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 arbeidet ble støttet av National Research Foundation of Korea (NRF) stipend finansiert av Korea-regjeringen (Vitenskapsdepartementet og IKT). (Nei. NRF-2021R1A2C1011380).

1. Design av mikrofluidisk plattform for partikkelkonsentrasjon
<ol><li>Design den pneumatiske mikrofluidiske plattformen som består av en pneumatisk ventil for væskestrømning i 3D-strømningsnettet og tre pneumatiske ventiler for sikt (Vs), væske (Vf) og partikkelventildrift (figur 1). MERK: Vs blokkerer konsentratpartikler fra væsken, og Vf og Vp tillater væske- og partikkelfrigjøring etter konsentrasjon. Tre pneumatiske porter gir trykkluft fra det væske-/pne...

<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 plattformen gir en enkel måte å rense og konsentrere partikler av forskjellige størrelser. Partikler akkumuleres og frigjøres gjennom pneumatisk ventilkontroll, og ingen tilstopping observeres fordi det ikke er passiv struktur. Ved hjelp av denne enheten presenteres konsentrasjonen av partikler av tre størrelser. Driftstrykket, tiden som kreves for konsentrasjon, og hastigheten kan imidlertid variere avhengig av enhetsdimensjoner, partikkelstørrelsesforstørrelse og trykket ved Vs 18,20,21.<...

På grunn av betydningen av biologisk analyse brukes mikrofluidiske og biomedisinske mikroelektromekaniske systemer (BioMEMS) teknologier 1,2 til å utvikle og studere enheter for rensing og innsamling av mikromaterialer 2,3,4. Partikkelfangst er kategorisert som aktiv eller passiv. Aktive feller har blitt brukt til ekstern dielektrisk5, magnetoforisk6, auditiv7, visuell8 eller termisk9 krefter som virker på uavhengige partikler, noe som muliggjør presis kontroll over bevegelsene deres. Det er imidlertid nødvendig med en interaksjon mellom partikkelen og ekstern kraft; Dermed er gjennomstrømningen lav. I mikrofluidiske systemer er det svært viktig å kontrollere strømningshastigheten fordi de ytre kreftene overføres til målpartiklene.
Generelt har passive mikrofluidiske enheter mikropillarer i mikrokanal10,11. Partikler filtreres gjennom interaksjon med en flytende væske, og disse enhetene er enkle å designe og billige å produsere. Imidlertid forårsaker de partikkelstopping i mikrostolper, så mer komplekse enheter er utviklet for å forhindre partikkelstopping12. Mikrofluidiske enheter med komplekse strukturer er generelt egnet for å håndtere et begrenset antall partikler 13,14,15,16,17,18.
Denne artikkelen beskriver en metode for å fremstille og drive en pneumatisk drevet mikrofluidisk plattform for store partikkelkonsentrasjoner som overvinner manglene18 som nevnt ovenfor. Denne plattformen kan blokkere og konsentrere partikler ved deformasjon og aktivering av det tynne membranlaget av siktventilen (Vs) plate som akkumuleres i buede mikrofluidiske kanaler. Partikler akkumuleres i buede mikrofluidiske kanaler, og de konsentrerte partiklene kan separeres ved å tømme arbeidsfluidet via aktivering av to PDMS-tetninger på/av-ventiler 18. Denne metoden gjør det mulig å behandle et begrenset antall partikler eller konsentrere et stort antall små partikler. Driftsforhold som strømningshastighet og trykklufttrykk kan forhindre uønsket celleskade og øke 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

Den nåværende artikkelen introduserer en metode for fremstilling og drift av en pneumatisk ventil for å kontrollere partikkelkonsentrasjon ved hjelp av en mikrofluidisk plattform. Denne plattformen har et tredimensjonalt (3D) nettverk med buede væskekanaler og tre pneumatiske ventiler, som skaper nettverk, kanaler og rom gjennom dupleksreplikasjon med polydimetylsiloksan (PDMS). Enheten opererer basert på den forbigående responsen til en væskestrømningshastighet som styres av en pneumatisk ventil i følgende rekkefølge: (1) prøvelasting, (2) prøveblokkering, (3) prøvekonsentrasjon og (4) prøveutløsning. Partiklene er blokkert av tynn membranlagdeformasjon av siktventilen (Vs) plate og akkumuleres i den buede mikrofluidiske kanalen. Arbeidsfluidet slippes ut ved aktivering av to av/på-ventiler. Som et resultat av operasjonen ble alle partikler av ulike forstørrelser vellykket fanget opp og løsnet. Når denne teknologien påføres, kan driftstrykket, tiden som kreves for konsentrasjon, og konsentrasjonshastigheten variere avhengig av enhetsdimensjoner og partikkelstørrelsesforstørrelse.

Figur 8 viser strømningshastigheten for væskehastighetene for en firetrinns plattformoperasjon, som nevnt i tabell 2. Den første fasen er lastetilstanden (en tilstand). Plattformen ble forsynt med væske med alle åpne ventiler, og arbeidsfluidet (Qf) og partiklene (Qp) er nesten identiske da det mikrofluidiske kanalnettverket viser strukturell symmetri. I andre fase (b-tilstand) ble trykkluft transportert til Vs for å blokkere partiklene, og etter hvert som Vs-membranen...

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 nåværende protokollen beskriver en pneumatisk mikrofluidisk plattform som kan brukes til effektiv mikropartikkelkonsentrasjon.

Pneumatisk drevet mikrofluidisk plattform for mikropartikkelkonsentrasjon

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

Denne protokollen beskriver vår metode for å fremstille og operere på pneumatisk drevet mikrofluidisk plattform for multipartikkelkonsentrasjoner som overvinner mangler som partikkelstopping og komplekse strukturer. Denne metodene gjør det mulig å behandle et ubegrenset antall partikler, konsentrere seg om et stort antall små partikler og forhindre uønsket celleskade, og øker entropieffektiviteten. På grunn av betydningen av biologisk analyse brukes mikrofluidiske og biomedisinske mikroelektro mekaniske systemteknologier til å utvikle og studere enheter for rensing og innsamling av mikromaterialer.For å begynne med, bruk en ferdig forberedt pneumatisk ventilkanal SU8 mold for å gjenskape PDMS-laget for pneumatisk styring av ventilen. Hell 10 milliliter flytende PDMS og en milliliter herdemiddel i en forberedt pneumatisk ventilkanalform, og varm opp ved 90 grader Celsius i 30 minutter. Etter at PDMS-strukturene er herdet, skiller du SU8-formen.Stans tre 1,5 millimeter pneumatiske porter inn i den pneumatiske ventilkanalen ved hjelp av en punktering på 1,5 millimeter. Hell 10 milliliter flytende PDMS og en milliliter herdemiddel i en ren SU8-form. Spinn frakk i 15 sekunder ved 1500 omdreininger per minutt ved hjelp av en spin coater, og varm deretter ved 90 grader Celsius i 30 minutter.Skill SU8-formen etter at PDMS-strukturene er herdet. Behandle PDMS-strukturen med atmosfærisk plasma i 20 sekunder. Bruk et mikroskop til å justere plasmabehandlede PDMS-strukturer i henhold til kanalstrukturen.Bind de justerte PDMS-strukturene ved å varme dem opp ved 90 grader Celsius i 30 minutter. Bruk en punktering på 1,5 millimeter til å lage et hull med en diameter på 1,5 millimeter i væskekanalinntaket og uttak i den pneumatiske kanaldelen som er festet til det tynne membranlaget. Repliker begge sider av PDMS-laget ved hjelp av to SU8-former for å lage en mikrofluidisk kanal.Bruk en buet og rektangulær mikrofluidisk kanalform på forsiden, og en mikrofluidisk sammenkoblingskanalform på baksiden. Hell 10 milliliter flytende PDMS og en milliliter herdemiddel i den buede og rektangulære mikrofluidiske kanalformen, og spinn den ved 1200 omdreininger per minutt i 15 sekunder, og lag deretter former for det buede væskekammeret og væskekanalene ved varmeaktivering ved 90 grader Celsius i 30 minutter. Skill PDMS-laget som den mikrofluidiske kanalen dannes på.Behandle den deretter med atmosfærisk plasma i 20 sekunder for å lage en varmeaktivert form som dekker den forseglede ventilasjonsveggen ved å binde seg til glassskiven. Hell tre milliliter flytende PDMS i sammenkoblingskanalen til SU8-formen. Ordne strukturen, fremstilt med sammenkoblingskanalformen, i flytende PDMS på den mikrofluidiske sammenkoblingskanalformen.Tørk deretter den overliggende strukturen ved 130 grader Celsius i 30 minutter. Etter herding, fjern den fremre SU8-formen fra det mikrofluidiske kanalnettverkslaget og skrell forsiktig av den bakre PDMS-formen. Hell 10 milliliter flytende PDMS og en milliliter herdemiddel i en ren SU8-form og varm den ved 90 grader Celsius i 30 minutter.Skill SU8-formen etter at PDMS-strukturene er herdet. Behandle PDMS mikrofluidiske sammenkoblingskanalformer med atmosfærisk plasma i 20 sekunder. Bruk et mikroskop til å justere de plasmabehandlede PDMS-strukturene i henhold til kanalstrukturen.Bind de justerte PDMS-strukturene ved oppvarming ved 90 grader Celsius i 30 minutter. Juster PDMS-strukturene som er utarbeidet under denne prosessen, i henhold til kanalstrukturen, og bind dem ved å behandle dem med atmosfærisk plasma i 20 sekunder. Bruk en 10 milliliter sprøyte, fyll den mikrofluidiske kanalen med boblefritt, demineralisert vann.For å kontrollere trykket på arbeidsfluidet og de tre pneumatiske ventilene som styrer mikrobeadstrømmen, sett inn en presisjonstrykkregulator med fire eller flere utløpskanaler for arbeidsfluidet i den mikrofluidiske plattformen. Forbered karboksylpolystyrentestpartikler av forskjellige størrelser i destillert vann. For å kontrollere strømningshastigheten til arbeidsfluidet, fyll halvparten av en glassflaske med vannet og koble glassflaskehetten til kontrollerutgangskanalen og mikrovalven.Bruk et invertert mikroskop til å observere alle plattformoperasjonene og måle driftsstrømmen over tid ved utløpet med en væskestrømmåler. Injiser partikkel- eller væskeblandingen under trykk ved innløpet med partikkelventilen. Påfør trykk på CIV-ventilen ved 15 kilopascals, og partikkelventil ved 18 kilopascals for å aktivere ventilen.Når partiklene er konsentrert, bruk trykk bare på væskeventilen. Væskens strømningshastighet ble delt inn i en firetrinns plattformoperasjon. Den første fasen var lastetilstanden.Arbeidsfluidet og partiklene var nesten identiske da det mikrofluidiske kanalnettverket viste strukturell symmetri. Den andre fasen var blokkeringstilstanden. Strømningsbanen ble redusert, og strømningshastigheten målt ved utløpsporten ble redusert av hydraulisk motstand.Den tredje fasen var konsentrasjonstilstanden. Den målte QP var nær null, og QF var omtrent 1,42 ganger den av blokkeringstilstanden. Den siste fasen var utgivelsestilstanden.De resulterende strømnings- og konsentrasjonshastighetene viste at sekvensiell aktivering programmert med den pneumatiske ventilen fungerer godt på grunn av strømningsendringer. Partikler ble konsentrert og akkumulert i oppsamlingsområdet da CIV-ventilen og partikkelventilen ble lukket, og alle oppsamlede, konsentrerte partikler ble frigjort innen fire sekunder da bare væskeventilen var lukket. En viktig del av denne prosedyren er herding av den bakre strukturen der PDMS-laget er implantert av det litt mer trykket i luftlaget.Og det deformerte filmlaget aktiveres plutselig. Denne plattformen kan brukes til automatisk forbehandling av svært konsentrerte og rette og suspenderte biopartikler, da operasjonen ikke påvirkes av egenskapene til de fysiske partiklene.

Research

JoVE Journal

Engineering

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

Fabrikasjon, drift og Flow Visualisering i overflate akustiske bølger-drevet Acoustic-motstrøm 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 av Microfluidic Drops Uten metall elektroder

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

Tid Multiplexing Super Løse Teknikk for Imaging fra en bevegelig plattform

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

Fabrikasjon og testing av Microfluidic 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 Måleteknikk i Analytiske microfluidic enheter

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-baserte Sentrifugal mikrofluid Enhet for Size-kontrollerbar Dannelse av monodisperse mikrodråper

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-basert plattform for Fordunstingstall 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

Solvent Bonding for fabrikasjon av PMMA og COP microfluidic enheter

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 Microfluidic teknologi for systematiske studier av kolloidalt Semiconductor 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 integrerte kretser på superledende todimensjonale Electron gass plattform

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