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

Detta arbete stöddes av National Research Foundation of Korea (NRF) -bidraget finansierat av Koreas regering (ministeriet för vetenskap och IKT). (Nej. NRF-2021R1A2C1011380).

1. Designa den mikrofluidiska plattformen för partikelkoncentration
<ol><li>Konstruera den pneumatiska mikrofluidiska plattformen bestående av en pneumatisk ventil för vätskeflöde i 3D-flödesnätet och tre pneumatiska ventiler för sikt (Vs), vätska (Vf) och partikel (Vp) ventildrift (Figur 1). OBS: Vs blockerar koncentratpartiklar från vätskan, och Vf och Vp tillåter vätske- och partikelfrisättning efter koncentration. Tre pneumatiska portar ger tryckluft f...

<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>

Denna plattform ger ett enkelt sätt att rena och koncentrera partiklar av olika storlekar. Partiklar ackumuleras och frigörs genom pneumatisk ventilstyrning, och ingen igensättning observeras eftersom det inte finns någon passiv struktur. Med hjälp av denna anordning presenteras koncentrationen av partiklar av tre storlekar. Arbetstrycket, den tid som krävs för koncentration och hastigheten kan dock variera beroende på enhetens dimensioner, partikelstorleksförstoring och trycket vid Vs 18,20,21.<sup class="xref"...

På grund av vikten av biologisk analys används mikrofluidiska och biomedicinska mikroelektromekaniska system (BioMEMS) 1,2 för att utveckla och studera anordningar för rening och insamling av mikromaterial 2,3,4. Partikelinfångning kategoriseras som aktiv eller passiv. Aktiva fällor har använts för externa dielektriska5, magnetophoretic6, auditiva7, visuella8 eller termiska9 krafter som verkar på oberoende partiklar, vilket möjliggör exakt kontroll av deras rörelser. En interaktion mellan partikeln och den yttre kraften krävs emellertid; således är genomströmningen låg. I mikrofluidiska system är det mycket viktigt att styra flödeshastigheten eftersom de yttre krafterna överförs till målpartiklarna.
I allmänhet har passiva mikrofluidiska enheter mikropelare i mikrokanaler10,11. Partiklar filtreras genom interaktion med en flytande vätska, och dessa enheter är lätta att designa och billiga att tillverka. De orsakar emellertid partikelstoppning i mikropelare, så mer komplexa enheter har utvecklats för att förhindra partikelstoppning12. Mikrofluidiska anordningar med komplexa strukturer är i allmänhet lämpliga för hantering av ett begränsat antal partiklar 13,14,15,16,17,18.
Denna artikel beskriver en metod för att tillverka och driva en pneumatiskt driven mikrofluidisk plattform för stora partikelkoncentrationer som övervinner bristerna18 som nämnts ovan. Denna plattform kan blockera och koncentrera partiklar genom deformation och aktivering av det tunna membranskiktet på siktventilen (Vs) -plattan som ackumuleras i krökta mikrofluidiska kanaler. Partiklar ackumuleras i krökta mikrofluidiska kanaler, och de koncentrerade partiklarna kan separeras genom att arbetsvätskan urladdas via aktivering av två PDMS-tätningar på /av-ventiler 18. Denna metod gör det möjligt att bearbeta ett begränsat antal partiklar eller koncentrera ett stort antal små partiklar. Driftsförhållanden som flödeshastighetens storlek och tryckluftstryck kan förhindra oönskade cellskador och öka cellfångningseffektiviteten.

<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

Föreliggande artikel introducerar en metod för att tillverka och driva en pneumatisk ventil för att styra partikelkoncentrationen med hjälp av en mikrofluidisk plattform. Denna plattform har ett tredimensionellt (3D) nätverk med böjda vätskekanaler och tre pneumatiska ventiler, som skapar nätverk, kanaler och utrymmen genom dubbelreplikation med polydimetylsiloxan (PDMS). Anordningen arbetar baserat på det övergående svaret från en vätskeflödeshastighet som styrs av en pneumatisk ventil i följande ordning: (1) provbelastning, (2) provblockering, (3) provkoncentration och (4) provfrisättning. Partiklarna blockeras av tunn membranskiktdeformation av siktventilen (Vs) -plattan och ackumuleras i den krökta mikrofluidiska kanalen. Arbetsvätskan släpps ut genom aktivering av två på/av-ventiler. Som ett resultat av operationen avlyssnades och kopplades alla partiklar av olika förstoringar framgångsrikt. När denna teknik tillämpas kan arbetstrycket, den tid som krävs för koncentration och koncentrationshastigheten variera beroende på enhetens dimensioner och partikelstorleksförstoring.

Figur 8 visar flödeshastigheten för vätskehastigheterna för en fyrstegs plattformsoperation, som nämns i tabell 2. Det första steget är laddningstillståndet (ett tillstånd). Plattformen levererades med vätska med alla ventiler öppna, och arbetsvätskan (Qf) och partiklarna (Qp) är nästan identiska eftersom det mikrofluidiska kanalnätet uppvisar strukturell symmetri. I det andra steget (b-tillstånd) transporterades tryckluft till Vs för att blockera partiklarn...

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

Detta protokoll beskriver en pneumatisk mikrofluidisk plattform som kan användas för effektiv mikropartikelkoncentration.

Pneumatiskt driven mikrofluidisk plattform för mikropartikelkoncentration

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

Detta protokoll beskriver vår metod för att tillverka och arbeta på pneumatiskt driven mikrofluidisk plattform för flerpartikelkoncentrationer som övervinner brister som partikelstoppning och komplexa strukturer. Dessa metoder gör det möjligt att bearbeta ett obegränsat antal partiklar, koncentrera sig på ett stort antal små partiklar och förhindra oönskade cellskador och ökar entropieffektiviteten. På grund av vikten av biologisk analys används mikrofluidiska och biomedicinska mikroelektromekaniska systemteknologier för att utveckla och studera anordningar för rening och insamling av mikromaterial.Börja med att använda en förberedd pneumatisk ventilkanal SU8-form för att replikera PDMS-skiktet för pneumatiskt styrning av ventilen. Häll 10 ml flytande PDMS och en milliliter härdningsmedel i en beredd pneumatisk ventilkanalform och värmeaktivera vid 90 grader Celsius i 30 minuter. Efter att PDMS-strukturerna har härdats, separera SU8-formen.Stansa tre 1,5 millimeter pneumatiska portar i den pneumatiska ventilkanalen med en 1,5 millimeter punktering. Häll 10 ml flytande PDMS och en milliliter härdningsmedel i en ren SU8-form. Snurra kappan i 15 sekunder vid 1500 varv per minut med en spinnbeläggare och värmeaktivera sedan vid 90 grader Celsius i 30 minuter.Separera SU8-formen efter att PDMS-strukturerna har härdats. Behandla PDMS-strukturen med atmosfärisk plasma i 20 sekunder. Använd ett mikroskop och rikta in de plasmabehandlade PDMS-strukturerna enligt kanalstrukturen.Bind de inriktade PDMS-strukturerna genom att värma dem vid 90 grader Celsius i 30 minuter. Använd en 1,5 millimeter punktering, gör ett hål med en diameter på 1,5 millimeter i vätskekanalens inlopp och utlopp i den pneumatiska kanaldelen bunden till det tunna membranskiktet. Replikera båda sidor av PDMS-skiktet med två SU8-formar för att skapa en mikrofluidisk kanal.Använd en krökt och rektangulär mikrofluidisk kanalform på framsidan och en mikrofluidisk sammankopplingskanalform på baksidan. Häll 10 ml flytande PDMS och en milliliter härdningsmedel i den böjda och rektangulära mikrofluidiska kanalformen och snurra belägg den med 1200 varv per minut i 15 sekunder och skapa sedan formar för den böjda vätskekammaren och vätskekanalerna genom värmeaktivering vid 90 grader Celsius i 30 minuter. Separera PDMS-skiktet på vilket den mikrofluidiska kanalen bildas.Behandla den sedan med atmosfärisk plasma i 20 sekunder för att göra en värmeaktiverad form som täcker den förseglade ventilationsväggen genom att binda till glasskivan. Häll tre milliliter flytande PDMS i SU8-formens sammankopplingskanal. Ordna strukturen, tillverkad med sammankopplingskanalformen, i flytande PDMS på den mikrofluidiska sammankopplingskanalformen.Torka sedan den överlagrade strukturen vid 130 grader Celsius i 30 minuter. Efter härdning, ta bort den främre SU8-formen från det mikrofluidiska kanalnätverksskiktet och dra försiktigt bort den bakre PDMS-formen. Häll 10 ml flytande PDMS och en milliliter härdningsmedel i en ren SU8-form och värm aktivera den vid 90 grader Celsius i 30 minuter.Separera SU8-formen efter att PDMS-strukturerna har härdats. Behandla PDMS mikrofluidiska sammankopplingskanalformar med atmosfärisk plasma i 20 sekunder. Använd ett mikroskop och rikta in de plasmabehandlade PDMS-strukturerna enligt kanalstrukturen.Bind de inriktade PDMS-strukturerna genom uppvärmning vid 90 grader Celsius i 30 minuter. Rikta in PDMS-strukturerna som framställts under denna process enligt kanalstrukturen och binda dem genom att behandla med atmosfärisk plasma i 20 sekunder. Fyll den mikrofluidiska kanalen med bubbelfritt, demineraliserat vatten med en 10 ml spruta.För att styra arbetsvätskans tryck och de tre pneumatiska ventilerna som styr mikropölflödet, sätt in en precisionstryckregulator med fyra eller flera utloppskanaler för arbetsvätskan i den mikrofluidiska plattformen. Förbered karboxylpolystyrentestpartiklar av olika storlekar i destillerat vatten. För att styra arbetsvätskans flödeshastighet, fyll hälften av en glasflaska med vattnet och anslut glasflasklocket till regulatorns utgångskanal och mikroventil.Använd ett inverterat mikroskop, observera alla plattformsoperationer och mät driftsflödeshastigheten över tiden vid utloppet med en vätskeflödesmätare. Injicera partikel- eller vätskeblandningen under tryck vid inlopp med partikelventilen. Applicera tryck på CIV-ventilen vid 15 kilopascal och partikelventil vid 18 kilopascal för att aktivera ventilen.När partiklarna är koncentrerade, applicera endast tryck på vätskeventilen. Flödeshastigheten för vätskorna delades in i en fyrstegs plattformsoperation. Det första steget var laddningstillståndet.Arbetsvätskan och partiklarna var nästan identiska eftersom det mikrofluidiska kanalnätet uppvisade strukturell symmetri. Det andra steget var blockeringstillståndet. Flödesbanan smalnade av och flödeshastigheten uppmätt vid utloppsporten reducerades med hydrauliskt motstånd.Det tredje steget var koncentrationstillståndet. Den uppmätta QP var nära noll och QF var cirka 1,42 gånger den för blockeringstillståndet. Det sista steget var utgivningstillståndet.De resulterande flödes- och koncentrationshastigheterna visade att den sekventiella aktiveringen programmerad med den pneumatiska ventilen fungerar bra på grund av flödesförändringar. Partiklar koncentrerades och ackumulerades i uppsamlingsområdet när CIV-ventilen och partikelventilen stängdes, och alla uppsamlade, koncentrerade partiklar släpptes inom fyra sekunder när endast vätskeventilen stängdes. En väsentlig del av denna procedur är att härda den bakre strukturen där PDMS-skiktet implanteras av det lite mer trycket i luftskiktet.Och det deformerade filmskiktet aktiveras plötsligt. Denna plattform kan användas för automatisk förhandsrening av mycket koncentrerade och raka och suspenderade biopartiklar, eftersom operationen inte påverkas av de fysikaliska partiklarnas egenskaper.

Research

JoVE Journal

Engineering

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

Fabrication, Drift och Flow Visualization i yt-akustisk-våg-drivna Acoustic-motströms Mikrofluidik

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 mikroflödes Drops Utan metallelektroder

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 Lösa Teknik för avbildning från en rörlig 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

Tillverkning och testning av Microfluidic optomechanical 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

Termiska mätteknik i Analytisk mikroflödessystem 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

Kapillär-baserade centrifugala mikroflödessystem enhet för Storlek styrda Bildning av monodispersa mikrodroppar

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 högpresterande Impedans-baserad plattform för Avdunstningshastighet 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

Lösningsmedelsbindning för framställning av PMMA och COP Mikrofluidikanordningar

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 modulär mikroflödessystem teknik för systematiska studier av kolloidal Semiconductor nanokristaller

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

Skalbara Kvantintegrerade kretsar på supraledande tvådimensionell elektron gas plattform

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