Name: computer numerical control micromilling of a microfluidic acrylic device with a staggered restriction for magnetic nanoparticle-based immunoassays
Uploaded: 2022-06-23T13:10:00
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इस कार्य को कोनासाइट, मेक्सिको द्वारा "प्रोग्रामा डी एपोयोस पैरा एक्टिविडेड्स साइंटिफिकास, टेक्नोलोगिकास वाई डी इनोवासियोन" के अनुदान 312231 के तहत और एएमईएक्ससीआईडी और मैक्सिकन विदेश संबंध मंत्रालय (एसआरई) द्वारा अनुदान "प्रुएबा सेरोलोगिका रेपिडा, बराटा और डी अल्टा सेंसिबिलिड पैरा सार्स-सीओवी -2" के तहत समर्थित किया गया था। JAHO अपनी पीएचडी छात्रवृत्ति के लिए Conacyt मेक्सिको को धन्यवाद देता है।

1. माइक्रोमिलिंग
<ol><li>सतह पीसना<ol><li>माइक्रोमिलिंग मशीन और पीजोइलेक्ट्रिक नियंत्रक चालू करें। अपने संबंधित नियंत्रण सॉफ्टवेयर12 शुरू करें।</li>
		<li>आवश्यक अंत मिल बिट्स (200 μm और 800 μm व्यास) का चयन...

<ol>
	<li>Ng, A. H. C., Uddayasankar, U., Wheeler, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Immunoassays+in+microfluidic+systems.">Immunoassays in microfluidic systems.</a> Analytical and Bioanalytical Chemistry. 397 (3), 991-1007 (2010).</li><li>Berlanda, S. F., Breitfeld, M., Dietsche, C. L., Dittrich, P. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recent+advances+in+microfluidic+technology+for+bioanalysis+and+diagnostics.">Recent advances in microfluidic technology for bioanalysis and diagnostics.</a> Analytical Chemistry. 93 (1), 311-331 (2021).</li><li>Teste, 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=Microchip+integrating+magnetic+nanoparticles+for+allergy+diagnosis.">Microchip integrating magnetic nanoparticles for allergy diagnosis.</a> Lab on a Chip. 11 (24), 4207-4213 (2011).</li><li>Guevara-Pantoja, P. E., S&#225;nchez-Dom&#237;nguez, M., Caballero-Robledo, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Micro-nanoparticles+magnetic+trap:+Toward+high+sensitivity+and+rapid+microfluidic+continuous+flow+enzyme+immunoassay.">Micro-nanoparticles magnetic trap: Toward high sensitivity and rapid microfluidic continuous flow enzyme immunoassay.</a> Biomicrofluidics. 14 (1), 014111 (2020).</li><li>Khizar, S., 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=Magnetic+nanoparticles+in+microfluidic+and+sensing:+From+transport+to+detection.">Magnetic nanoparticles in microfluidic and sensing: From transport to detection.</a> Electrophoresis. 41 (13-14), 1206-1224 (2020).</li><li>Podaru, G., Chikan, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CHAPTER+1:+Magnetism+in+nanomaterials:+Heat+and+force+from+colloidal+magnetic+particles.">CHAPTER 1: Magnetism in nanomaterials: Heat and force from colloidal magnetic particles.</a> Magnetic Nanomaterials: Applications in Catalysis and Life Sciences. , 1-24 (2017).</li><li>Reynoso-Hern&#225;ndez, K. B., Guevara-Pantoja, P. E., Caballero-Robledo, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Capture+efficiency+of+magnetic+nanoparticles+through+the+compaction+effect+of+a+microparticles+column.">Capture efficiency of magnetic nanoparticles through the compaction effect of a microparticles column.</a> Physical Review E. 104 (2), 024603 (2021).</li><li>Gale, B. 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=A+review+of+current+methods+in+microfluidic+device+fabrication+and+future+commercialization+prospects.">A review of current methods in microfluidic device fabrication and future commercialization prospects.</a> Inventions. 3 (3), 60 (2018).</li><li>Liu, K., Fan, Z. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thermoplastic+microfluidic+devices+and+their+applications+in+protein+and+DNA+analysis.">Thermoplastic microfluidic devices and their applications in protein and DNA analysis.</a> Analyst. 136 (7), 1288-1297 (2011).</li><li>Guckenberger, D. J., de Groot, T. E., Wan, A. M. D., Beebe, D. J., Young, E. W. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Micromilling:+A+method+for+ultra-rapid+prototyping+of+plastic+microfluidic+devices.">Micromilling: A method for ultra-rapid prototyping of plastic microfluidic devices.</a> Lab on a Chip. 15 (11), 2364-2378 (2015).</li><li>Guevara-Pantoja, P. E., Jim&#233;nez-Vald&#233;s, R. J., Garc&#237;a-Cordero, J. L., Caballero-Robledo, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pressure-actuated+monolithic+acrylic+microfluidic+valves+and+pumps.">Pressure-actuated monolithic acrylic microfluidic valves and pumps.</a> Lab on a Chip. 18 (4), 662-669 (2018).</li><li>Guevara-Pantoja, P. E., Chavez-Pineda, O. G., Solis-Serrano, A. M., Garcia-Cordero, J. L., Caballero-Robledo, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+affordable+3D-printed+positioner+fixture+improves+the+resolution+of+conventional+milling+for+easy+prototyping+of+acrylic+microfluidic+devices.">An affordable 3D-printed positioner fixture improves the resolution of conventional milling for easy prototyping of acrylic microfluidic devices.</a> Lab on a Chip. 20 (17), 3179-3186 (2020).</li><li>Friedrich, C. R., Vasile, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+the+micromilling+process+for+high-aspect-ratio+microstructures.">Development of the micromilling process for high-aspect-ratio microstructures.</a> Journal of Microelectromechanical Systems. 5 (1), 33-38 (1996).</li><li>Malayath, G., Sidpara, A. M., Deb, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Study+of+different+materials+response+in+micro+milling+using+four+edged+micro+end+mill+tools.">Study of different materials response in micro milling using four edged micro end mill tools.</a> Journal of Manufacturing Processes. 56, 169-179 (2020).</li><li>Jiang, J., 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+single+low-cost+microfabrication+approach+for+polymethylmethacrylate,+polystyrene,+polycarbonate+and+polysulfone+based+microdevices.">A single low-cost microfabrication approach for polymethylmethacrylate, polystyrene, polycarbonate and polysulfone based microdevices.</a> RSC Advances. 5 (45), 36036-36043 (2015).</li><li>Sun, Y., Kwok, Y. C., Nguyen, N. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Low-pressure,+high-temperature+thermal+bonding+of+polymeric+microfluidic+devices+and+their+applications+for+electrophoretic+separation.">Low-pressure, high-temperature thermal bonding of polymeric microfluidic devices and their applications for electrophoretic separation.</a> Journal of Micromechanics and Microengineering. 16 (8), 1681-1688 (2006).</li><li>Tsao, C. W., Hromada, L., Liu, J., Kumar, P., DeVoe, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Low+temperature+bonding+of+PMMA+and+COC+microfluidic+substrates+using+UV/ozone+surface+treatment.">Low temperature bonding of PMMA and COC microfluidic substrates using UV/ozone surface treatment.</a> Lab on a Chip. 7 (4), 499-505 (2007).</li><li>Bamshad, A., Nikfarjam, A., Khaleghi, H. <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+simple+and+fast+thermally-solvent+assisted+method+to+bond+PMMA-PMMA+in+micro-fluidics+devices.">A new simple and fast thermally-solvent assisted method to bond PMMA-PMMA in micro-fluidics devices.</a> Journal of Micromechanics and Microengineering. 26 (6), 065017 (2016).</li><li>Ogilvie, I. R. G., 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=Reduction+of+surface+roughness+for+optical+quality+microfluidic+devices+in+PMMA+and+COC.">Reduction of surface roughness for optical quality microfluidic devices in PMMA and COC.</a> Journal of Micromechanics and Microengineering. 20 (6), 065016 (2010).</li></ol>

इम्यूनोसपोर्ट के रूप में नैनोकणों का उपयोग करके इम्यूनोएसे के लिए एक ऐक्रेलिक माइक्रोफ्लुइडिक डिवाइस एक माइक्रोमिलिंग तकनीक का उपयोग करके बनाया गया था। सब्सट्रेट पर प्रत्यक्ष विनिर्माण की विधि मे?...

हाल के वर्षों में, माइक्रोफ्लुइडिक्स ने इम्यूनोसे तकनीक1 में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई है। लघुकरण प्रौद्योगिकी में पारंपरिक इम्यूनोएसे की तुलना में कई उत्कृष्ट फायदे हैं, जैसे कि कम नमूना और अभिकर्मक खपत, कम इनक्यूबेशन समय, कुशल समाधान विनिमय, और उच्च एकीकरण और स्वचालन2।
इसके अलावा, इम्यूनोएसे में माइक्रोफ्लुइडिक सिस्टम, इम्यूनोसपोर्ट के रूप में चुंबकीय नैनोकणों के साथ मिलकर, इनक्यूबेशन गुना को काफी कम करते हैं, सतह-से-मात्रा अनुपात में वृद्धि के कारण उच्च पहचान संवेदनशीलता प्राप्त करतेहैं। कणों का ब्राउनियन आंदोलन एंटीजन-एंटीबॉडी कॉम्प्लेक्स 4,5 के गठन के दौरान प्रतिक्रिया कैनेटीक्स में सुधार करता है। इसके अलावा, नैनोकणों के चुंबकीय गुण विभिन्न माइक्रोफ्लुइडिक डिवाइस कॉन्फ़िगरेशन में एकीकृत होने के लिए बहुमुखी प्रतिभा प्रदान करते हैं, जिससे उन्हें लघु ऑन-चिप बायोसेंसिंग सिस्टम5 में सिग्नलिंग और अणु कैप्चर के लिए एक आदर्श उम्मीदवार बना दिया जाता है। हालांकि, उच्च सतह-से-आयतन अनुपात 6 के कारण नैनोमीटर पैमाने पर चुंबकीय बल ड्रैग बलों की तुलना में काफी कमजोरहोते हैं। इसलिए, धोने और पहचान जैसे महत्वपूर्ण इम्यूनोएसे चरणों के लिए नैनोकणों को कैप्चर करना चुनौतीपूर्ण हो सकता है, और एक पारंपरिकचुंबक अपर्याप्त है।
नैनोकणों में हेरफेर करने का एक कुशल तरीका लोहे के माइक्रोपार्टिकल्स द्वारा गठित माइक्रोफ्लुइडिक चुंबकीय जाल का उपयोग है, जो एक माइक्रोफ्लुइडिक संरचना3 में पैक किए जाते हैं। इसलिए, जब एक बाहरी चुंबक आता है, तो चुंबकीय और प्रवाह बलों के बीच चुंबकित छिद्रपूर्ण माध्यम के भीतर एक जटिल बातचीत बनाई जाती है। नैनोकणों पर कार्य करने वाला चुंबकीय बल उन्हें पकड़ने और प्रवाह ड्रैग 3,4,7 का विरोध करने के लिए पर्याप्त मजबूत है। इस दृष्टिकोण के लिए माइक्रोफैब्रिकेशन तकनीकों की आवश्यकता होती है जो माइक्रोपार्टिकल्स को बनाए रखने वाले माइक्रोमेट्रिक संरचनाओं को उत्पन्न करने के लिए कुछ माइक्रोमीटर के क्रम में संकल्प प्राप्त करते हैं।
वर्तमान माइक्रोफैब्रिकेशन तकनीक कुछ माइक्रोन से सैकड़ों नैनोमीटर 8 तक संरचनाओं के उच्च-रिज़ॉल्यूशन निर्माण की अनुमति देतीहै। हालांकि, इनमें से कई तकनीकों को विशेष, महंगे या जटिल उपकरणों की आवश्यकता होती है। मुख्य कठिनाइयों में से एक मोल्ड निर्माण के लिए एक क्लीनरूम की आवश्यकता है, जो महंगा और समय लेने वाला 8,9 है। हाल ही में, माइक्रोफ्लुइडिक इंजीनियरों ने विभिन्न प्रकार के वैकल्पिक निर्माण विधियों को विकसित करके इस कमी को दूर किया है, जैसे कि कम लागत, तेजी से टर्नअराउंड समय, सस्ती सामग्री और उपकरण, और बढ़ी हुई कार्यक्षमता8। इस तरह, नई माइक्रोफैब्रिकेशन तकनीकों के विकास ने कम लागत वाले, गैर-क्लीनरूम विधियों को लाया जो 10 μm8 जितना कम संकल्प प्राप्त करते हैं। पैटर्निंग का उपयोग एक महंगे मोल्डिंग पैटर्न उत्पन्न किए बिना सीधे सब्सट्रेट पर किया जा सकता है, इस प्रकार समय लेने वाली प्रक्रिया से बचा जा सकता है। प्रत्यक्ष निर्माण विधियों में सीएनसी मिलिंग, लेजर एब्लेशन और डायरेक्ट लिथोग्राफी 8 शामिलहैं। ये सभी विधियां सामग्रियों की एक विस्तृत श्रृंखला में उच्च-पहलू-अनुपात चैनलों का उत्पादन करने के लिए उपयुक्त हैं, उनकी कठोरता9 की परवाह किए बिना, माइक्रोफ्लुइडिक उपकरणों में नए और लाभप्रद ज्यामिति, भौतिक व्यवहार औरगुणों को सक्षम करते हैं।
सीएनसी माइक्रोमिलिंग काटने वाले उपकरणों का उपयोग करके माइक्रोस्केल संरचनाएं बनाता है जो एक सब्सट्रेट से थोक सामग्री को हटाते हैं और माइक्रोफ्लुइडिकउपकरणों 10,11 के लिए एक प्रभावी निर्माण विधि है। माइक्रोमिलिंग तकनीक माइक्रोचैनलों और सुविधाओं को सीधे काम की सतह पर बनाने के लिए माइक्रोफ्लुइडिक अनुप्रयोगों में उपयोगी हो सकती है, जो एक महत्वपूर्ण लाभ प्रदान करती है: एक वर्कपीस को थोड़े समय (30 मिनट से कम) में बनाया जा सकता है, जिससे डिजाइन से प्रोटोटाइप12 तक टर्नअराउंड समय काफी कम हो जाता है। इसके अलावा, विभिन्न सामग्रियों, आकारों और आकृतियों के काटने के सामान की व्यापक उपलब्धता सीएनसी मिलिंग मशीनों को एक उपयुक्त उपकरण बनाती है जिसने कई प्रकार की कम लागत वाली डिस्पोजेबलसामग्री में विभिन्न विशेषताओं के निर्माण की अनुमति दी है।
माइक्रोमिलिंग में आमतौर पर उपयोग की जाने वाली सभी सामग्रियों में, थर्मोप्लास्टिक्स अपने कई अनुकूल गुणों और जैविक अनुप्रयोगोंके साथ संगतता के कारण एक प्रमुख विकल्प बने हुए हैं। थर्मोप्लास्टिक्स माइक्रोफ्लुइडिक सिस्टम के लिए एक आकर्षक सब्सट्रेट हैं क्योंकि कम लागत वाले, डिस्पोजेबल विश्लेषणात्मक प्रणालियोंको विकसित करने के लिए उनके महत्वपूर्ण फायदे हैं। इसके अलावा, ये सामग्रियां उच्च मात्रा वाली विनिर्माण प्रक्रियाओं के लिए अत्यधिक उत्तरदायी हैं, जिससे उन्हें व्यावसायीकरण और बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए उपयुक्त बनाया जाता है। इन कारणों से, पीएमएमए जैसे थर्मोप्लास्टिक्स को माइक्रोफ्लुइडिक्स10 के शुरुआती वर्षों से विश्वसनीय और मजबूत सामग्री माना जाता है। थर्मोप्लास्टिक्स में बंद चैनलों को बनाने के लिए विभिन्न प्रोटोकॉल का वर्णन किया गया है, जैसे विलायक बॉन्डिंग15, हीट बॉन्डिंग16, और पराबैंगनी (यूवी)/ओजोन सतह उपचार बॉन्डिंग17।
कई मामलों में, पारंपरिक माइक्रोमिलिंग मशीनों के साथ प्राप्त पोजिशनिंग रिज़ॉल्यूशन कुछ माइक्रोफ्लुइडिक अनुप्रयोगों के लिए पर्याप्त नहीं है जिनके लिए 10 μm से छोटी संरचनाओं की आवश्यकता होती है। हाई-एंड माइक्रोमिलिंग में पर्याप्त रिज़ॉल्यूशन होता है। दुर्भाग्य से, उच्च कीमतों के कारण, इसका उपयोग मुट्ठीभर उपयोगकर्ताओं तक सीमित है। इससे पहले, हमारे शोध समूह ने कम लागत वाले उपकरण के निर्माण और हेरफेर की सूचना दी थी जो पारंपरिक मिलिंग मशीनों12 के संकल्प पर काबू पाने के लिए 10 μm से कम की मशीनिंग संरचनाओं की अनुमति देता है। फिक्स्चर सरल इलेक्ट्रॉनिक्स के साथ 3 डी प्रिंटिंग द्वारा निर्मित एक मंच है, जिसमें तीन पीजोइलेक्ट्रिक एक्ट्यूएटर होते हैं। सतह में हिंज के आकार के जोड़ होते हैं जो पीजोइलेक्ट्रिक तत्वों के एक साथ कार्य करने पर इसे उठाने की अनुमति देते हैं। जेड-अक्ष विस्थापन को 500 एनएम के रिज़ॉल्यूशन और ±1.5 μm12 की सटीकता के साथ नियंत्रित किया जा सकता है।
यह पेपर एक माइक्रोमिलिंग तकनीक के माध्यम से ऐक्रेलिक डिवाइस (पीएमएमए) की विनिर्माण प्रक्रिया के चरणों को प्रस्तुत करता है। चिप डिजाइन में अभिकर्मकों के प्रवाह को शुद्ध करने के लिए एक मुख्य चैनल 200 μm चौड़ा और 200 μm ऊंचा और समान आयामों के साथ एक साइड चैनल होता है। मध्य क्षेत्र में, चैनल को केवल 5 μm ऊंचाई के भौतिक प्रतिबंध द्वारा बाधित किया जाता है, जो इस समूह12 द्वारा बनाए गए 3D-मुद्रित पीज़ोइलेक्ट्रिक प्लेटफॉर्म के साथ बनाया गया है, चुंबकीय माइक्रोपार्टिकल्स को पकड़ने के लिए जो बाहरी चुंबक रखकर नैनोकणों के लिए चुंबकीय जाल बनाते हैं। हम 100 एनएम चुंबकीय नैनोकणों के लिए संयुग्मित मॉडल एंटीजन के रूप में लाइसोजाइम का उपयोग करके एक वाणिज्यिक एंटीबॉडी का पता लगाने के लिए एक इम्यूनोसे का प्रदर्शन करके माइक्रोफ्लुइडिक डिवाइस के संचालन को दिखाते हैं। यह उपकरण विभिन्न विशेषताओं को जोड़ता है जो इसे अद्वितीय बनाते हैं4: प्रतिरक्षा समर्थन के रूप में चुंबकीय नैनोकणों का उपयोग कुल परीक्षण समय को घंटों से मिनटों तक कम कर देता है; पता लगाने के लिए एक फ्लोरोजेनिक एंजाइम का उपयोग करने से पता लगाने की सीमा ओं की अनुमति मिलती है जो मानक एंजाइम-लिंक्ड इम्यूनोसॉर्बेंट परख (ईएलआईएसए) के बराबर हैं; और एक निर्माण सामग्री के रूप में थर्मोप्लास्टिक का उपयोग इसे बड़े पैमाने पर उत्पादन के साथ संगत बनाता है, जो पिछले माइक्रोफ्लुइडिक नैनोकणों के चुंबकीय जाल3 के लिए मामला नहीं था, और इसे पीओसीटी विकसित करने के लिए एक उत्कृष्ट उम्मीदवार बनाता है।

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>0.008 Endmill</td>
			<td>KYOCERA SGS&#160;</td>
			<td>2204</td>
			<td>2FL 0.008x1/8x0.12x1-1/12</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.032 Endmill</td>
			<td>KYOCERA SGS&#160;</td>
			<td>2228</td>
			<td>2FL 0.032x1/8x0.48x1-1/12</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Carbonyl-iron microparticles&#160;</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>44890</td>
			<td>7 &#956;m&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chloroform</td>
			<td>Fermont</td>
			<td>6201</td>
			<td>Health Hazard: Moderate 
			Flammability: None 
			Reactivity: None 
			Contact Hazard: Moderate&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CMOS camera Moment</td>
			<td>Teledyne Photometrics</td>
			<td></td>
			<td>Sensor Technology: CMOS 
			Quantum Efficiency: 73% 
			Pixel Size: 4.5 &#181;m x 4.5 &#181;m 
			Supported Interfaces: USB 3.2 Gen 2</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dr Engrave Software</td>
			<td>Roland DGA Corporation</td>
			<td></td>
			<td>Engraving software to design and create the engraving path on the surface</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Extraction hood</td>
			<td>Unknown</td>
			<td>Unknown</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Flexible Plastic Tubing</td>
			<td>Tygon</td>
			<td>AAD04103</td>
			<td>ID = 0.020, OD = 0.060</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fluorescence microsope&#160;</td>
			<td>ZEISS</td>
			<td>Axio Vert.A1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>High Precision Dispense Needle</td>
			<td>Loctite</td>
			<td>98612</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Homemade piezoelectric controller application</td>
			<td>LabView&#160;</td>
			<td></td>
			<td>See reference 12 for more details.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Loctite 495 instant adhesive</td>
			<td>Henkel</td>
			<td>49503</td>
			<td>Apply with micropipette tip or dispensing needle&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MagJET Separation Rack</td>
			<td>thermoscientific</td>
			<td></td>
			<td>12 x 1.5 mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mechanic press</td>
			<td>Home-made</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Milling Machine</td>
			<td>Roland</td>
			<td>MDX-50</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Piezoelectric platform&#160;</td>
			<td>Home-made</td>
			<td></td>
			<td>See reference 12</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polymethylmethacrylate - Sheet - PMMA, Acrylic</td>
			<td>Goodfellow</td>
			<td>ME303018/1</td>
			<td>Thickness: 1.3 mm, Transparency: Clear/Transparent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PVCamTest software</td>
			<td>Teledyne Photometrics</td>
			<td>Version 3.10.107&#160;</td>
			<td>Image acquisition software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stereo microscope</td>
			<td>Nikon</td>
			<td>SMZ 7457</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SuperMag Carboxyl Beads</td>
			<td>Ocean NanoTech</td>
			<td>KSC0100</td>
			<td>100 nm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe pump</td>
			<td>kd Scientific</td>
			<td>&#160;KDS200</td>
			<td>Can hold up to two syringes</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Utrasonic bath</td>
			<td>Branson</td>
			<td>2800</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>VPanel software&#160;</td>
			<td>Windows OS</td>
			<td>Version 1.0.3.0</td>
			<td>Software for controlling the micromilling machine</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

computer numerical control micromilling of a microfluidic acrylic device with a staggered restriction for magnetic nanoparticle-based immunoassays

माइक्रोफ्लुइडिक सिस्टम ने इम्यूनोएसे तकनीकों में काफी सुधार किया है। हालांकि, कई माइक्रोफैब्रिकेशन तकनीकों को विशेष, महंगे या जटिल उपकरणों की आवश्यकता होती है, जिससे निर्माण महंगा हो जाता है और बड़े पैमाने पर उत्पादन के साथ असंगत हो जाता है, जो कम संसाधन सेटिंग्स में अपनाए जाने वाले पॉइंट-ऑफ-केयर टेस्ट (पीओसीटी) के लिए सबसे महत्वपूर्ण पूर्व शर्तों में से एक है। यह काम कंप्यूटर संख्यात्मक नियंत्रण (सीएनसी) माइक्रोमिलिंग तकनीक का उपयोग करके नैनोपार्टिकल-संयुग्मित एंजाइमेटिक इम्यूनोसे परीक्षण के लिए एक ऐक्रेलिक (पॉलीमेथिलमेथैक्रिलेट, पीएमएमए) डिवाइस की निर्माण प्रक्रिया का वर्णन करता है। माइक्रोफ्लुइडिक डिवाइस के कामकाज को 100 एनएम चुंबकीय नैनोकणों के लिए संयुग्मित मॉडल एंटीजन के रूप में लाइसोजाइम का उपयोग करके एक वाणिज्यिक एंटीबॉडी का पता लगाने के लिए एक इम्यूनोसे का प्रदर्शन करके दिखाया गया है। यह उपकरण ऊंचाई में केवल 5 μm के भौतिक क्रमबद्ध प्रतिबंध को एकीकृत करता है, जिसका उपयोग चुंबकीय माइक्रोपार्टिकल्स को पकड़ने के लिए किया जाता है जो बाहरी चुंबक रखकर चुंबकीय जाल बनाते हैं। इस तरह, संयुग्मित नैनोकणों के इम्यूनोसपोर्ट पर चुंबकीय बल उन्हें पकड़ने और प्रवाह खींचने का विरोध करने के लिए पर्याप्त है। यह माइक्रोफ्लुइडिक डिवाइस विशेष रूप से इम्यूनोएसे प्रदर्शन के लिए परिशुद्धता के नुकसान के बिना कम लागत वाले बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए उपयुक्त है।

एक अत्यधिक प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य निर्माण प्रोटोकॉल स्थापित करना संभव था जो पारंपरिक माइक्रोमिलिंग तकनीक के संकल्प में सुधार करता है। इस प्रोटोकॉल का उपयोग करके, ऊंचाई में 5 μm जितने छोटे चैनल ?...

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Computer Numerical Control Micromilling of a Microfluidic Acrylic Device with a Staggered Restriction for Magnetic Nanoparticle-Based Immunoassays

माइक्रोफ्लुइडिक्स नैदानिक परीक्षणों के विकास के लिए एक शक्तिशाली उपकरण है। हालांकि, महंगे उपकरण और सामग्री, साथ ही श्रमसाध्य निर्माण और हैंडलिंग तकनीकों की अक्सर आवश्यकता होती है। यहां, हम कम लागत और सरल-से-उपयोग सेटिंग में चुंबकीय माइक्रो- और नैनोपार्टिकल-आधारित इम्यूनोएसे के लिए एक ऐक्रेलिक माइक्रोफ्लुइडिक डिवाइस के निर्माण प्रोटोकॉल का विस्तार करते हैं।

चुंबकीय नैनोपार्टिकल-आधारित इम्यूनोएसे के लिए एक क्रमबद्ध प्रतिबंध के साथ माइक्रोफ्लुइडिक ऐक्रेलिक डिवाइस का कंप्यूटर न्यूमेरिकल कंट्रोल माइक्रोमिलिंग

Microfluidic systems have greatly improved immunoassay techniques. However, many microfabrication techniques require specialized, expensive, or ...

हमारा प्रोटोकॉल सोने के मानक एलिसा तकनीक के बराबर विश्लेषण सांद्रता के मात्रात्मक इम्यूनोडिटेक्शन के लिए एक ऐक्रेलिक माइक्रोफ्लुइडिक डिवाइस बनाने के लिए एक उच्च-रिज़ॉल्यूशन माइक्रोमिलिंग विधि का वर्णन करता है। मुख्य आकर्षण एक साफ कमरे के बिना एक सरल और कम लागत वाले थर्मोप्लास्टिक माइक्रोफ्लुइडिक डिवाइस का निर्माण है, जो मात्रात्मक तरीके से कम परख समय और अच्छी पहचान सीमा की अनुमति देता है। सतह पीसने से शुरू करें।1.3 मिलीमीटर मोटी पीएमएमए के 9 x 25 मिलीमीटर आयताकारों को 800 माइक्रोमीटर एंड मिल बिट के साथ काटें। पीजोइलेक्ट्रिक प्लेटफॉर्म पर डबल-साइडेड चिपकने वाला टेप के साथ इन आयतों में से एक को सावधानीपूर्वक संलग्न करें। कनेक्ट करें और पीएमएमए आयत की सतह पर जेड-सेंसर रखें।डिटेक्शन पिन का चयन करें और इसे सेंसर की सतह पर ले जाएं। सेंसर से संपर्क किए बिना पिन को मैन्युअल रूप से कम करें। Z-शून्य संवेदन मोड सक्रिय करें।200 माइक्रोमीटर एंड मिल बिट को 14, 500 आरपीएम पर स्पिन करें। धीरे-धीरे इसे जेड-अक्ष पर मूल समन्वय तक कम करें। फिर मूल से 30 माइक्रोमीटर नीचे जेड-अक्ष रीसेट करें।इस समन्वय को नए Z-मूल के रूप में सेट करें। कट पैनल को सक्रिय करने के लिए माइक्रोमिलिंग मशीन सॉफ्टवेयर में कट बटन पर क्लिक करें। ऐड बटन पर क्लिक करें और ऐक्रेलिक सतह को पीसने के लिए पहले से बनाए गए कोड के साथ टीएक्सटी फ़ाइल का चयन करें।प्रक्रिया शुरू करने के लिए आउटपुट बटन पर क्लिक करें। पांच माइक्रोमीटर प्रतिबंध की मिलिंग के लिए, सबसे पहले, अंत मिल बिट के रोटेशन की गति को 11,000 आरपीएम पर सेट करें। फिर, पीजोइलेक्ट्रिक प्लेटफॉर्म के इंटरफ़ेस के साथ प्लेटफ़ॉर्म को 6.5 माइक्रोमीटर तक बढ़ाएं।Y-अक्ष के साथ अंतिम मिल बिट को 500 माइक्रोमीटर तक स्थानांतरित करें। नियंत्रण इंटरफ़ेस के साथ जेड-अक्ष पर पीजोइलेक्ट्रिक प्लेटफॉर्म को उसके प्रारंभिक मूल्य पर वापस लाएं। इसके बाद, डिजाइन सॉफ्टवेयर से पहले बनाई गई डिज़ाइन फ़ाइल को खोलकर माइक्रोचैनलों की मिलिंग करें।प्रिंट बटन पर क्लिक करें, गुण मेनू तक पहुंचें और मशीनीकृत डिजाइन वाली परत के अनुरूप रंग विंडो पर क्लिक करें। उपकरण पैनल में निर्माण पैरामीटर सेट करें। छेद की मिलिंग के लिए, 800 माइक्रोमीटर एंड मिल बिट पर स्विच करें।संबंधित रंग विंडो पर क्लिक करके और संबंधित निर्माण मापदंडों का चयन करके 1.2 मिलीमीटर व्यास के छेद की डिजाइन परत को सक्रिय करें। मशीन ने एक नए मंच पर उल्टे तरीके से ऐक्रेलिक के संरेखण के लिए आयताकार के विपरीत कोनों पर दो अतिरिक्त छेद किए। ऐक्रेलिक को पलटें और इसे मशीन ी स्तंभों के साथ एडाप्टर पर डबल-साइडेड चिपकने वाला टेप के साथ टेप करें।डिज़ाइन सॉफ़्टवेयर से विपरीत चेहरे के लिए छेद के डिज़ाइन के साथ फ़ाइल खोलें। 1.5 मिलीमीटर के व्यास और 0.7 मिलीमीटर की गहराई के साथ अभिकर्मक इनलेट और आउटलेट छेद के शेष आधे हिस्से को मिलाएं। दोनों ऐक्रेलिक आयत शीट को आइसोप्रोपिल अल्कोहल के साथ साफ करें और आसुत जल से कुल्ला करें।ऐक्रेलिक को 10 मिनट के लिए अल्ट्रासोनिक स्नान में डुबोएं। दोनों ऐक्रेलिक शीट को सुखाएं और उन्हें दो तरफा टेप के साथ ग्लास पेट्री डिश ढक्कन के अंदर टेप करें। फिर ग्लास पेट्री डिश का आधार एक बड़े ग्लास पेट्री डिश के अंदर रखें।पेट्री डिश के आधार में एक मिलीलीटर क्लोरोफॉर्म डालें और जल्दी से ऐक्रेलिक शीट के साथ ढक्कन रखें। पेट्री डिश ढक्कन के स्तर तक बड़े पेट्री डिश के आधार पर तुरंत आसुत पानी जोड़ें। ऐक्रेलिक को एक मिनट के लिए क्लोरोफॉर्म गैस के संपर्क में आने दें।फिर पानी की सील को तोड़ने के लिए पेट्री डिश को झुकाएं और तुरंत पेट्री डिश को उजागर करें। बॉन्डिंग के लिए, दोनों ऐक्रेलिक्स को क्लोरोफॉर्म उजागर पक्षों के साथ आमने-सामने संरेखित करें और एक सैंडविच बनाएं। ऐक्रेलिक के संरेखण को बदलते हुए, दो मिनट के दो अंतराल के लिए प्रेस में ऐक्रेलिक्स रखें।फिर तत्काल सुखाने वाले तरल चिपकने वाले के साथ डिवाइस के प्रत्येक छेद में दो से तीन सेंटीमीटर नली संलग्न करें। एक सिरिंज का उपयोग करके आसुत जल के साथ चैनलों को भरें। डिवाइस को 10 मिनट के लिए अल्ट्रासोनिक स्नान में डुबोएं।फिर डिवाइस चैनलों के अंदर पानी खाली करें और 5% बीएसए समाधान पेश करने के लिए सिरिंज का उपयोग करें। 5% बीएसए में 7.5 माइक्रोमीटर व्यास के लोहे के माइक्रोपार्टिकल्स का निलंबन तैयार करें। कमरे के तापमान पर कम से कम एक घंटे के लिए ब्लॉकिंग समाधान के साथ चिप और माइक्रोपार्टिकल निलंबन को इनक्यूबेट करें।इसके बाद, साइड चैनल आउटलेट नली के माध्यम से सिरिंज सुई के साथ चिप में माइक्रोपार्टिकल्स डालें। चिप को लंबवत रखें, फिर चिप को 90 डिग्री के दो चरणों में घुमाएं ताकि माइक्रोपार्टिकल्स पांच माइक्रोमीटर प्रतिबंध पर लक्ष्य और कॉम्पैक्ट हों। गर्मी के साथ ऐक्रेलिक डिवाइस के सभी नली को सील करें।इनलेट नली को तब तक काटें जब तक कि केवल कुछ मिलीमीटर न रह जाएं। वितरण सुई को वॉश बफर से भरें और इसे कटी हुई नली में डालें। घोल को ड्रिप करने दें और फिर सुई को डिवाइस से कनेक्ट करें।पार्श्व चैनल से आउटलेट नली काटें, फिर सिरिंज पंप से कनेक्ट करें। इसके बाद, मुख्य चैनल आउटलेट नली के लिए एक ही प्रक्रिया दोहराएं। फिर चिप को चुंबक से जोड़ दें।इम्यूनोडिटेक्शन के लिए, वॉश बफर को 10 मिनट के लिए 50 माइक्रोलीटर प्रति घंटे पर प्रवाहित करें। एक माइक्रोपिपेट के साथ वितरण सुई से शेष वॉश बफर को हटा दें और नैनोपार्टिकल सस्पेंशन के 50 माइक्रोलीटर जोड़ें। नैनोपार्टिकल सस्पेंशन को 100 माइक्रोलीटर प्रति घंटे की प्रवाह दर पर सात मिनट के लिए प्रवाहित करें।फिर प्रवाह दर को प्रति घंटे 50 माइक्रोलीटर तक बदलें और एक और 15 मिनट के लिए प्रवाह जारी रखें। वितरण सुई बदलें और उसी दर पर 10 मिनट के लिए वॉश बफर प्रवाहित करें। एक माइक्रोपिपेट के साथ डिस्पेंसिंग सुई से शेष वॉश बफर को हटा दें और फ्लोरोजेनिक सब्सट्रेट के 100 माइक्रोलीटर जोड़ें।सब्सट्रेट इनपुट, प्रतिदीप्ति माप और वॉश स्टेप के लिए प्रवाह दर और समय पैरामीटर समायोजित करें। फ्लोरोजेनिक सब्सट्रेट के इनपुट प्रवाह को छह मिनट के लिए 50 माइक्रोलीटर प्रति घंटे पर सक्रिय करें। सब्सट्रेट प्रवाह बंद होने से 15 सेकंड पहले, माइक्रोस्कोप की प्रतिदीप्ति चालू करें।माइक्रोस्कोप कैमरे के सॉफ्टवेयर के साथ छवि कैप्चर शुरू करें, 10 सेकंड पहले सब्सट्रेट 1,000 मिलीसेकंड के एक्सपोज़र समय के साथ बंद हो जाता है। सब्सट्रेट वॉश बंद होने के तुरंत बाद वांछित प्रवाह दर पैरामीटर के स्टार्ट बटन पर क्लिक करें। प्रति सेकंड एक फ्रेम पर छह मिनट के लिए इमेजिंग करें।चयनित माप प्रवाह बंद होने के तुरंत बाद वॉश फ्लो के स्टार्ट बटन पर क्लिक करें। इम्यूनोएसे के लिए लाइसोजाइम संयुग्मित नैनोकणों और घोड़े की मूली पेरोक्सीडेज संयुग्मित द्वितीयक एंटीबॉडी का उपयोग किया गया था। प्राथमिक एंटीबॉडी की विभिन्न सांद्रता के लिए प्रतिदीप्ति तीव्रता में वृद्धि जाल से पहले और बाद के क्षेत्रों की तुलना में देखी गई, यह दर्शाता है कि सब्सट्रेट फ्लोरेसेंस में परिवर्तन सीधे प्राथमिक एंटीबॉडी की एकाग्रता के आनुपातिक है।प्राथमिक एंटीबॉडी की दी गई एकाग्रता के लिए, फ्लोरेसेंस तीव्रता को फ्लोरोजेनिक सब्सट्रेट की विभिन्न प्रवाह दरों पर समय के कार्य के रूप में प्लॉट किया गया था। एचआरपी एंजाइम द्वारा सब्सट्रेट की रूपांतरण क्षमता प्रवाह दर के व्युत्क्रमानुपाती थी, प्रति घंटे एक माइक्रोलीटर की प्रवाह दर के लिए अधिकतम तीव्रता प्राप्त की गई थी। विभिन्न प्राथमिक एंटीबॉडी सांद्रता के लिए अलग-अलग प्रवाह दरों के लिए, इम्यूनोरिएक्शन के बाद और पहले फ्लोरेसेंस अंतर के वक्रों से पता चला है कि 1,000 नैनोग्राम प्रति मिलीलीटर की एकाग्रता के लिए, फ्लोरेसेंस सभी मूल्यांकन प्रवाह दरों के लिए संतृप्त होता है।प्रत्येक प्रवाह दर के लिए प्राथमिक एंटीबॉडी की एकाग्रता के संबंध में प्राप्त प्रतिदीप्ति तीव्रता में अंतर के अधिकतम मूल्य का उपयोग करके एक अंशांकन वक्र तैयार किया गया था। प्रति घंटे एक माइक्रोलीटर पर उच्च परिवर्तनशीलता और उच्च प्रतिदीप्ति स्तर ने सुझाव दिया कि दर प्रतिक्रिया सब्सट्रेट के प्रवाह के पक्ष में नहीं है और जाल के ठीक बाद जमा हो जाती है। माइक्रोचैनलों के सीलिंग चरणों पर विशेष ध्यान दिया जाना चाहिए क्योंकि क्लोरोफॉर्म के संपर्क में तापमान के प्रति बहुत संवेदनशील है।प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य परिणामों के लिए, तापमान हमेशा समान होना चाहिए। हमारी प्रणाली यह समझने में मदद करती है कि माइक्रोपार्टिकल्स, नैनोपार्टिकल आकार, एंटीजन, डिटेक्शन एंटीबॉडी और सब्सट्रेट की कॉम्पैक्टनेस और आकार नैनोपार्टिकल-आधारित माइक्रोफ्लुइडिक इम्यूनोसे में पहचान की सीमा के लिए कारक निर्धारित कर रहे हैं।

Research

JoVE Journal

Engineering

Terahertz Microfluidic Sensing Using a Parallel-plate Waveguide Sensor

Terahertz Microfluidic एक समानांतर प्लेट Waveguide सेंसर का प्रयोग सेंसिंग

Refractive index (RI) sensing is a powerful noninvasive and label-free sensing technique for the identification, detection and monitoring of microfluidic ...

Implementation of a Reference Interferometer for Nanodetection

Nanodetection के लिए एक संदर्भ Interferometer का कार्यान्वयन

A thermally and mechanically stabilized fiber interferometer suited for examining ultra-high quality factor microcavities is fashioned. After assessing ...

SSVEP-based Experimental Procedure for Brain-Robot Interaction with Humanoid Robots

Humanoid रोबोट के साथ ब्रेन रोबोट इंटरेक्शन के लिए प्रायोगिक प्रक्रिया SSVEP आधारित

Brain-Robot Interaction (BRI), which provides an innovative communication pathway between human and a robotic device via brain signals, is prospective in ...

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

केशिका आधारित Monodisperse Microdroplets का आकार चलाया गठन के लिए केन्द्रापसारक Microfluidic डिवाइस

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

Solvent Bonding for Fabrication of PMMA and COP Microfluidic Devices

PMMA के निर्माण और पुलिस microfluidic उपकरणों के लिए विलायक संबंध

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

Gain-compensation Methodology for a Sinusoidal Scan of a Galvanometer Mirror in Proportional-Integral-Differential Control Using Pre-emphasis Techniques

आनुपातिक-इंटीग्रल विभेदकों नियंत्रण में एक गैल्वेनोमीटर मिरर की एक sinusoidal स्कैन के लिए लाभ-मुआवजा पद्धति पूर्व जोर तकनीक का उपयोग करते हुए

Galvanometer mirrors are used for optical applications such as target tracking, drawing, and scanning control because of their high speed and accuracy. ...

Study of Siphon Breaker Experiment and Simulation for a Research Reactor

एक शोध रिएक्टर के लिए अपनाना ब्रेकर प्रयोग और सिमुलेशन का अध्ययन

Under the design conditions of a research reactor, the siphon phenomenon induced by pipe rupture can cause continuous outward flow of water. To prevent ...

A Silicon-tipped Fiber-optic Sensing Platform with High Resolution and Fast Response

उच्च संकल्प और तेजी से प्रतिक्रिया के साथ एक सिलिकॉन इत्तला दे दी फाइबर ऑप्टिक संवेदन मंच

In this article, we introduce an innovative and practically promising fiber-optic sensing platform (FOSP) that we proposed and demonstrated recently. This ...

Production of a Strain-Measuring Device with an Improved 3D Printer

एक बेहतर 3 डी प्रिंटर के साथ एक तनाव मापने डिवाइस का उत्पादन

A traditional strain measurement sensor needs to be electrified and is susceptible to electromagnetic interference. In order to solve the fluctuations in ...

Pneumatically Driven Microfluidic Platform for Micro-Particle Concentration

सूक्ष्म कण एकाग्रता के लिए वायवीय रूप से संचालित माइक्रोफ्लुइडिक प्लेटफ़ॉर्म

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