zeef (Vs), vloeistof (Vf) en deeltjes (Vp) klepbediening (figuur 1). OPMERKING: Vs blokken concentreren deeltjes uit de vloeistof, en Vf en Vp zorgen voor vloeistof en deeltjesafgifte na concentratie. Drie pneumatische poorte...

<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>

Dit platform biedt een eenvoudige manier om deeltjes van verschillende groottes te zuiveren en te concentreren. Deeltjes worden opgehoopt en vrijgegeven door pneumatische klepbediening en er wordt geen verstopping waargenomen omdat er geen passieve structuur is. Met behulp van dit apparaat wordt de concentratie van deeltjes van drie maten gepresenteerd. De werkdruk, de tijd die nodig is voor de concentratie en de snelheid kunnen echter variëren afhankelijk van de afmetingen van het apparaat, de vergroting van de deeltje...

Vanwege het belang van biologische analyse worden microfluïdische en biomedische micro-elektromechanische systemen (BioMEMS) technologieën 1,2 gebruikt om apparaten voor de zuivering en verzameling van micromaterialen te ontwikkelen en te bestuderen 2,3,4. Deeltjesvangst wordt gecategoriseerd als actief of passief. Actieve vallen zijn gebruikt voor externe diëlektrische5, magnetophoretische6, auditieve7, visuele8 of thermische9 krachten die inwerken op onafhankelijke deeltjes, waardoor nauwkeurige controle van hun bewegingen mogelijk is. Er is echter een interactie tussen het deeltje en externe kracht vereist; de doorvoer is dus laag. In microfluïdische systemen is het regelen van het debiet erg belangrijk omdat de externe krachten worden overgedragen op de doeldeeltjes.
Over het algemeen hebben passieve microfluïdische apparaten micropillars in microkanalen10,11. Deeltjes worden gefilterd door interactie met een stromende vloeistof en deze apparaten zijn gemakkelijk te ontwerpen en goedkoop te produceren. Ze veroorzaken echter deeltjesverstopping in micropijlers, dus zijn er complexere apparaten ontwikkeld om deeltjesverstopping te voorkomen12. Microfluïdische apparaten met complexe structuren zijn over het algemeen geschikt voor het beheer van een beperkt aantal deeltjes 13,14,15,16,17,18.
Dit artikel beschrijft een methode om een pneumatisch aangedreven microfluïdisch platform voor grote deeltjesconcentraties te fabriceren en te bedienen dat de tekortkomingen18 zoals hierboven vermeld, overwint. Dit platform kan deeltjes blokkeren en concentreren door vervorming en bediening van de dunne membraanlaag van de zeefklep (Vs) plaat die zich ophoopt in gebogen microfluïdische kanalen. Deeltjes hopen zich op in gebogen microfluïdische kanalen en de geconcentreerde deeltjes kunnen zich scheiden door de werkvloeistof af te voeren via de bediening van twee PDMS-afdichtingen aan/uit-kleppen 18. Deze methode maakt het mogelijk om een beperkt aantal deeltjes te verwerken of een groot aantal kleine deeltjes te concentreren. Bedrijfsomstandigheden zoals de grootte van het debiet en de persluchtdruk kunnen ongewenste celbeschadiging voorkomen en de efficiëntie van het vangen van cellen verhogen.

<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

Het huidige artikel introduceert een methode voor het fabriceren en bedienen van een pneumatische klep om de deeltjesconcentratie te regelen met behulp van een microfluïdisch platform. Dit platform heeft een driedimensionaal (3D) netwerk met gebogen vloeistofkanalen en drie pneumatische kleppen, die netwerken, kanalen en ruimtes creëren door duplexreplicatie met polydimethylsiloxaan (PDMS). Het apparaat werkt op basis van de transiënte respons van een vloeistofdebiet dat wordt geregeld door een pneumatische klep in de volgende volgorde: (1) monsterbelasting, (2) monsterblokkering, (3) monsterconcentratie en (4) monsterafgifte. De deeltjes worden geblokkeerd door dunne membraanlaagvervorming van de zeefklep (Vs) plaat en hopen zich op in het gebogen microfluïdische kanaal. De werkvloeistof wordt afgevoerd door de bediening van twee aan/uit-kleppen. Als gevolg van de operatie werden alle deeltjes van verschillende vergrotingen met succes onderschept en losgekoppeld. Wanneer deze technologie wordt toegepast, kunnen de bedrijfsdruk, de tijd die nodig is voor de concentratie en de concentratiesnelheid variëren, afhankelijk van de afmetingen van het apparaat en de vergroting van de deeltjesgrootte.

Figuur 8 toont het debiet van de vloeistofsnelheden voor een viertrapsplatformbedrijf, zoals vermeld in tabel 2. De eerste fase is de laadtoestand (een toestand). Het platform werd voorzien van vloeistof met alle kleppen open, en de werkvloeistof (Qf) en deeltjes (Qp) zijn bijna identiek als het microfluïdische kanaalnetwerk vertoont structurele symmetrie. In de tweede fase (b-toestand) werd perslucht naar Vs getransporteerd om de deeltjes te blokkeren, en naarmate het Vs-m...

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

Het huidige protocol beschrijft een pneumatisch microfluïdisch platform dat kan worden gebruikt voor een efficiënte microdeeltjesconcentratie.

Pneumatisch aangedreven microfluïdisch platform voor microdeeltjesconcentratie

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

Dit protocol beschrijft onze methode om pneumatisch aangedreven microfluïdische platformen te fabriceren en te bedienen voor concentraties van meerdere deeltjes die tekortkomingen zoals deeltjesverstopping en complexe structuren overwinnen. Deze methode maakt het mogelijk om een onbeperkt aantal deeltjes te verwerken, zich te concentreren op een groot aantal kleine deeltjes en ongewenste celschade te voorkomen en de entropie-efficiëntie te verhogen. Vanwege het belang van biologische analyse worden microfluïdische en biomedische micro-elektromechanische systeemtechnologieën gebruikt om apparaten te ontwikkelen en te bestuderen voor de zuivering en verzameling van micromaterialen.Gebruik om te beginnen een vooraf voorbereide su8-mal voor pneumatisch klepkanaal om de PDMS-laag te repliceren voor het pneumatisch regelen van de klep. Giet 10 milliliter vloeibare PDMS en één milliliter uithardingsmiddel in een voorbereide pneumatische klepkanaalvorm en activeer gedurende 30 minuten bij 90 graden Celsius. Nadat de PDMS-structuren zijn uitgehard, scheidt u de SU8-mal.Pons drie pneumatische poorten van 1,5 millimeter in het pneumatische klepkanaal met behulp van een punctie van 1,5 millimeter. Giet 10 milliliter vloeibaar PDMS en één milliliter uithardingsmiddel in een schone SU8-mal. Spin coat gedurende 15 seconden met 1500 omwentelingen per minuut met behulp van een spincoater en activeer vervolgens gedurende 30 minuten bij 90 graden Celsius.Scheid de SU8-mal nadat de PDMS-structuren zijn uitgehard. Behandel de PDMS-structuur gedurende 20 seconden met atmosferisch plasma. Lijn met behulp van een microscoop de met plasma behandelde PDMS-structuren uit volgens de kanaalstructuur.Verlijm de uitgelijnde PDMS-structuren door ze gedurende 30 minuten op 90 graden Celsius te verwarmen. Maak met behulp van een punctie van 1,5 millimeter een gat met een diameter van 1,5 millimeter in de inlaat van het vloeistofkanaal en de uitlaten in het pneumatische kanaaldeel dat aan de dunne membraanlaag is gebonden. Repliceer beide zijden van de PDMS-laag met behulp van twee SU8-mallen om een microfluïdisch kanaal te maken.Gebruik een gebogen en rechthoekige microfluïdische kanaalmal aan de voorkant en een microfluïdische verbindingskanaalmal aan de achterkant. Giet 10 milliliter vloeibare PDMS en een milliliter uithardingsmiddel in de gebogen en rechthoekige microfluïdische kanaalvorm en spin het gedurende 15 seconden met 1200 omwentelingen per minuut en maak vervolgens mallen voor de gebogen vloeistofkamer en vloeistofkanalen door warmteactivering bij 90 graden Celsius gedurende 30 minuten. Scheid de PDMS-laag waarop het microfluïdische kanaal wordt gevormd.Behandel het vervolgens gedurende 20 seconden met atmosferisch plasma om een warmtegeactiveerde mal te maken die de verzegelde ontluchtingswand bedekt door zich aan de glazen wafer te hechten. Giet drie milliliter vloeibare PDMS in het verbindingskanaal van de SU8-mal. Rangschik de structuur, vervaardigd met de interconnectiekanaalmal, in vloeibare PDMS op de microfluïdische verbindingskanaalmal.Droog vervolgens de boven elkaar geplaatste structuur gedurende 30 minuten op 130 graden Celsius. Verwijder na het uitharden de voorste SU8-mal van de microfluïdische kanaalnetwerklaag en pel voorzichtig de achterste PDMS-mal af. Giet 10 milliliter vloeibaar PDMS en een milliliter uithardingsmiddel in een schone SU8-mal en activeer het gedurende 30 minuten op 90 graden Celsius.Scheid de SU8-mal nadat de PDMS-structuren zijn uitgehard. Behandel de PDMS microfluïdische verbindingskanaalmallen gedurende 20 seconden met atmosferisch plasma. Lijn met behulp van een microscoop de met plasma behandelde PDMS-structuren uit volgens de kanaalstructuur.Verlijm de uitgelijnde PDMS-structuren door gedurende 30 minuten op 90 graden Celsius te verwarmen. Lijn de PDMS-structuren die tijdens dit proces zijn voorbereid uit volgens de kanaalstructuur en bind ze door gedurende 20 seconden met atmosferisch plasma te behandelen. Vul met een spuit van 10 milliliter het microfluïdische kanaal met bellenvrij, gedemineraliseerd water.Om de druk van de werkvloeistof en de drie pneumatische kleppen die de microbead-stroom regelen te regelen, plaatst u een precisiedrukregelaar met vier of meer uitlaatkanalen voor de werkvloeistof in het microfluïdische platform. Bereid carboxylpolystyreentestdeeltjes van verschillende groottes in gedestilleerd water. Om het debiet van de werkvloeistof te regelen, vult u de helft van een glazen fles met het water en sluit u de dop van de glazen fles aan op het uitgangskanaal en de microklep van de controller.Observeer met behulp van een omgekeerde microscoop alle platformbewerkingen en meet het operationele debiet in de loop van de tijd aan de uitlaat met een vloeistofstroommeter. Injecteer het deeltje of vloeistofmengsel onder druk bij de inlaat met de deeltjesklep. Oefen druk uit op de CIV-klep op 15 kilopascal en de deeltjesklep op 18 kilopascal om de klep te bedienen.Wanneer de deeltjes geconcentreerd zijn, oefent u alleen druk uit op de vloeistofklep. Het debiet van de vloeistoffen werd verdeeld in een viertraps platformbewerking. De eerste fase was de laadtoestand.De werkvloeistof en deeltjes waren bijna identiek als het microfluïdische kanaalnetwerk structurele symmetrie vertoonde. De tweede fase was de blokkerende toestand. Het debiet versmalde en het debiet gemeten aan de uitlaatpoort werd verminderd door hydraulische weerstand.De derde fase was de concentratietoestand. De gemeten QP was bijna nul en de QF was ongeveer 1,42 keer die van de blokkerende toestand. De laatste fase was de releasestatus.De resulterende stroom- en concentratiesnelheden bewezen dat de sequentiële bediening geprogrammeerd met de pneumatische klep goed werkt als gevolg van stroomveranderingen. Deeltjes werden geconcentreerd en opgehoopt in het verzamelgebied wanneer de CIV-klep en deeltjesklep gesloten waren, en alle verzamelde, geconcentreerde deeltjes kwamen binnen vier seconden vrij wanneer alleen de vloeistofklep gesloten was. Een essentieel onderdeel van deze procedure is het uitharden van de achterste structuur waar de PDMS-laag wordt geïmplanteerd door de wat meer druk van de luchtlaag.En de vervormde filmlaag wordt plotseling geactiveerd. Dit platform kan worden gebruikt voor automatische voorbehandeling van zeer geconcentreerde en rechte en gesuspendeerde biodeeltjes, omdat de werking niet wordt beïnvloed door de eigenschappen van de fysieke deeltjes.

Research

JoVE Journal

Engineering

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

Fabricage, bediening en Flow Visualization in Surface-akoestische-wave-driven Acoustic-tegenstroom 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 van Microfluidic Drops Zonder metalen elektroden

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

Tijd Multiplexing Super oplossen Techniek for Imaging van een bewegend 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

Fabricage en testen van Microfluidic Optomechanische oscillators

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

Thermische Meettechnieken in Analytical Microfluïdische Devices

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

-Capillaire gebaseerde centrifugale microfluïdische apparaat voor Grootte-controleerbare Vorming van Monodisperse microdruppels

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

Een High Performance impedantie-gebaseerd platform voor het Verdampingssnelheid 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

Oplosmiddel Bonding voor de productie van PMMA en COP microfluïdische apparaten

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

Een modulaire Microfluidic technologie voor systematische Studies van colloïdale Semiconductor nanokristallen

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

Schaalbare Quantum geïntegreerde schakelingen op supergeleidend tweedimensionaal elektronen Gasplatform

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