Yazarlar MBI maddi destek minnetle kabul etmiş oluyorsunuz.

1. hazırlık silikon birincil kalıp Not: bir photomask için birincil kalıp hazırlanması gereklidir. Photomask, şirket içinde standart optik maskesi imalat işlemleri yoluyla fabrikasyon veya bağımsız sağlayıcılarından satın. Bir photomask parlak alan polarite ile ( Şekil 2 bir) bu durumda kullanılır.
<ol><li>Örüntü tanımını <ol><li>Spin kat 4 inç silikon gofret SU-8 3010 negatif fotorezist 30 2300 RPM ile s.</li>
		<li>Yumuşak-pişir fotorezist 2 min için 65 ° C'de ve ardından 8 dakika süreyle 95 ° C sıcak plaka üzerinde</li>
		<li>UV ışık fotorezist maruz (i-line, 365 nm) 100-120 mJ/cm 2; toplam enerji doz için maske aligner altında photomask ile sabit iletişim modu daha iyi bir çözünürlük elde etmek için tercih edilir.</li>
		<li>Gofret kaldırmak ve bir mesaj pozlama fırında 65 ° c için 1 dakika ve sonra 95 ° C'de 2 dakika süreyle uygulayın</li>
		<li>Oda sıcaklığında SU-8 geliştirici kullanarak fotorezist geliştirmek sonra durulama izopropil alkolle ve yavaşça darbe azot ile kuru; ölçülen desen kalınlığı 10 µm olmalıdır ve altı. Şekil 2 b gerçek silikon kalıp resmini için bkz:.</li>
	</ol></li> <li>Silanization silikon kalıp <ol><li>60 W 30 için silikon kalıp oksijen plazma ile tedavi oksijen akışı 20 sccm bir iyimsersin. İşlemi sırasında 1-10 mbar odası basınç ayarlı.</li>
		<li>Kalıp silane 50 µL vakum bir kavanoza yerleştirin ve kavanoz vakum durumu (1-10 mbar) en az 2 h. için terk 
		Not: PDMS kalıp 15 ' e yapışmasını önler bir hidrofobik yüzey kaplama silanization işlemi oluşturur. Birincil kalıp da silikon kuru gravür içerir alternatif bir yöntem kullanarak sahte olduğu olduğunu unutmayın. Bu durumda, photomask Ters polarite (karanlık alanı) olacak ve adım 1.1 model tanımında bir pozitif fotorezist kullanacak.</li>
	</ol></li></ol> 2. PDMS ikincil kalıp hazırlanması <ol><li><ol>PDMS karıştırma <li>Mix PDMS elastomer ve kür Ajan, 10:1; öyle ki elde edilen PDMS kalınlığı yaklaşık 1-1,5 mm olan toplam tutardır.</li>
		<li>Ayrıntılı karıştırma sonra karışımı bu vakum devlet (1-10 mbar) vakum kavanozda yaklaşık 15dk için terk ederek degas veya görünür hava kabarcığı yok; olana bu karışımı içinde kapana kısılmış herhangi bir hava kaldırmaktır.</li>
	</ol></li> <li>Kalıp çoğaltma <ol><li>Adım 1 fabrikasyon silikon kalıp üzerinde PDMS karışımı dökün ve adım 2.1.2 olduğu gibi aynı ayarlarla herhangi bir kapana kısılmış havayı çıkarmak için karışım degas. Karışım tedavisi için sıcak bir tabak 2 h için 70 ° C ısıda.</li>
		<li>Tedavi PDMS sıcak plaka kaldırmak ve aşağı oda sıcaklığına kadar soğumaya bırakın. PDMS silikon kalıp kenarları boyunca bir tıraş bıçağı ile kesti.</li>
		<li>Bir köşe kesme PDMS cımbız çifti ile pinch ve dikkatle PDMS yineleme silikon kalıp kapalı soyma; ikincil bu kalıp üzerinde elde edilen mikrosıvısal desen birincil kalıp (Ters polarite bir çıkıntı olduğunu Resim 2 c).</li></ol></li> <li>Silanization PDMS çoğaltma (Adım 1.2 aynıdır) <ol><li>60 W 30 için PDMS kalıp oksijen plazma ile tedavi oksijen akışı 20 sccm bir iyimsersin. İşlemi sırasında 1-10 mbar odası basınç ayarlı.</li>
		<li>Bir vakum kalıp silane 50 µL ile jar ve vakum devlet (1-10 mbar) kavanoza en az 2 h. bırakın yer</li>
	</ol></li></ol> 3. PDMS şablonları hazırlanması Not: nesnenin şeklini ve boyutunu son cihazların standartlaştırmak ve ana özellikleri ile uyum içinde iki yarısı kolaylaştırmak için iki ayrı PDMS şablonları, geometri cihazın tanımlamak kullanıldı saydam pencere ve içinde - ve çıkış - let bağlantıları yerleşimi. İlk PDMS şablon aygıt düz yarısı imalatı kolaylaştırmak için ikinci yardımcı olur ise cihazın desenli yarısı imalatı aids.
<ol><li>Tasarım bilgisayar destekli tasarım (CAD) yazılımıyla şablonları. şekil 3 bir lay-out ve cihazın desenli Yarı imal için kullanılan şablon boyutlarını gösterir. Aygıt düz yarısı imal etmek, 1.5 mm çapında delik tasarımından kaldırmak.</li>
	<li>Elde etmek bir dış sağlayıcısından veya bir iç mekanik atölye şablonları kullanılabilir durumdaysa. 
	Not: Akrilik malzeme imalat kolaylığı nedeniyle ve düşük şablon standart herhangi bir atölyede ulaşılabilir mal gibi kullanıldı. 3D baskı gibi alternatif seçenek.</li>
	<li>Mix PDMS elastomer ve kür Ajan 10:1; PDMS Şablonlar tamamen batırmak için yeterli miktarda hazırlamak emin olun.</li>
	<li>Ayrıntılı karıştırma sonra karışımı vakum devlet (1-10 mbar) yaklaşık 15 dk ya vardır kadar (hangisi daha sonraysa) görünür hiçbir kabarcıklar vakum kavanozda bırakarak degas; bu karışımı içinde kapana kısılmış herhangi bir hava kaldırmaktır.</li>
	Onların en üst yüzeyi yaklaşık 1 mm sıvı yüzeyinin altında batık kadar <li>akrilik şablonlarındaki PDMS karışımı dökün. Yine 3.4 olduğu gibi aynı ayarlarla herhangi bir kapana kısılmış havayı çıkarmak için PDMS degas. Bu karışım tedavisi için düzeltilmiş elektrikli Ocak 2 h için 60 ° C'de ısı.</li>
	<li>Tedavi PDMS sıcak plaka kaldırmak ve aşağı oda sıcaklığına kadar soğumaya bırakın. Bir tıraş bıçağı ile akrilik şablonları kenarları boyunca PDMS kes.</li>
	<li>Bir çift cımbız ile bir köşe kesme PDMS çimdik ve dikkatle PDMS akrilik şablonları kapalı soyma. 
	Not: Resim 3 b lay-out ve cihazın desenli Yarı imal eskiden PDMS Yineleme boyutları gösterir.</li>
	<li>İkinci PDMS yineleme düz imalatı için cihazın yarısı yinelenen adımlar 3.3-3.7 ama 1,5 mm çapında delik akrilik şablonu kullanarak hazırlayın.</li>
</ol> 4. Mikrosıvısal cihaz imalat <ol><li>aygıt (örneğin, aygıt yerleşimli) desenli yarısı imalatı <ol><li>tedavi CaF 2 pencere oksijen plazma ile 60 W 30 s 20 sccm oksijen akışı ile. Bu aşağıdaki imalat sırasında NOA akışını artırmak için yapılır. 
		Not: Bu adım zorunlu değildir.</li>
		( şekil 4 bir) <li>yer dikkatle ilk PDMS şablona (1.5 mm çap ayağı ile bir) düz bir yüzey, örneğin, bir soda kireç plaka. Bir CaF 2 pencere üstünde tepe-in PDMS tak merkezli yerleştirin ve Tak ( şekil 4 b) ile iyi iletişim içinde öyle ki pencerenin hafifçe bastırın.</li>
		2. adımda ve arka orta odası ( şekil 4 konumu ile uyumlu kalıp, bir ince UV-şeffaf plaka (Bu durumda, bir kuvars plaka, 500 µm kalınlığında ve 1,5 cm x 1,5 cm boyutunda) yerleştirin PDMS kalıp <li>Al c). kuvars plaka PDMS kalıp ile iyi iletişim içinde olduğundan emin olun. 
		Not: The kuvars plaka engelleyen istenmeyen alan kalıp kolayca CaF 2 pencere ile temas geliyor.</li>
		<li>Yavaşça CaF 2 pencereye doğru CaF 2 pencerenin ortasına hizalanmış sıvı odası ile bu PDMS kalıp ön yüzü aşağı dönük yerleştirin. (Şablon, kalıp ve pencere) tüm öğeleri iyi temas halinde ve ( şekil 4 c-4 d) uyumlu olduğundan emin olun.</li>
		<li>Yavaş yavaş NOA damla izin PDMS şablonun içinde dağıtmak ve yavaş yavaş boşluğu doldurmak sağlar. Reçine pencerenin kenarına temas olduğunda, kılcal damar akışı PDMS kalıp CaF 2 penceresi ( şekil 4 e-4f) arasında ince boşluk (~ 10 µm) dolduracaktır.</li>
		Kavite tamamen dolu sonra <li>UV ışık (örneğin, bir UV LED pozlama sistemi, şekil 4 g ile) maruz NOA tedavisi. 
		Not: Buna göre pozlama süresi değişebilir UV kaynak enerji ile. 90 civarında 24 mW/cm 2 güç yoğunluğu sağlar, UV-LED pozlama sistemi gerektirir s % 100 güç ve sürekli pozlama modu.</li>
		<li>Dikkatli bir şekilde ince kuvars plaka PDMS kalıp arkasından çıkarın ve sonra yavaşça NOA Katmanı ( şekil 4 h) üst PDMS kalıp soyma. Son olarak, NOA katman PDMS şablonundan ( şekil 4 ben) kaldırın. 
		Not: Elde edilen cihaz düzen tedavi NOA üzerinde birincil silikon kalıp desen aynı polarite olurdu.</li>
	</ol></li> <li>(Yani, aygıt düzeni olmadan) aygıt düz yarısı imalatı <ol><li>oksijen plazma 60 W 30 ile CaF 2 pencere tedavi s 20 sccm oksijen akışı ile. 
		Not: Bu adım zorunlu değildir.</li>
		<li>Dikkatle ikinci PDMS şablonu (bir 1.5 mm çap ayağı olmadan) yer düz bir yüzey, örneğin, bir soda kireç plaka üzerinde. Bir CaF 2 pencere üstünde tepe-in PDMS tak merkezli yerleştirin ve fişi ile iyi iletişim içinde öyle ki pencerenin hafifçe bastırın.</li>
		<li>5 cm x 3,5 cm boyut ile 1 mm kalınlığında PDMS sac PDMS şablon Merkezi'yle uyumlu PDMS levha ile CaF 2 pencere üstünde tepe-in yer. PDMS sayfası penceresi ile iyi iletişim içinde olduğundan emin olun.</li>
		<li>Yavaş yavaş NOA damla izin PDMS şablonun içinde dağıtmak ve yavaş yavaş boşluğu doldurmak izin.</li>
		Kavite tamamen dolu sonra <li>UV ışık (örneğin, bir UV LED pozlama sistemi ile) maruz NOA tedavisi. 
		Not: Buna göre pozlama süresi değişebilir UV enerji kaynağı ile. 24 mW/cm 2 güç yoğunluğu sağlar, UV-LED pozlama sistemi ile bu 50 civarında gerektirir s % 100 güç ve sürekli pozlama modu.</li>
		<li>Peel off NOA katmanın üst PDMS sacdan ve dikkatle tedavi NOA kat PDMS şablondan kaldırmak.</li>
	</ol></li> <li>Cihazın iki yarısı bağ <ol><li>öyle ki her iki CaF 2 windows uyumlu aygıt iki yarısı hizalayın. Yavaşça parmak-NOA katmanları köşesinde iki yarıyı da öyle ki iki yarısı konumunu sabit basın.</li>
		<li>Bir 8 mm çap zımba ( şekil 5 bir) kullanarak 1 mm kalınlığında PDMS sac dışında iki adet dairesel diskler kesti.</li>
		<li>Aygıt (4 cm x 2,5 cm) aynı boyutta iki dikdörtgenin bir 1 mm kalınlığında PDMS sac kesme. Her iki PDMS dikdörtgenler kanallar ve içinde-let/çıkış-let cihazın karşılık gelen açıklıklar kesti. 
		Not: Kanal acil sırasında çöken önlemek için PDMS dikdörtgenler önceden kesilmiş açıklıklar içindir.</li>
		<li>Yığın aşağıdaki sipariş alt: önceden kesilmiş açıklıklar olan bir PDMS dikdörtgen, tek bir PDMS disk (temas adım 4.3.2 kesmek belgili tanımlık alt pencere,), cihazın (en üst pencere üzerinde oturan), ikinci PDMS disk iki parmak preslenmiş yarısı ve son olarak İkinci PDMS dikdörtgen ile önceden kesilmiş açıklıklar ( şekil 5 b).</li>
		<li>Öyle ki 2 tabak arasında gözükeceksin vakum basın kurulumunda bu derleme yerleştirin ve plastik torba ( şekil 5 c) mühür. Vakum pompası açmak ve derleme tahliye edin. Vakum pompası onun temel basınç ulaşmak veya vakum en az 10 dakika süreyle geçerli izin 
		Not: elde temel basınç vakum pompası kullanılan ve plastik poşet conta kalitesini bağlıdır.</li>
		<li>UV 270 W 15 dk. çevirmek için vakum pompası ve yavaş yavaş derleme delik derleme son aygıttan kaldırmadan önce atmosferik basınç için izin, bir geniş bant Hg gaz lambalı tahliye derlemeye maruz.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>

<ol>
	<li>Holman, H. -. Y. 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=Synchrotron+infrared+spectromicroscopy+as+a+novel+bioanalytical+microprobe+for+individual+living+cells:+cytotoxicity+considerations.">Synchrotron infrared spectromicroscopy as a novel bioanalytical microprobe for individual living cells: cytotoxicity considerations.</a> BIOMEDO. 7 (3), 417-424 (2002).</li><li>Liu, K. Z., Xu, M., Scott, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biomolecular+characterisation+of+leucocytes+by+infrared+spectroscopy.">Biomolecular characterisation of leucocytes by infrared spectroscopy.</a> Br J Haematol. 136 (5), 713-722 (2007).</li><li>Moss, D. A., Keese, M., Pepperkok, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=IR+microspectroscopy+of+live+cells.">IR microspectroscopy of live cells.</a> Vibrational Spectroscopy. 38 (1-2), 185-191 (2005).</li><li>Rahmelow, K., Hubner, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Infrared+Spectroscopy+in+Aqueous+Solution:+Difficulties+and+Accuracy+of+Water+Subtraction.">Infrared Spectroscopy in Aqueous Solution: Difficulties and Accuracy of Water Subtraction.</a> Appl Spectrosc. 51 (2), 160-170 (1997).</li><li>Kazarian, S. G., Chan, K. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=ATR-FTIR+spectroscopic+imaging:+recent+advances+and+applications+to+biological+systems.">ATR-FTIR spectroscopic imaging: recent advances and applications to biological systems.</a> Analyst. 138 (7), 1940-1951 (2013).</li><li>Loutherback, K., Chen, L., Holman, H. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Open-channel+microfluidic+membrane+device+for+long-term+FT-IR+spectromicroscopy+of+live+adherent+cells.">Open-channel microfluidic membrane device for long-term FT-IR spectromicroscopy of live adherent cells.</a> Anal Chem. 87 (9), 4601-4606 (2015).</li><li>Loutherback, K., Birarda, G., Chen, L., Holman, H. -. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microfluidic+approaches+to+synchrotron+radiation-based+Fourier+transform+infrared+(SR-FTIR)+spectral+microscopy+of+living+biosystems.">Microfluidic approaches to synchrotron radiation-based Fourier transform infrared (SR-FTIR) spectral microscopy of living biosystems.</a> Protein Pept Lett. 23 (3), 273-282 (2016).</li><li>Dousseau, F., Therrien, M., P&#233;zolet, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+the+Spectral+Subtraction+of+Water+from+the+FT-IR+Spectra+of+Aqueous+Solutions+of+Proteins.">On the Spectral Subtraction of Water from the FT-IR Spectra of Aqueous Solutions of Proteins.</a> Appl Spectrosc. 43 (3), 538-542 (1989).</li><li>Tobin, M. 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=FTIR+spectroscopy+of+single+live+cells+in+aqueous+media+by+synchrotron+IR+microscopy+using+microfabricated+sample+holders.">FTIR spectroscopy of single live cells in aqueous media by synchrotron IR microscopy using microfabricated sample holders.</a> Vibrational Spectroscopy. 53 (1), 34-38 (2010).</li><li>Birarda, 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=Infrared+microspectroscopy+of+biochemical+response+of+living+cells+in+microfabricated+devices.">Infrared microspectroscopy of biochemical response of living cells in microfabricated devices.</a> Vibrational Spectroscopy. 53 (1), 6-11 (2010).</li><li>Vaccari, L., Birarda, G., Businaro, L., Pacor, S., Grenci, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Infrared+microspectroscopy+of+live+cells+in+microfluidic+devices+(MD-IRMS):+toward+a+powerful+label-free+cell-based+assay.">Infrared microspectroscopy of live cells in microfluidic devices (MD-IRMS): toward a powerful label-free cell-based assay.</a> Anal Chem. 84 (11), 4768-4775 (2012).</li><li>Mitri, E., 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=SU-8+bonding+protocol+for+the+fabrication+of+microfluidic+devices+dedicated+to+FTIR+microspectroscopy+of+live+cells.">SU-8 bonding protocol for the fabrication of microfluidic devices dedicated to FTIR microspectroscopy of live cells.</a> Lab Chip. 14 (1), 210-218 (2014).</li><li>Birarda, 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=IR-Live:+fabrication+of+a+low-cost+plastic+microfluidic+device+for+infrared+spectromicroscopy+of+living+cells.">IR-Live: fabrication of a low-cost plastic microfluidic device for infrared spectromicroscopy of living cells.</a> Lab Chip. 16 (9), 1644-1651 (2016).</li><li>Wehbe, K., Filik, J., Frogley, M. D., Cinque, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effect+of+optical+substrates+on+micro-FTIR+analysis+of+single+mammalian+cells.">The effect of optical substrates on micro-FTIR analysis of single mammalian cells.</a> Anal Bioanal Chem. 405 (4), 1311-1324 (2013).</li><li>Helmut, 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=Controlled+co-evaporation+of+silanes+for+nanoimprint+stamps.">Controlled co-evaporation of silanes for nanoimprint stamps.</a> Nanotechnology. 16 (5), 171 (2005).</li><li>Loewen, E. G., Popov, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Diffraction Gratings and Applications. , (1997).</li><li>. Technical Note: Optical Materials Available from: <a target="_blank" href="https://www.newport.com/n/optical-materials">https://www.newport.com/n/optical-materials</a> (2017)</li><li>Cai, D., Neyer, A., Kuckuk, R., Heise, H. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Raman,+mid-infrared,+near-infrared+and+ultraviolet-visible+spectroscopy+of+PDMS+silicone+rubber+for+characterization+of+polymer+optical+waveguide+materials.">Raman, mid-infrared, near-infrared and ultraviolet-visible spectroscopy of PDMS silicone rubber for characterization of polymer optical waveguide materials.</a> J Mol Struc. 976 (1-3), 274-281 (2010).</li></ol>

Yazarlar ifşa gerek yok.

Değerlendirmek ve imalat protokolü en iyi duruma getirmek için biz basit bir düzeni üzerinde ana devre ayrılmış mikrosıvısal desen bir büyük dikdörtgen Odası (5 x 2.5 mm boyut) Merkezi, iki küçük dikdörtgen chambers (5,5 x 0,75 mm boyut) için kullanılan alt ve üst kenarları ve 300 µm geniş içinde-let/çıkış-let kanal. Orta Odası tohum için kullanılır ve gözlem FTIR sırasında hava arka plan ölçmek için iki ayrı daha küçük Odalar ise hücre başvurusu odası bir önceki yayın13' te anlatıldığı gibi deneyler. -Bırak ve dışarı izin orta odası dış sıvı sisteme bağlayın.
Burada, şablon oluşturma araçları (bkz. iletişim kuralı adım 3) fabrikasyon sürecini kolaylaştırmak için tanıtıldı. Daha önce sürekli olarak tam olarak ne zaman cihazın iki yarısı hizalama sorunları nedeniyle son aygıt Merkezi'nde CaF2 windows yerleştirmek zordu. Şablon kullanımı pencere yerleştirmek için görsel bir kılavuz sağlar ve konumu her zaman benzer sağlar. Bu şablonlar için geometrik gereklilikleri çok sıkıdır değil, standart ve ucuz üretim teknolojileri kullanılabilir. Bu durumda, onlara dışarı bir atölyede işleme ile akrilik plastik yaptık, ama aynı derecede uygun ve ucuz seçimli 3D baskı.
Öyle ki onlar aşağıdaki özelliği akrilik şablonları tasarıma sahiptir (şekil 3bir): ikinci delik; ise (a) bir şablon her tarafında iki küçük delik ile tasarlanmıştır 1.5 mm çap boyutu ve derinliği, (b) hem şablonları ortasında 8 mm çap ve 500 µm derinliği ile dairesel bir delik var ve (c) her şablonu boyutunu, şeklini ve kalınlığı yarım cihazın; tanımlamak için bir dikdörtgen çıkıntı var 1.5 mm delikleri vardır 4 cm x 2,5 cm uzunluk/genişlik ve 1,5 mm kalınlıkta dikdörtgendir.
Akrilik şablonlardan çoğaltılan elde edilen PDMS şablonları Ters polarite (şekil 3b) sahip olacaktır: (a) bir şablon iki ayak 1.5 mm çapında ve 1.5 mm yükseklik ile her iki tarafta içinde izin formu ve dışı, izin olacaktır Cihazın yarısı NOA döküm sonra desenli; Ikinci şablonu ayağı, (b) her şablonu yok bir 500 µm uzun boylu ayağı kolaylaştırmak için ortadaki CaF2 windows; yerleşimini Bu özellik "PDMS Tak" ifade edilecektir ve (c) her iki Şablonlar son şekli ve her yarı cihazın boyutunu tanımlayan bir boşluğu ile olan: bir dikdörtgen şekil 4 cm x 2,5 cm boyut ve 1.5 mm kalınlığı ile bu durumda.
Daha fazla üretim sürecini kolaylaştırmak için kırınım Izgaralar photomask için birincil silikon kalıp tasarımı dahil edilmiştir. Bu silikon kalıp PDMS kopyası (olan yüksekliği az 10 µm) sığ çıkıntılar PDMS optik saydamlığını nedeniyle görmek zor. Ancak, bir kolayca görünür girişim deseni16ile 20 µm farkı 10 µm geniş çizgiler bir ızgara içinde düzenlenmiş eğer sığ çıkıntılar oluşturmak. Bu kesişim deseni PDMS kalıp içinde mikrosıvısal lay-out konumunu tanımlamak için görsel bir kılavuz olarak istismar edildi. Kalıp tasarım cihazın genel geometri tanımlamak için ızgara yapılmış bir çerçeve içermektedir. Başka bir ızgara daha fazla ortasında mikrosıvısal düzeninin Odası Merkezi CaF2 pencere ile uyum kolaylaştırmak için eklendi. Bu bir dizi orta odası kenarına bağlı olmayan kısa boşluklar oluşur gibi ızgara orta odasında son cihazda üretilecek değil dikkati çekiyor. Bu nedenle, akan NOA bu boşluklar erişmek mümkün olmaz.
Hücre enjeksiyon ve medyası takası için her aygıt kendi izin ve dışı bırak el ile sızdırmazlık önce yumruk ihtiyacı var. Bu delik tekrarlanabilir sigara konumlandırma sonuçlandı. Bağlantı metalik bir iğne açıklıkların, yapıştırma ve atık toplayıcı olarak diğer ucunda plastik su deposu ekleme sağlanır bu yana bu işlemi her aygıtın sınırı. Bu nedenle, delik konumlarını değişen dışında endişe daha karmaşık bir imalat düzeni pahasına değil. Basitleştirmek için ve her aygıt, sabit içinde-let/çıkış-let yerlerde ile özel bir sıvı jig test ve son kullanım standartlaştırmak için tanıtılan (bkz. şekil 8), PIN ve rezervuar eklemek gerek kaldırıyor. Bu nedenle, içinde-let/çıkış-let delik tutarsız pozisyonlar ile bir sorunu sunacak. İki 1.5 mm çapında delik PDMS kalıp ayağı olacak fabrikasyon akrilik şablonu (iletişim kuralı adım 3), birleşmeyle, el ile delikler mikrosıvısal kanalları ucunda gerek kaldırılır. Ayrıca, kendi konumunu sabit ve her aygıt için aynı.
Cihazın sızıntıları yokluğu ile aynı kontrol edilebilir başka bir yerde Yani13 , cihazın floresein de-iyonize su çözeltisi ile besleyerek anlatıldığı gibi yordamı.
İletişim kuralı kritik adımlar Cihazın desenli yarısı imalat sırasında PDMS kalıp CaF2 penceresinin üstünde yerleşimini dikkatle yapılmalıdır. Pencerede temas için izin verilen tek kalıp üzerinde 10 µm yüksek çıkıntılar yapılardır. İstenmeyen bir temas bölgesinin her kalıp yerleştirme adım redone. Şekil 9b kalıp istenmeyen yüzölçümü ile temas pencere nerede yoksul yerleşim örneği gösterirken göstermek için Şekil 9bir kalıp dikkatli yerleştirme pencerenin üzerinde gösterir. Şekil 9 b bir eksik NOA yapısı penceresinde neden olur. (Adım 4.1.3, Şekil 2c) protokolünde bahsedilen küçük kuvars plaka kolayca CaF2 pencere ile temas gelen istenmeyen alan kalıp engeller kalıp yerleştirme yardımcı olur. Böylece bunlar yeterince hafif ve UV17,18şeffaf kuvars plaka ve PDMS kalıp da ince vardır.
Doğru UV maruz kalma doz için yarım kat bulma da imalat süreci için çok önemlidir. NOA yetersiz bir doz ile maruz kaldığında iyileşmemiş NOA, peeling sırasında yapı tanımını kaybına neden olan ve muhtemelen CaF2 yüzey taşan yeniden akışı. Öte yandan, aşırı, NOA NOA yapışkan olmayan bir duruma dönüm, kür içinde bir maruz kalma doz sonuçlarının çok yüksek. Desenli yarım katman üzerinde yapışkan olmayan NOA CaF2 penceresine düz yarım katmandaki bir bağ değil çünkü iki yarısı sonraki bağ acı çeker. İdeal olarak, doğru doz kısa pozlama olmalıdırNOA hala yapışkan durumunu koruyarak yapısı güvenilir bir şekilde çoğaltılmasını sağlayan doz. NOA yapışkanlık artık bağ için mümkün olana zamanla yavaş yavaş azalır olarak doğru pozlama doz belirleme yanı sıra, iki yarım bağ en kısa zamanda, 30 dk içinde yapılmalıdır.
Vakum basın sistem bağ için kullanırken dikkat edilmesi gereken diğer noktalar vardır. (Yani, cihazın sandviç PDMS yaprak ince) uyumluluk katmanları tek tip basınç dağılımı için nispeten düzgün kalınlık üstünde belgili tanımlık aygıt olmalıdır. Bu amaçla, özel yapım bir akrilik jig ile tanımlanmış spacer kalınlık böyle PDMS sayfaları oyuncular için kullanıldı. Uyum sayfaları da özellikle kırılgan CaF2 pencere üzerinde yerel baskı tanıtımı önlemek için temiz olmalıdır.
Varolan yöntemlerine göre yöntemin avantajları İmalat yaklaşımımız plastik cihaz FTIR ölçümleri ile uyumlu üretim gösterdi. Mikro-üretim tekniği boyut özelliği üzerinde iyi kontrol sağladığından, mikrosıvısal kanalları yüksekliğini ulaşılabilir denetime (örneğin, diğer imalat yaklaşımlar ile elde edilebilir daha çok daha hassas plastik çubukları).
Bu iletişim kuralı çok önemli bir avantajı bu plastik bir cihaz ile UV-Vis-IR şeffaf görünümü-liman içinde sonuçları olduğunu; FTIR tüm daha önce gösterdiği mikrosıvısal cihazlarý litografi adım her aygıt10,11,12için gerektiren bir büyük IR şeffaf substrat, üzerine üretildi. Mevcut yaklaşım, fabrikasyon karmaşıklığını ve maliyetini düşürülür sadece Si kalıp üretimi litografi gerektirdiğinden.
Son olarak, bir UV tedavi edilebilir kullanarak reçine (NOA73 içinde bu gösteri) ana plastik gövdeli bir dış sıvı iletim sistemi aygıtına bağlantı yapıştırma veya plastik gövdeli bağlantıları ekleme veya akışkan bir jig için daha fazla hızlı kullanarak kolaylaştırır cihaz üretimi veya kullanımı.
Yöntem gelecekte uygulamaları Olası gelişmeler ve keşfedilmeyi olabilir geliştirme iki en acil ve önemli vardır. İlk olarak, geniş bant optik saydamlık görünümü noktasının FTIR kavraması ile aynı platform üzerinde yüksek çözünürlüklü Floresans mikroskobu öneriyor. Bu kolayca yüksek sayısal diyafram ve yüksek büyütme hedefleri ile çalışma mesafesi gereklerine uymak için CaF2 Windows kalınlığı azaltarak takip edilebilir. İkinci olarak, bu imalat düzeni için daha karmaşık sıvı düzenler izin verebilirsiniz. Birden fazla gözlem odaları ve onları karıştırıcılar ve sorters, gibi bağlayan işlevsel öğeler onların geometri windows altında açık boşlukları tanımlar sürece uygulanabilirler.

Fourier Transform Infrared Spectro-mikroskobu (FTIR) kapsamlı bir örnek ayrıntılı kimyasal bilgi sağlamak için bir etiket içermeyen ve non-invaziv görüntüleme tekniği kullanılmıştır. Bu biyolojik örnekleri, örnek soğurma spektrumu onun kimyasal bileşimi1 içsel parmak taşıyan bu yana hazırlık en az miktarda kimya okumak için biyokimyasal bilgilerini çıkarma sağlar , 2. son zamanlarda, FTIR giderek canlı biyolojik örnekleri, örneğin, hücreleri3çalışma uygulandı. Ancak, çoğu durumda Canlı hücreler için orta su IR orta bölgede güçlü bir Absorbans gösterir. Hatta ince bir tabaka varlığını tamamen önemli yapısal bilgiler örneklerin aşabilir.
Uzun yıllar boyunca, ortak yaklaşım düzeltmeye veya tamamen su emme sinyal spektrumda dışlamak için örnekleri kurutma. Ancak, bu yaklaşım canlı hücreler, gerçek zamanlı ölçümler için değişikliği onların kimyasal bileşimi ve zamanla hücresel süreçler çalışması için gerekli olan izin vermez. Az 10 µm4IR kiriş orta toplam optik yol uzunluğunu sınırlamak için güvenilir soğurma spektrumları canlı biyolojik örneklerinden elde etmenin bir yolu var.
Yaşam köklü bir yaklaşımda hücre deneyleri yapılmış çok çok zayıflatılmış toplam yansıma (ATR)-bağımsız Sulu orta kalın bir katman içinde sürekli olabilir hücreleri sağlayan örnek kalınlığı ölçümleri sağlayan FTIR görüntüleme. Ancak, penetrasyon fani dalgasının küçük derinliği ölçümleri örnekleri için yalnızca ilk birkaç mikron ATR kristal5yüzeyinden kısıtlar.
Alternatif olarak, su emme sınırlama genellikle iki büyük gruba ayrılır çeşitli mikrosıvısal sistemleri ortaya çıkması ile hile: açık kanal (nerede bir sıvı yüzeylerin maruz atmosfer) ve kapalı Kanal (nerede iki IR şeffaf pencere ayırıcı tarafından tanımlanmış kalınlığı ile ayrılır).
Loutherback ve ark. uzun vadeli sürekli IR ölçümleri için 7 gün6canlı hücrelerin sağlayan bir açık-kanal membran aygıt geliştirdi. Yöntem Orta hücre yüzeyinden buharlaşma önlemek için ortamda yüksek nem gerektirir. Sistem en iyi epitel dokular, deri, akciğer ve gözleri veya mikrobiyal biyofilmler7gibi hava-sıvı arabirimleri, doğal olarak yetiştiği hücreleri ile çalışır.
Kapalı-kanal yapılandırma bir Tekdüzen, ince tabaka hücreleri kendi sulu ortamda nerede tutulur iki paralel IR saydam pencereler arasında yaratmayı amaçlamaktadır. Bu boşluğu kalınlığı doygunluk su emme sinyaldir böyle olduğunu. Su arka plan sonra doğru örnek spectra elde etmek için düşülen. Kapalı-kanal yöntemlerin çoğu Demontabl sıvı odası3,8,9formu iki pencere ayıran plastik çıta kullanmaktadır. Bu yöntemin bir avantajı microfabrication gerektirmez olduğunu; Ancak, daha karmaşık bir ölçüm odası - ve çıkış - let kanalları ile daha ince çıta gerçekleştirmek son derece zor yapılardır. Mekanik kilitleme üzerinde güven nedeniyle IR ölçümleri arasında yol uzunluğu tekrarlanabilirlik ile ilgili bir sorun vardır. Daha güvenilir bir spektrum edinme için aralığı daha kesin bir denetim sağlamak için optik litografi yöntemleri için desen fotorezist spacer9,10 tanımlamak için IR substrat üzerine uygulanmıştır , 11 , 12. bu boşluk ekleyici tanımlanması için daha karmaşık yapılar sağlar rağmen yöntem her yüzey üzerinde desen üretmek için bir microfabrication tesis erişmesi gereken.
Bu yazıda, biz mal imalat azaltmak için amaç ve microfabrication tesis erişme gereksinimi ile basit imalat tekniği IR uyumlu mikrosıvısal aygıtının, mevcut. Yöntem burada yumuşak litografi bilinen kurulan bir işlem (bkz. şekil 1) kullanır sundu. İki kalıpları bu durumda gerekli değildir. Birincil kalıp standart bir UV litografi işlemiyle bir 4-inç silikon gofret yapılır. İkincil kalıp desen Ters polarite silikon birincil kalıp ve sonraki aygıt imalat için Ana kalıp olarak hizmet veren PDMS yapılmış onun yinelemedir.
Cihaz iki ayrı katmanları vardır: ilk katman (hangi sunulan çantayı mikrosıvısal kanal, içinde-/ out bırak ve bir gözlem odası bir CaF2 görüntüleme çerçevesi ile oluşan) mikrosıvısal düzeni ve bir düz yüzey (ile ikinci bir katman ki sadece bir CaF2 viewport oluşur).
Burada bir UV tedavi edilebilir optik yapıştırıcı, Norland optik yapıştırıcı 73 (NOA73, bundan böyle NOA kısaltılır), cihazın plastik ana gövdesini oluşturur için kullanılır. Bu optik yapıştırıcı kullanmanın bir çok avantajı vardır: düşük üretim maliyeti, dış sistemleri, iyi optik şeffaflık, düşük viskozite ve en önemlisi, Biyouyumluluk13bağlantı kolaylığı. CaF2 Biyouyumluluk ve mükemmel IR-saydamlık14nedeniyle görüntüleme çerçevesi olarak uygun bir seçim var.
Bu yeni yaklaşım ile bir microfabrication tesise erişim kesinlikle sadece birincil kalıp imalatı için gereklidir. Sonraki imalat işlemleri plastik mikrosıvısal aygıt için bir UV-aydınlatma kaynağı ile donatılmış herhangi bir laboratuvar yapılabilir.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="856">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:291px;">Chemical</td>
			<td style="width:212px;"></td>
			<td style="width:112px;"></td>
			<td style="width:243px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:291px;">Trichloro(1H,1H,2H,2H-perfluorooctyl)silane 97%</td>
			<td style="width:212px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:112px;">448931-10G</td>
			<td style="width:243px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:291px;">Sylgard 184 Silicone Elastomer Kit</td>
			<td style="width:212px;">Dow Corning</td>
			<td style="width:112px;"></td>
			<td style="width:243px;">Polydimethylsiloxane or in short, PDMS</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:291px;">Norland Optical Adhesive 73</td>
			<td style="width:212px;">Norland Products Inc.</td>
			<td style="width:112px;">7304</td>
			<td style="width:243px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:291px;">SU8 3010 photoresist</td>
			<td style="width:212px;">MicroChem</td>
			<td style="width:112px;">Y311060</td>
			<td style="width:243px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:291px;">SU8 developer</td>
			<td style="width:212px;">MicroChem</td>
			<td style="width:112px;">Y020100</td>
			<td style="width:243px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:291px;">Material</td>
			<td style="width:212px;"></td>
			<td style="width:112px;"></td>
			<td style="width:243px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:291px;">Silicon wafer, 4 inch, prime grade</td>
			<td style="width:212px;">Bonda Technology Pte Ltd</td>
			<td style="width:112px;"></td>
			<td style="width:243px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:291px;">CaF2 IR-grade windows</td>
			<td style="width:212px;">Crystran, UK</td>
			<td style="width:112px;">CAFP10-1</td>
			<td style="width:243px;">10 mm diameter, 1 mm thickness</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:291px;">Acrylic templates</td>
			<td style="width:212px;"></td>
			<td style="width:112px;"></td>
			<td style="width:243px;">Custom made</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:291px;">Equipment</td>
			<td style="width:212px;"></td>
			<td style="width:112px;"></td>
			<td style="width:243px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:291px;">UV-KUB 2 (UV LED exposure system)</td>
			<td style="width:212px;">KLOE</td>
			<td style="width:112px;"></td>
			<td style="width:243px;">Emission spectrum 365nm &#177; 5nm</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:291px;">Newport UV lamp</td>
			<td style="width:212px;">Newport</td>
			<td style="width:112px;">Model 66902</td>
			<td style="width:243px;">50-500 Watt Hg arc lamp</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:291px;">CEE Spin coater</td>
			<td style="width:212px;">Brewer Science</td>
			<td style="width:112px;">Model 200x</td>
			<td style="width:243px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:291px;">MJB4 mask aligner</td>
			<td style="width:212px;">SUSS MicroTec</td>
			<td style="width:112px;"></td>
			<td style="width:243px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:291px;">Precision digital hot plate</td>
			<td style="width:212px;">Harry Gestigkeit GmbH</td>
			<td style="width:112px;">2860SR</td>
			<td style="width:243px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:291px;">Plasma Surface Technology</td>
			<td style="width:212px;">Diener Electronic GmbH + Co. KG</td>
			<td style="width:112px;"></td>
			<td style="width:243px;">For O2 plasma treatment</td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;width:291px;">IDP-3 Dry Scroll Vacuum Pump</td>
			<td style="width:212px;">Agilent Technologies</td>
			<td></td>
			<td>ultimate pressure 3.3 x 10-1 mbar</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:291px;">Bruker IFS 66v/s FTIR Spectrometer</td>
			<td style="width:212px;">Bruker</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

soft lithographic procedure for producing plastic microfluidic devices with view-ports transparent to visible and infrared light

Kızılötesi (IR) spectro-mikroskobu yaşayan biyolojik örneklerin uygun mikrosıvısal aygıtları eksikliği ve su emme IR orta aralıktaki tarafından engel oluyor. Burada, plastik mikrosıvısal cihazları imalatı için bir protokol gösterdi, nerede yumuşak tekniğinde teknikleri şeffaf kalsiyum florür (CaF2) görünümü-ports gözlem chamber(s) ile bağlantılı olarak gömmek için kullanılır. Bu yöntem nereye polydimethylsiloxane (PDMS) kalıp standart tekniğinde işlemleri yoluyla üretilen ve sonra plastik bir cihaz üretmek için şablon olarak kullanılacak bir yineleme döküm yaklaşım, dayanır. Plastik Cihaz özellikleri ultraviyole/görünür/kızılötesi (UV/Vis/IR) - şeffaf pencere ile doğrudan gözlem için izin vermek için CaF2 görünür hale ve IR ışık. Önerilen yöntem avantajları şunlardır: plastik vücuda esneklik tasarım, bir temiz oda mikro-üretim tesisi, birden çok görünüm-bağlantı noktaları, kolay ve çok yönlü bağlantınız için bir dış pompalama sistemi erişmek için sınırlı bir ihtiyaç Örneğin , açık/kapalı kanal yapılandırma ve nanoporous membran gibi gelişmiş özellikler eklemek olanağı.

Şekil 6 , yepyeni bir CaF2 penceresinin cihaz ve tam aygıt desenli yarısı geçirgenliği spectra sunar. Tüm üç spectra geçirgenliği % 80'den daha büyük ile orta IR mükemmel şeffaflık sergi. Kesişim deseni tam aygıt (sarı eğrideki rakam) spektrum görünür iki pencere arasında 9-10 µm yelpazesi içinde hava boşluğu nedeniyle oluşur. Burada sunulan imalat yaklaşım CaF2 orta IR aralıktaki saydamlığını değiştirmez bu spectra göstermektedir.
Şekil 7 bir iyi bir çoğaltma örneği NOA PDMS ikincil kalıp mikrosıvısal lay-out ile gösterilir. Sonra kısmen UV tedavi CaF2 penceresinin üstünde yapısı nedeniyle PDMS kalıp NOA katmandan temiz peeling biçimi uygun. Hiçbir NOA kalıp veya kalıp çıkıntılar temas pencere yüzeyinde kalmalıdır. Kalıp sıkışmış herhangi bir NOA NOA yapısı sızıntıları final aygıt akış deneyler sırasında neden olacak penceresinde eksik içine çevirir. Buna ek olarak, iki parçayı iyi mühürleme elde etmek için NOA hala yarım katmanları UV Işınlarına maruz kalma sonra yapışkan olmalıdır. Yapışkan olmayan ise NOA aşırı tedavi olur. Maruz kalma doz böyle sonuç elde etmek için optimize edilmelidir.
Şekil 7 b bunun yerine, NOA CaF2 pencere üzerinde desen düzgün tanımlanmamış nerede başarısız çoğaltma gösterir. Çoğunlukla yetersiz UV maruz kalma doz tarafından Yani, neden olduğu altında-kür NOA. Bu gibi durumlarda, NOA hala bir kısmı için PDMS kalıp sopa neden biraz ıslak oluyor. Düz-se bile belgili tanımlık doğru pozlama doz verilen NOA hala PDMS kalıp bagli, ancak, bu silane kaplama (Yani, Anti-sopa katman) olmanın bir semptom olabilir zaman içinde bozulmuş. PDMS yumuşak bir kalıp olduğundan, bu kadar uzun ömürlü silikon birincil kalıp olarak değil. Kullanan bir dizi sonra değiştirilmesi gerekir.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55884/55884fig1.jpg"> 
Şekil 1: Plastik mikrosıvısal cihazların imalat süreci: (a-e) İmalat işleminin şematik. (f) ve onun kesit şematik resim gerçek bir aygıt. <a href="//ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55884/55884fig1large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55884/55884fig2.jpg"> 
Resim 2: Photomask, silikon birincil kalıp ve PDMS ikincil kalıp silikon kalıp çoğaltılan bakış: (bir) Photomask ile parlak alanın polarizasyon (sol üst); Lay-out photomask (sağda) şeklinde oluşan: izin ve 2 mm çap (1 ve 2) ve aralarında 300 µm genişliği (3), Kanal 3 cm mesafe ile dışarı izin iki başvuru chambers ile 5.5 mm (4) 0,75 mm boyut x, 5 x 2.5 mm boyutu () ile orta odası 5), kırınım Izgaralar olarak görsel bir kılavuz çizgileri 10 µm geniş ve 20 µm boşluğu (6); Zum lay-out kırınım ızgara (sol altta) gösterilen orta odası. (b) desenli silikon birincil kalıp resmini SU-8 fotorezist tanımlı. (c) resim PDMS ikincil kalıp ile Ters polarite birincil kalıp ile ilgili. <a href="//ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55884/55884fig2large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55884/55884fig3.jpg"> 
Şekil 3: Cihaz imalat kolaylaştırmak şablon oluşturma araçları hazır: (bir) Akrilik şablon: gerçek şablonu (üst) ve onun kesitsel şematik (altta). Akrilik şablonun kopyası (b) PDMS: gerçek yineleme (üst) ve onun kesitsel şematik (altta). <a href="//ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55884/55884fig3large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55884/55884fig4.jpg"> 
Şekil 4: İşlem akışı cihazın desenli yarısı imalatı için: (bir) yer PDMS şablonu düz bir yüzeye. Burada, biz soda kireç cam kullanılır. (b)2 yerleştirilir CaF PDMS fiş üzerine yoğunlaştı. (c-d) PDMS kalıp yüz aşağı doğru CaF2 pencerenin ortasına hizalanmış sıvı odası ile yerleştirilir. Tüm öğeleri iyi temas halinde ve uyumlu olun. (e-f) NOA döküm içinde izin ve yavaş yavaş boşluğu doldurmak izin ile. (g) NOA UV ışık altında teşhir ederek tedavi edildi. Maruz kalma doz kullanılan UV kaynağı enerji bağlı olarak değişebilir. (h) dikkatle soyma PDMS kalıp ve şablon tedavi NOA serbest bırakmak için. (Ben) tamamlandı aygıt katmanla NOA mikrosıvısal yapıları. <a href="//ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55884/55884fig4large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55884/55884fig5.jpg"> 
Şekil 5 : Tam bir aygıt oluşturmak için aygıt iki yarısı basarak için vakum basın Kurulum: (bir) PDMS dairesel disk (8 mm çapı) ve PDMS dikdörtgen (4 x 2, 5 cm) ile önceden kesilmiş açıklıklar. Her ikisi de bir 1 mm kalınlığında PDMS sac kesilir. (b) basarak önce katman yığınının genel bakış. (c) vakum basına bakış. <a href="//ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55884/55884fig5large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55884/55884fig6.jpg"> 
Şekil 6 : Orta-kızılötesi t çıplak bir CaF'ın bir ransmittance spectra 2 pencere (kırmızı), bir cihazın yarısı desenli (mavi) ve tam aygıt (sarı). Tüm üç spectra geçirgenliği 80 büyük ile orta IR mükemmel şeffaflık sergi% <a href="//ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55884/55884fig6large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55884/55884fig7.jpg"> 
Şekil 7: Cihazın yarısı desenli: (bir) NOA düzgün biçimli mikrosıvısal yapısında örneği. Karanlık alanı penceresinde açıkça Orta Odası, iki referans odaları ve kanalları gösteren iyi tanımlanmış bir yapı gösterir. (b) undercuring nedeniyle bir hatalı biçimlendirilmiş mikrosıvısal yapısında NOA örneği. Kırmızı oklar tarafından belirtildiği şekilde yeniden NOA, akış vardır. Bir başvuru odalarının da (Yeşil ok) eksik. <a href="//ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55884/55884fig7large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 8" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55884/55884fig8.jpg"> 
Şekil 8 : Dış sıvı devreleri için fabrikasyon aygıtı bağlama mikrosıvısal jig. <a href="//ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55884/55884fig8large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 9" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55884/55884fig9.jpg"> 
Şekil 9: PDMS yerleşim kalıp sırasında cihazın desenli yarısı imalatı: (bir) iyi örnek yerleşim CaF2 penceresinde PDMS kalıp. Yalnızca açıkça Orta Odası, iki referans odaları ve (koyu alan tarafından gösterilen) kanalları gösteren PDMS kalıp üzerinde çıkıntı ile temas penceredir. Cihazın etrafında ve Orta Odası ortasındaki kırınım Izgaralar için görsel bir kılavuz PDMS kalıp yerleştirme sırasında içindir. (b) kötü bir yerleşim CaF2 penceresinde PDMS kalıp örneği. Koyu alan da kırmızı oklarla gösterilmiş pencere ile temas halinde olan kalıp, istenmeyen bir alan olduğunu gösterir. <a href="//ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55884/55884fig9large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Soft Lithographic Procedure for Producing Plastic Microfluidic Devices with View-ports Transparent to Visible and Infrared Light at JoVE.com

Soft Lithographic Procedure for Producing Plastic Microfluidic Devices with View-ports Transparent to Visible and Infrared Light

Plastik mikrosıvısal cihazları imalatı için bir protokol ile şeffaf görünümü-liman görünür ve kızılötesi ışık görüntüleme için tanımlanır.

Görünüm-bağlantı noktaları görünür ve kızılötesi ışık şeffaf plastik mikrosıvısal cihazlar üretmek için yumuşak tekniğinde yordamı

Infrared (IR) spectro-microscopy of living biological samples is hampered by the absorption of water in the mid-IR range and by the lack of suitable ...

soft-lithographic-procedure-for-producing-plastic-microfluidic

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Bioengineering

13.0K Görüntüleme.  National University of Singapore. Plastik mikrosıvısal cihazları imalatı için bir protokol ile şeffaf görünümü-liman görünür ve kızılötesi ışık görüntüleme için tanımlanır.

Video: Soft Lithographic Procedure for Producing Plastic Microfluidic Devices with View-ports Transparent to Visible and Infrared Light

Soft Lithographic Functionalization and Patterning Oxide-free Silicon and Germanium

The development of hybrid electronic devices relies in large part on the integration of (bio)organic materials and inorganic semiconductors through a stable interface that permits efficient electron transport and protects underlying substrates from oxidative degradation. Group IV semiconductors can be effectively protected with highly-ordered self-assembled monolayers (SAMs) composed of simple alkyl chains that act as impervious barriers to both organic and aqueous solutions. Simple alkyl SAMs, however, are inert and not amenable to traditional patterning techniques. The motivation for immobilizing organic molecular systems on semiconductors is to impart new functionality to the surface that can provide optical, electronic, and mechanical function, as well as chemical and biological activity. 
Microcontact printing (&mu;CP) is a soft-lithographic technique for patterning SAMs on myriad surfaces.1-9 Despite its simplicity and versatility, the approach has been largely limited to noble metal surfaces and has not been well developed for pattern transfer to technologically important substrates such as oxide-free silicon and germanium. Furthermore, because this technique relies on the ink diffusion to transfer pattern from the elastomer to substrate, the resolution of such traditional printing is essentially limited to near 1 &mu;m.10-16
In contrast to traditional printing, inkless &mu;CP patterning relies on a specific reaction between a surface-immobilized substrate and a stamp-bound catalyst. Because the technique does not rely on diffusive SAM formation, it significantly expands the diversity of patternable surfaces. In addition, the inkless technique obviates the feature size limitations imposed by molecular diffusion, facilitating replication of very small (&lt;200 nm) features.17-23 However, up till now, inkless &mu;CP has been mainly used for patterning relatively disordered molecular systems, which do not protect underlying surfaces from degradation.
Here, we report a simple, reliable high-throughput method for patterning passivated silicon and germanium with reactive organic monolayers and demonstrate selective functionalization of the patterned substrates with both small molecules and proteins. The technique utilizes a preformed NHS-reactive bilayered system on oxide-free silicon and germanium. The NHS moiety is hydrolyzed in a pattern-specific manner with a sulfonic acid-modified acrylate stamp to produce chemically distinct patterns of NHS-activated and free carboxylic acids. A significant limitation to the resolution of many &mu;CP techniques is the use of PDMS material which lacks the mechanical rigidity necessary for high fidelity transfer. To alleviate this limitation we utilized a polyurethane acrylate polymer, a relatively rigid material that can be easily functionalized with different organic moieties. Our patterning approach completely protects both silicon and germanium from chemical oxidation, provides precise control over the shape and size of the patterned features, and gives ready access to chemically discriminated patterns that can be further functionalized with both organic and biological molecules. The approach is general and applicable to other technologically-relevant surfaces.

Here we describe a simple method for patterning oxide-free silicon and germanium with reactive organic monolayers and demonstrate functionalization of the patterned substrates with small molecules and proteins. The approach completely protects surfaces from chemical oxidation, provides precise control over feature morphology, and provides ready access to chemically discriminated patterns.

Yumuşak Litografik işlevsellik ve Desenlendirme Oksit Silisyum ve germanyum

The development of hybrid electronic devices relies in large part on the integration of (bio)organic materials and inorganic semiconductors through a ...

Biyomühendislik

Simple Microfluidic Devices for in vivo Imaging of C. elegans, Drosophila and Zebrafish

Micro fabricated fluidic devices provide an accessible micro-environment for in vivo studies on small organisms. Simple fabrication processes are available for microfluidic devices using soft lithography techniques 1-3. Microfluidic devices have been used for sub-cellular imaging 4,5, in vivo laser microsurgery 2,6 and cellular imaging 4,7. In vivo imaging requires immobilization of organisms. This has been achieved using suction 5,8, tapered channels 6,7,9, deformable membranes 2-4,10, suction with additional cooling 5, anesthetic gas 11, temperature sensitive gels 12, cyanoacrylate glue 13 and anesthetics such as levamisole 14,15. Commonly used anesthetics influence synaptic transmission 16,17 and are known to have detrimental effects on sub-cellular neuronal transport 4. In this study we demonstrate a membrane based poly-dimethyl-siloxane (PDMS) device that allows anesthetic free immobilization of intact genetic model organisms such as Caenorhabditis elegans (C. elegans), Drosophila larvae and zebrafish larvae. These model organisms are suitable for in vivo studies in microfluidic devices because of their small diameters and optically transparent or translucent bodies. Body diameters range from ~10 &mu;m to ~800 &mu;m for early larval stages of C. elegans and zebrafish larvae and require microfluidic devices of different sizes to achieve complete immobilization for high resolution time-lapse imaging. These organisms are immobilized using pressure applied by compressed nitrogen gas through a liquid column and imaged using an inverted microscope. Animals released from the trap return to normal locomotion within 10 min.
We demonstrate four applications of time-lapse imaging in C. elegans namely, imaging mitochondrial transport in neurons, pre-synaptic vesicle transport in a transport-defective mutant, glutamate receptor transport and Q neuroblast cell division. Data obtained from such movies show that microfluidic immobilization is a useful and accurate means of acquiring in vivo data of cellular and sub-cellular events when compared to anesthetized animals (Figure 1J and 3C-F 4).
Device dimensions were altered to allow time-lapse imaging of different stages of C. elegans, first instar Drosophila larvae and zebrafish larvae. Transport of vesicles marked with synaptotagmin tagged with GFP (syt.eGFP) in sensory neurons shows directed motion of synaptic vesicle markers expressed in cholinergic sensory neurons in intact first instar Drosophila larvae. A similar device has been used to carry out time-lapse imaging of heartbeat in ~30 hr post fertilization (hpf) zebrafish larvae. These data show that the simple devices we have developed can be applied to a variety of model systems to study several cell biological and developmental phenomena in vivo.

Simple Microfluidic Devices for in vivo Imaging of C. elegans, Drosophila and Zebrafish

A simple microfluidic device has been developed to perform anesthetic free in vivo imaging of C. elegans, intact Drosophila larvae and zebrafish larvae. The device utilizes a deformable PDMS membrane to immobilize these model organisms in order to perform time lapse imaging of numerous processes such as heart beat, cell division and sub-cellular neuronal transport. We demonstrate the use of this device and show examples of different types of data collected from different model systems.

Için basit Mikroakışkan Cihazlar<em&gt; In vivo</emVe&gt; Görüntüleme<em&gt; C. elegans</em&gt;,<em&gt; Drosophila</em&gt; Ve Zebra balığı

Micro fabricated fluidic devices provide an accessible micro-environment for in vivo studies on small organisms. Simple fabrication processes are ...

Layer-by-layer Collagen Deposition in Microfluidic Devices for Microtissue Stabilization

Although microfluidics provides exquisite control of the cellular microenvironment, culturing cells within microfluidic devices can be challenging. 3D culture of cells in collagen type I gels helps to stabilize cell morphology and function, which is necessary for creating microfluidic tissue models in microdevices. Translating traditional 3D culture techniques for tissue culture plates to microfluidic devices is often difficult because of the limited channel dimensions. In this method, we describe a technique for modifying native type I collagen to generate polycationic and polyanionic collagen solutions that can be used with layer-by-layer deposition to create ultrathin collagen assemblies on top of cells cultured in microfluidic devices. These thin collagen layers stabilize cell morphology and function, as shown using primary hepatocytes as an example cell, allowing for the long term culture of microtissues in microfluidic devices.

The creation of functional microtissues within microfluidic devices requires the stabilization of cell phenotypes by adapting traditional cell culture techniques to the limited spatial dimensions in microdevices. Modification of collagen allows the layer-by-layer deposition of ultrathin collagen assemblies that can stabilize primary cells, such as hepatocytes, as microfluidic tissue models.

Microtissue Sabitleme için mikroakışkan Cihazlar Katman-katman Kolajen Biriktirme

Although microfluidics provides exquisite control of the cellular microenvironment, culturing cells within microfluidic devices can be challenging. 3D ...

Using Adhesive Patterning to Construct 3D Paper Microfluidic Devices

We demonstrate the use of patterned aerosol adhesives to construct both planar and nonplanar 3D paper microfluidic devices. By spraying an aerosol adhesive through a metal stencil, the overall amount of adhesive used in assembling paper microfluidic devices can be significantly reduced. We show on a simple 4-layer planar paper microfluidic device that the optimal adhesive application technique and device construction style depends heavily on desired performance characteristics. By moderately increasing the overall area of a device, it is possible to dramatically decrease the wicking time and increase device success rates while also reducing the amount of adhesive required to keep the device together. Such adhesive application also causes the adhesive to form semi-permanent bonds instead of permanent bonds between paper layers, enabling single-use devices to be non-destructively disassembled after use. Nonplanar 3D origami devices also benefit from the semi-permanent bonds during folding, as it reduces the likelihood that unrelated faces may accidently stick together. Like planar devices, nonplanar structures see reduced wicking times with patterned adhesive application vs uniformly applied adhesive.

We demonstrate the use of patterned aerosol adhesives to construct 3D paper microfluidic devices. This method of adhesive application forms semi-permanent bonds between layers, enabling single-use devices to be non-destructively disassembled after use and to ease folding complex nonplanar structures.

3D Kağıt mikroakışkan Cihazlar Construct Yapışkan Desenlendirme kullanma

We demonstrate the use of patterned aerosol adhesives to construct both planar and nonplanar 3D paper microfluidic devices. By spraying an aerosol ...

Fully Automated Centrifugal Microfluidic Device for Ultrasensitive Protein Detection from Whole Blood

Enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) is a promising method to detect small amount of proteins in biological samples. The devices providing a platform for reduced sample volume and assay time as well as full automation are required for potential use in point-of-care-diagnostics. Recently, we have demonstrated ultrasensitive detection of serum proteins, C-reactive protein (CRP) and cardiac troponin I (cTnI), utilizing a lab-on-a-disc composed of TiO2 nanofibrous (NF) mats. It showed a large dynamic range with femto molar (fM) detection sensitivity, from a small volume of whole blood in 30 min. The device consists of several components for blood separation, metering, mixing, and washing that are automated for improved sensitivity from low sample volumes. Here, in the video demonstration, we show the experimental protocols and know-how for the fabrication of NFs as well as the disc, their integration and the operation in the following order: processes for preparing TiO2 NF mat; transfer-printing of TiO2 NF mat onto the disc; surface modification for immune-reactions, disc assembly and operation; on-disc detection and representative results for immunoassay. Use of this device enables multiplexed analysis with minimal consumption of samples and reagents. Given the advantages, the device should find use in a wide variety of applications, and prove beneficial in facilitating the analysis of low abundant proteins.

This protocol demonstrates how to achieve femto molar detection sensitivity of proteins in 10 &#181;L of whole blood within 30 min. This can be achieved by using electrospun nanofibrous mats integrated in a lab-on-a-disc, which offers high surface area as well as effective mixing and washing for enhanced signal-to-noise ratio.

Tüm Blood adlı ultrasensitive Protein Algılama için Tam Otomatik Santrifüj mikroakışkan Cihazı

Enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) is a promising method to detect small amount of proteins in biological samples. The devices providing a platform ...

Multi-step Variable Height Photolithography for Valved Multilayer Microfluidic Devices

Microfluidic systems have enabled powerful new approaches to high-throughput biochemical and biological analysis. However, there remains a barrier to entry for non-specialists who would benefit greatly from the ability to develop their own microfluidic devices to address research questions. Particularly lacking has been the open dissemination of protocols related to photolithography, a key step in the development of a replica mold for the manufacture of polydimethylsiloxane (PDMS) devices. While the fabrication of single height silicon masters has been explored extensively in literature, fabrication steps for more complicated photolithography features necessary for many interesting device functionalities (such as feature rounding to make valve structures, multi-height single-mold patterning, or high aspect ratio definition) are often not explicitly outlined. 
Here, we provide a complete protocol for making multilayer microfluidic devices with valves and complex multi-height geometries, tunable for any application. These fabrication procedures are presented in the context of a microfluidic hydrogel bead synthesizer and demonstrate the production of droplets containing polyethylene glycol (PEG diacrylate) and a photoinitiator that can be polymerized into solid beads. This protocol and accompanying discussion provide a foundation of design principles and fabrication methods that enables development of a wide variety of microfluidic devices. The details included here should allow non-specialists to design and fabricate novel devices, thereby bringing a host of recently developed technologies to their most exciting applications in biological laboratories.

Multilayer microfluidic devices often involve the fabrication of master molds with complex geometries for functionality. This article presents a complete protocol for multi-step photolithography with valves and variable height features tunable to any application. As a demonstration, we fabricate a microfluidic droplet generator capable of producing hydrogel beads.

Ventilli Katmanlı mikroakışkan Cihazlar için çok adımlı Değişken Yükseklik Fotolitografi

Microfluidic systems have enabled powerful new approaches to high-throughput biochemical and biological analysis. However, there remains a barrier to ...

Fabrication of Three-dimensional Paper-based Microfluidic Devices for Immunoassays

Paper wicks fluids autonomously due to capillary action. By patterning paper with hydrophobic barriers, the transport of fluids can be controlled and directed within a layer of paper. Moreover, stacking multiple layers of patterned paper creates sophisticated three-dimensional microfluidic networks that can support the development of analytical and bioanalytical assays. Paper-based microfluidic devices are inexpensive, portable, easy to use, and require no external equipment to operate. As a result, they hold great promise as a platform for point-of-care diagnostics. In order to properly evaluate the utility and analytical performance of paper-based devices, suitable methods must be developed to ensure their manufacture is reproducible and at a scale that is appropriate for laboratory settings. In this manuscript, a method to fabricate a general device architecture that can be used for paper-based immunoassays is described. We use a form of additive manufacturing (multi-layer lamination) to prepare devices that comprise multiple layers of patterned paper and patterned adhesive. In addition to demonstrating the proper use of these three-dimensional paper-based microfluidic devices with an immunoassay for human chorionic gonadotropin (hCG), errors in the manufacturing process that may result in device failures are discussed. We expect this approach to manufacturing paper-based devices will find broad utility in the development of analytical applications designed specifically for limited-resource settings.

We detail a method to fabricate three-dimensional paper-based microfluidic devices for use in the development of immunoassays. Our approach to device assembly is a type of multilayer, additive manufacturing. We demonstrate a sandwich immunoassay to provide representative results for these types of paper-based devices.

İmmüno için üç boyutlu Paper-based mikroakışkan Cihazlar İmalat

Paper wicks fluids autonomously due to capillary action. By patterning paper with hydrophobic barriers, the transport of fluids can be controlled and ...

Microfluidic Bioprinting for Engineering Vascularized Tissues and Organoids

Engineering vascularized tissue constructs and organoids has been historically challenging. Here we describe a novel method based on microfluidic bioprinting to generate a scaffold with multilayer interlacing hydrogel microfibers. To achieve smooth bioprinting, a core-sheath microfluidic printhead containing a composite bioink formulation extruded from the core flow and the crosslinking solution carried by the sheath flow, was designed and fitted onto the bioprinter. By blending gelatin methacryloyl (GelMA) with alginate, a polysaccharide that undergoes instantaneous ionic crosslinking in the presence of select divalent ions, followed by a secondary photocrosslinking of the GelMA component to achieve permanent stabilization, a microfibrous scaffold could be obtained using this bioprinting strategy. Importantly, the endothelial cells encapsulated inside the bioprinted microfibers can form the lumen-like structures resembling the vasculature over the course of culture for 16 days. The endothelialized microfibrous scaffold may be further used as a vascular bed to construct a vascularized tissue through subsequent seeding of the secondary cell type into the interstitial space of the microfibers. Microfluidic bioprinting provides a generalized strategy in convenient engineering of vascularized tissues at high fidelity.

We provide a generalized protocol based on a microfluidic bioprinting strategy for engineering a microfibrous vascular bed, where a secondary cell type could be further seeded into the interstitial space of this microfibrous structure to generate vascularized tissues and organoids.

Mikrosıvısal Bioprinting mühendisliği için doku ve Organoids skarların

Engineering vascularized tissue constructs and organoids has been historically challenging. Here we describe a novel method based on microfluidic ...

Rapid Fabrication of Custom Microfluidic Devices for Research and Educational Applications

Microfluidic devices allow for the manipulation of fluids, particles, cells, micro-sized organs or organisms in channels ranging from the nano to submillimeter scales. A rapid increase in the use of this technology in the biological sciences has prompted a need for methods that are accessible to a wide range of research groups. Current fabrication standards, such as PDMS bonding, require expensive and time consuming lithographic and bonding techniques. A viable alternative is the use of equipment and materials that are easily affordable, require minimal expertise and allow for the rapid iteration of designs. In this work we describe a protocol for designing and producing PET-laminates (PETLs), microfluidic devices that are inexpensive, easy to fabricate, and consume significantly less time to generate than other approaches to microfluidics technology. They consist of thermally bonded film sheets, in which channels and other features are defined using a craft cutter. PETLs solve field-specific technical challenges while dramatically reducing obstacles to adoption. This approach facilitates the accessibility of microfluidics devices in both research and educational settings, providing a reliable platform for new methods of inquiry.

Here we present a protocol to design and fabricate custom microfluidic devices with minimal financial and time investment. The aim is to facilitate the adoption of microfluidic technologies in biomedical research laboratories and educational settings.

Araştırma ve Eğitim Uygulamaları için Özel Mikroakışkan Cihazların Hızlı İmalatı

Microfluidic devices allow for the manipulation of fluids, particles, cells, micro-sized organs or organisms in channels ranging from the nano to ...

Bioinspired Soft Robot with Incorporated Microelectrodes

Bioinspired soft robotic systems that mimic living organisms using engineered muscle tissue and biomaterials are revolutionizing the current biorobotics paradigm, especially in biomedical research. Recreating artificial life-like actuation dynamics is crucial for a soft-robotic system. However, the precise control and tuning of actuation behavior still represents one of the main challenges of modern soft robotic systems. This method describes a low-cost, highly scalable, and easy-to-use procedure to fabricate an electrically controllable soft robot with life-like movements that is activated and controlled by the contraction of cardiac muscle tissue on a micropatterned sting ray-like hydrogel scaffold. The use of soft photolithography methods makes it possible to successfully integrate multiple components in the soft robotic system, including micropatterned hydrogel-based scaffolds with carbon nanotubes (CNTs) embedded gelatin methacryloyl (CNT-GelMA), poly(ethylene glycol) diacrylate (PEGDA), flexible gold (Au) microelectrodes, and cardiac muscle tissue. In particular, the hydrogels alignment and micropattern are designed to mimic the muscle and cartilage structure of the sting ray. The electrically conductive CNT-GelMA hydrogel acts as a cell scaffold that improves the maturation and contraction behavior of cardiomyocytes, while the mechanically robust PEGDA hydrogel provides structural cartilage-like support to the whole soft robot. To overcome the hard and brittle nature of metal-based microelectrodes, we designed a serpentine pattern that has high flexibility and can avoid hampering the beating dynamics of cardiomyocytes. The incorporated flexible Au microelectrodes provide electrical stimulation across the soft robot, making it easier to control the contraction behavior of cardiac tissue.

A bioinspired scaffold is fabricated by a soft photolithography technique using mechanically robust and electrically conductive hydrogels. The micropatterned hydrogels provide directional cardiomyocyte cell alignment, resulting in a tailored direction of actuation. Flexible microelectrodes are also integrated into the scaffold to bring electrical controllability for a self-actuating cardiac tissue.

Anonim Mikroelektrotlu Bioinspired Yumuşak Robot

Bioinspired soft robotic systems that mimic living organisms using engineered muscle tissue and biomaterials are revolutionizing the current biorobotics ...