Bu araştırma KAKENHI (20800048, 23700543) tarafından desteklenmiştir.

1. gravür Pins (Şekil 2A)
<ol><li>Aseton daldırma tarafından dikdörtgen pimleri ısıtınız.</li>
	<li>Pimleri 4 mL % 10 nitrik asit çeker tarafından passivate, o zaman belgili tanımlık eriyik vasıl 65 ° C fırında 30 dk için ısı.</li>
	<li>İğne deiyonize su kalıntı asit kaldırmak ve bir kağıt havlu ile kurulayın 5 min için solüsyon içeren temizleyicide. Pim kalıp yayın aracı 2 h.Sonicate için 0.5 ml deiyonize su 5 min için iğne batırmak.</li>
	<li>Bir gravür çanak (Şekil 2C) imal.<ol>
<li>Çizmek veya iki paralel çizgiler ile 4 mm farkı bir cetvel kullanarak bir cam slayt üzerinde kazımak.</li>
		<li>Kimyasal dayanıklı ve düşük viskozite yapıştırıcı coverglasses kesilmiş bir yüzey iki dikdörtgen için geçerlidir.</li>
		<li>İki kesim coverglasses, 4 mm boşluk cam slaytta bond. Paralel çizgi bir kılavuz olarak kullanın.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Silikon yapıştırıcı gravür çanak üzerinde iki satır dağıtmak ( Şekil 2C konumu ve kontur büyüklüğü için bakınız). Not: (STL modeli dosya tamamlayıcı bir malzeme olarak bulunur) 3D baskılı şablonu kolayca ve doğru bir şekilde çizgiler çizmek yardımcı olacaktır.</li>
	<li>Pimleri gravür çanak üzerinde koymak, böylece onların düz ucundaki 2 mm uzunluğundaki ipuçları yapışkanlı çizgi deseni daldırılır. Tekrar pimleri tamamen kaplı emin olmak için ve bir kontur çizmek için yapıştırıcı dağıtmak. 38 ° C'ye ısıtılmış bir oksijen fermenterler gravür çanak transfer Gecede yapıştırıcı tedavisi için bekleyin.</li>
	<li>5.0 M hidroklorik asit yavaş yavaş bir cam şişe 0.2 ml 0,2 mL 0.5 M nitrik asit ekleyin. Dikkat: Çok aşındırıcı ve potansiyel olarak patlayıcı karışımı, Aqua regia olarak da bilinir. Asit geçirmez lastik eldiven ve koruyucu gözlük ve çok asitler ele alırken dikkatli olun. Asla çözüm saklamayın. Nitrik asit, onun saldırganlık azaltmak için mümkün olduğunca azaltmak.</li>
	<li>65 ° C'ye ısıtılmış bir Pinar gravür çanak koymak Pim ele geçen bölgede 0.4 mL asit karışımı dökün. 10 dakika bekleyin ve asit bir ölçek için transfer.</li>
	<li>5 mL 0, 8 M sodyum bikarbonat çözeltisi ile pim bölge kazınmış deiyonize suyla da dahil olmak üzere tüm kalan asit nötralize.</li>
	<li>Pimleri gravür çanak pimleri boyuna cımbızla çekerek çıkarın. İğne deiyonize su 5 min 5 min için aseton sonication ardından için solüsyon içeren temizleyicide.</li>
	<li>Adım 1.2 olduğu gibi bu pimlerden hiçbirinin kazınmış bölge passivate.</li>
	<li>Bir dürbün ağı Dükkanı mikroskop ile kazınmış pimleri genişliğini kontrol edin. Böylece kazınmış bölgesinin genişliği 0.2 ± 1.7 içinde açıklanan gravür süreyi ayarlamak 0,02 mm.</li>
	<li>Pimleri 5 ml % 70 etanol de içeren bir cam şişe aktarın. Laminer kukuIeta şişeyi getir. İğne şişe dışarı almak ve onları kuru izin.</li>
</ol>2. rezervuar ve Pins bir alan ile silikon levha imalatı.
<ol><li>Pimleri ve sabit bir duvardan bir alan için bir kalıp tipik tekniğinde işlemler tarafından imal.<ol>
<li>Kat degreased cam kaymak ile 1000 devir / dakikada bir spin coater kullanarak negatif epoksi fotorezist 1 mL. 15 dk. tekrar 95 ° C sıcak tabakta fotorezist bu adım bir kez kuru.</li>
		<li>Kat üçüncü tabakası ile kaplı fotorezist cam slayt üzerinde 2.000 devirde fotorezist aynı spin. Fotorezist 30 dk için 95 ° C ocağın üzerinde kuru.</li>
		<li>Fotorezist katman 450 mJ/cm2 365 nm ultraviyole ışık için gelen bir photoplotted film üzerinden bir UV spot ışık kaynağına maruz bırakmayın. Bir el spreyi kullanarak bir çözücü (2-metoksi-1-methylethyl asetat) püskürtülerek fotorezist 15 dk. geliştirme için 95 ° C ocağın üzerinde maruz fotorezist fırında ve azot gazı ile kuruttun.</li>
		<li>Cam slayt desenli fotorezist ile bir plastik tabak altındaki yer.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Polydimethylsiloxane (PDMS) prepolymer 3 mm kalınlığında için kalıp üzerine dökün. -800 kPa 10 dk, bir vakum desiccator PDMS prepolymer debubble.</li>
	<li>1 h. Demold için 65 ° c fırında PDMS prepolymer neşter kullanarak kısmen tedavi PDMS döşeme plağını kurut. Tam olarak 1 h için 120 ° c fırında PDMS tedavi.</li>
	<li>Meselenin ana noktaları kalıp aynı neşter ile PDMS levha üzerinden uzak düzensiz kenarları kırpın. Bir kesim, özellikle(bkz: şekil 1)ekleme yuvasının pinleri tanımlar yüzeyi mümkün olduğunca temiz ve kesin olun.</li>
	<li>2 mm çapında delik giriş/çıkış için biyopsi yumruklar kullanarak PDMS levhanın ana kanal uçları sorgulamaktı. Benzer şekilde, 1 mm-dimeter delikleri hava havalandırma kanal ucunda sorgulamaktı. Şekil 1A kanal düzeni ve bu delikler konumunu için bkz.</li>
</ol>3. cihazın yerinde boşluk dolgu ve bariyer imalatı Meclisi.
<ol><li>Microchannel derleme imal.<ol>
<li>Bir 10 × 20 mm No 4 coverglass 10 dk 60 ° c ısıtılmış bir temizleme solüsyonu içinde bırakın.</li>
		<li>İki kez coverglasses deiyonize suyla durulayın ve 10 dk 120 ° C'de kuru.</li>
		<li>Plazma-bond PDMS levha bir coverglass için:<ol>
<li>PDMS levha (kanal özelliği tarafı yukarı) ve temizlenmiş 10 × 20 mm No 4 coverglass bir sputter coater Vakum odasında yerleştirin.</li>
			<li>60 PA oluşturmak hava vakum plazma odasına aşağı pompalama başlar (20 mA) 30 s.</li>
			<li>Hemen odaya delik. Bond PDMS kanal özelliği yan coverglass için levha kenarlarına ile uyumlu.</li>
			<li>Bağlı katmanları 10 dk 65 ° C fırında yerleştirin.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Bağlı katmanları steril bir kapsayıcı'ı kullanarak Laminer kukuIeta getir. Onları 30 dk için UV ışığıyla sterilize.</li>
		<li>Böylece kendi amaçları microchannel diğer yanak formu Laminer başlık, pimleri yuvaya takın. Bitişik iğne uzunluğu (bkz: şekil 1B) dikey iki ucu temasını engellemek için farklı olmalıdır. Dikey uçları arasındaki büyük boşluğu tercih edilir. Bir alan (N-1) x (PIN genişlik) yeri ne zaman iğne farklı PIN uzunlukları (L Şekil 2A) ile N türlü hazırlanır.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Bir üs ( Şekil 2B) imal.<ol>
<li>Yapmak ya da bir bölümü dosyası tabanının okuyup (toolpaths içeren; ek malzeme olarak dahil) iki sayısal denetim (NC) dosya yapmak CAD/CAM yazılımı kullanarak. İlk ek NC dosyanın bir 4 mm çap son fabrikası ve 1 mm çapında değirmen sonunda ikinci kullanır.</li>
		<li>3 mm kalınlığında açık Polimetilmetaakrilat (PMMA) kurulu bir CNC değirmen kelepçe.</li>
		<li>Bilgisayar NC (CNC) değirmen denetleyicisinde ilk NC dosyasını açın. 4 mm sonu değirmen CNC değirmen yükleyin ve PMMA kurulu sonunda değirmene dokunarak Bölümü'nü sıfır bulmak. Tahta kesmek için NC kodu çalıştırın. Not: Zaman zaman sonunda değirmen ipucu soğutma ve yonga kaldırma için sıkıştırılmış hava ile darbe.</li>
		<li>3.2.3 ikinci NC dosya ve bir 1 mm sonu fabrikası kullanarak yineleyin.</li>
		<li>Deterjan ile işlenmiş parçalar Isıtınız ve bir kağıt havlu ile kurulayın. Parçalar % 70 etanol ile sprey ve laminer kukuIeta getir.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Bir PIN boşluğu dolgu ve elastomerik bariyer imal: Not: Adımları 3.3.1 - 3.3.7 aseptik Laminer mahallede yapılmalıdır.<ol>
<li>Boşluk dolgu beyaz petrolatum ve politetrafloroetilen toz 2:1 oranında ağırlığa göre karıştırarak hazırlayın. Ultrasonik bir homogenizer kullanarak karışımı lunaparkçı.</li>
		<li>Boşluk dolgu bir dağıtıcı şırınga dökün. Lavabo pompası yerleştirin ve şırınga ucu doldurmak için itin. Bir iğne takın ve iğne ucu doldurulana kadar pistonu tekrar bas. Aynı şekilde, bir dalgıç ve bir iğne ile bir dağıtıcı şırınga hazırlamak ve silikon yapıştırıcı ile doldurun.</li>
		<li>Her şırınga bir pnömatik dağıtıcı bir bağdaştırıcı tüp kullanarak bağlayın. Silikon yapıştırıcı ve dolgu 250 kPa ve 280 kPa için besleme baskısı ayarlayın.</li>
		<li>Silikon yapıştırıcı bir cep tabanının kenarına dağıtmak. Bir 10 × 20 mm No.4 coverglass cebin yerleştirin ve sıkıca bağ için tuşuna basın.</li>
		<li>Silikon yapıştırıcı iki parçalar tabanında iki dış yarık çizmek için yaklaşık 1 mm derinliğe dağıtmak. Diğer yuvası parçalar çizmek için boşluk dolgu derinliğe kadar yaklaşık 1 mm, dağıtmak.</li>
		<li>Silikon yapıştırıcı başka bir cep kenarına dağıtmak. Cebin microchannel derleme (3.1) yerleştirin ve sıkıca bağ için tuşuna basın.</li>
		<li>3.3.5 boşluğu dolgu ve silikon yapıştırıcı tamamen pimleri katıştırmak ve hiçbir açılış Yuvaları olduğunu emin olmak için yineleyin.</li>
		<li>Paslanmaz çelik kutusu kapaklı gibi steril bir kap içinde cihazı yerleştirdim. Oksijen fermenterler kapsayıcıya ısıtmalı transferi ile 38 ° c Laminer başlık, elastomerik bariyer için bir gün tedavi.</li>
		<li>Her pin 1 mm bitişik süzgeçte pimleri tedavi elastomerik bariyer üzerinden yayın için boyunca taşıyın.</li>
		<li>UV ışığıyla aygıt için 30 dk sterilize.</li>
	</ol>
</li>
</ol>4. mikrosıvısal aygıt değerlendirilmesi
<ol><li>Floresans kullanarak sızıntısı tespit<ol>
<li>İyi bir araç veya bir masaüstü robot kullanarak microchannel açın. Kanal genişliği olarak mümkün olduğunca kanal boyunca tutarlı olun.</li>
		<li>Yeşil flüoresan boya Floresans çözüm yapmak için 10 µM, deiyonize suyla seyreltik.</li>
		<li>Floresans çözüm microchannel bir micropipettor ile bitiş noktalarından birini ekleyin. Bu adımı kanal çözüm ile doldurur.</li>
		<li>Mikrosıvısal aygıt ve büyük bir plastik tabak deiyonize su ile ıslak emici kağıt iki adet koyun. Çanak 37 ° C ve % 5 CO2 en az 24 saat için kuluçkaya.</li>
		<li>Microchannel ters bir floresan mikroskobu ile görüntülerini yeşil floresan mikroskop fotoğraf makinesi ile kaydedin.</li>
		<li>Bir uygun görüntü analiz yazılımı ile floresan görüntüleri açın ve hiçbir sızıntı (yeşil floresan) boşluğu dolgu ve pimleri arayüzü olduğunu onaylayın.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Microchannel tohum hücrelere.<ol>
<li>% 70-80 Konfluent hücreleri (bağlı olarak hücre tipleri) içeren bir hücre kültür gemi hazırlamak. Bağlantısını kesin ve büyüme orta hücrelerde askıya alma.</li>
		<li>Hücreler (hücre türleri üzerinde hız ve zaman bağlıdır) santrifüj kapasitesi ve orta Aspire edin.</li>
		<li>Orta az miktarda hücrelerle resuspend. Bir hücre sayaç içeren hücreleri saymak ve 1,5 × 106 hücre yoğunluğu 1,5 × 107 hücre/ml ayarlayın.</li>
		<li>Microchannel düz 400 µm genelinde kanal yapmak için iyi bir araç ya da masaüstü robot (şekil 1B) kullanarak açın. Duvardan mümkün olduğunca kanal boyunca düz olarak yapmak için PIN pozisyonları ayarlamak. Hücre süspansiyon microchannel bitiş noktasının birine ekleyin ve kanal doldurun.</li>
		<li>Yanak bölgesinin kültür başlatmak için tanımlar iğnelerden biri bulun. Ters bir mikroskop altında hücre hücre kültür bölgede içine iki bitişik iğneli kapatın.</li>
		<li>Kanaldan tüm hücreleri sınırdışı kaliteden iç dış tüm pins kapatın. Yavaşça süspansiyon bitiş noktalarını Aspire edin ve orta eklemelisiniz.</li>
		<li>Cihazın 4.1.4 içinde açıklandığı gibi kuluçkaya. Ne zaman yaklaşık % 70-80 hücrelerdir Konfluent, yavaş yavaş kültür alanı genişletmek için bir PIN açın.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol>
	<li>Nge, P. N., Rogers, C. I., Woolley, A. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Advances+in+microfluidic+materials,+functions,+integration,+and+applications.">Advances in microfluidic materials, functions, integration, and applications.</a> Chem Rev. 113 (4), 2550-2583 (2013).</li><li>Araci, I. E., Brisk, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recent+developments+in+microfluidic+large+scale+integration.">Recent developments in microfluidic large scale integration.</a> Curr Opin Biotechnol. 25, 60-68 (2014).</li><li>Gu, W., Chen, H., Tung, Y. -. C., Meiners, J. -. C., Takayama, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multiplexed+hydraulic+valve+actuation+using+ionic+liquid+filled+soft+channels+and+Braille+displays.">Multiplexed hydraulic valve actuation using ionic liquid filled soft channels and Braille displays.</a> Appl Phys Lett. 90 (3), 033505 (2007).</li><li>Konda, A., Taylor, J. M., Stoller, M. A., Morin, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reconfigurable+microfluidic+systems+with+reversible+seals+compatible+with+2D+and+3D+surfaces+of+arbitrary+chemical+composition.">Reconfigurable microfluidic systems with reversible seals compatible with 2D and 3D surfaces of arbitrary chemical composition.</a> Lab Chip. 15 (9), 2009-2017 (2015).</li><li>Hahn, Y., Hong, D., Kang, J., Choi, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Reconfigurable+microfluidics+platform+for+microparticle+separation+and+fluid+mixing.">A Reconfigurable microfluidics platform for microparticle separation and fluid mixing.</a> Micromachines. 7 (8), 139 (2016).</li><li>Kintses, B., van Vliet, L. D., Devenish, S. R. A., Hollfelder, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microfluidic+droplets:+new+integrated+workflows+for+biological+experiments.">Microfluidic droplets: new integrated workflows for biological experiments.</a> Curr Opin Chem Biol. 14 (5), 548-555 (2010).</li><li>Jebrail, M. J., Bartsch, M. S., Patel, K. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Digital+microfluidics:+a+versatile+tool+for+applications+in+chemistry,+biology+and+medicine.">Digital microfluidics: a versatile tool for applications in chemistry, biology and medicine.</a> Lab Chip. 12 (14), 2452-2463 (2012).</li><li>Frey, O., Misun, P. M., Fluri, D. A., Hengstler, J. G., Hierlemann, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reconfigurable+microfluidic+hanging+drop+network+for+multi-tissue+interaction+and+analysis.">Reconfigurable microfluidic hanging drop network for multi-tissue interaction and analysis.</a> Nat Commun. 5, 4250 (2014).</li><li>Futai, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reconfigurable+microchannels+with+discretized+moving+sidewalls.">Reconfigurable microchannels with discretized moving sidewalls.</a> Chem Micro-Nano Syst. 10 (1), 24-25 (2011).</li><li>Oono, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reconfigurable+microfluidic+device+with+discretized+sidewall.">Reconfigurable microfluidic device with discretized sidewall.</a> Biomicrofluidics. 11 (3), 034103 (2017).</li></ol>

Yazarlar onlar rakip hiçbir mali çıkarları var bildirin.

PIN discretized microchannel bir tam özellikli mikrosıvısal kanalıdır ve biz bu kanal şekli varolan herhangi bir mikrosıvısal kanalları ile karşılaştırıldığında açıkça yüksek reconfigurability olduğuna inanıyorum. Biz burada sağlanan iletişim kuralı yavaş yavaş kültürler confluency altında uzun süre tutmak için hücre kültürü yüzey alanı genişletilmesi ile hücre kültürünün edebilen bir mikrosıvısal aygıt sağlayacaktır. Aygıt-ecek da sağlamak in-kanal desenlendirme hücre proteinleri substrat önceden veya herhangi bir diğer dikkate zaman tasarım veya imalat biçimlenme olmadan. Buna ek olarak, bu reconfigurable mikrosıvısal aygıt kolayca bu akışı zor materyallerin aygıtları başa çıkabilirim çok az varolan mikrosıvısal işleme uygulamak yardımcı olacak güçlü Kanal içinde yer değiştirme akışı oluşturur. Bu hücreleri ve diğer mikroorganizmalar, gazlar ve diğer sıvıları arasındaki etkileşimi büyük değişiklik yapmadan bu aygıtın kullandığı aygıt tasarımında değerlendirilebilecek anlamına gelir.
Laplace basınç veya hidrostatik basınç kanal bir koya dış akış kontrol yöntemleri uygulama düşündünüz mü. Akış hava havalandırma kanalı aracılığıyla pimleri ve tavan/kat kanal arasındaki boşluklar oluşturur çünkü sıvı ölü sonunda iterek önermiyoruz. Birçok sıvı işlemleri bu PIN işlemler gerektirmez. Örneğin, karıştırma (tek bir PIN birkaç kez ileri geri hareketYani ) bir PIN tarafından sıvı ezme tarafından gerçekleştirilebilir.
En kritik cihaz pimleri parçalarıdır. Onlar bir microchannel oluşturması gerekir, ahenkli olmalı ve bitişik pim hareketi rehberlik gerekir hassas uzunluğu, parallelism en büyük ölçüde, düşeylik ve yüzey kalitesi pins için gereklidir. Bu nedenle, pimleri bir çizim Şekil 2içinAbenzer göndererek hassas işleme konusunda uzmanlaşmış bir şirketten sipariş verilmesi önerilir. Bu ek geometrik boyutlandırma gerektiren şirketler ve açık yüzey pürüzlülüğü yön olabilir. Ancak, eğer dikkatli ve zaman zaman nitrik asitle düzgünleştirilecek pimleri yeniden kullanılabilir.
Bir diğer önemli özelliği elastomerik engeldir ve oluşumu cihazın üretim süreçlerinde en kritik bir adımdır. Tam olarak işlenmiş bir üs tekrarlanabilir ve güvenilir sonuçlar elde etmek için gerekli olacaktır. Pimleri iyileşmemiş bariyer yerleştirerek de kritik bir adımdır. Pimleri iyi hizalanmış ve katıştırılmış boşluk dolgu ve bariyer hava kabarcığı olmadan tutulmalıdır. Aşağıdaki adımları hangi mikrosıvısal cihazla yaygın bir sorundur iğneler aracılığıyla kaçağı önlemek.
Bu aygıt kullanarak diğer ortak bir) frictionally ölçülü pimleri ve b) hücre ölümü, konulardır ve düşük büyüme oranı. Olası neden için bu bir) düzensiz (konik veya dalgalı) gravür kazınmış yüzey ve boyutlu uyumsuz toplu iğne ucu yüksekliği ile silikon döşeme için bir kalıp fotorezist katmanda yüksekliğini arasındaki pin orta, zavallı kalite içerir. Uyum etchant formülasyonu, sıcaklık ve ajitasyon PIN hareket artırmanıza yardımcı olabilir. Buna ek olarak, balmumu veya yapışkan kullanmadan uygun deneme sorunu çözmek için ipuçları sağlar. Olası faktörler b) yetersiz pasivasyon pim, elastomerik bariyerler için yapıştırıcılar yelpazesi ve eksik yapıştırıcılar kür hatalar vardır. Bazı hücreler kaplama fibronektin veya diğer proteinler veya hücre adezyon teşvik polimerler microchannel içinde gerektirebilir. Buna ek olarak, optimizasyon trypsinization ve Santrifüjü gibi hücre kültür pratikte microchannel ölü hücreleri azalacak.
Sunulan imalat Protokolü sınırlamaları, yanağında bir tane discretized biridir. Her iki yanağında PIN dizileri tarafından yerleşik olan, kanal reconfigurability daha da artıracaktır. İki katına pimleri ve daha uzun üretim adımları gerektirir, ancak teknik olarak uygun bir seçenek budur.

Mikrosıvısal cihazlar - az miktarda sıvı ve onların akımları denetleyen, mikro ölçekli cihazlar - Biyomedikal yordamlar minyatür "çip" biçimine artan taşınabilirlik ve çoğu zaman, uygun maliyet ile sunuyoruz. Bir son bir daha gözden geçirme1' de açıklandığı gibi alanlarda ve olumlu özellikleri oluşan çeşitli mikrosıvısal bileşenleri karıştırma, ayrılık, parçacık yakalama veya tepkiler gibi temel ve anahtar sıvı işlevleri gerçekleştirmek için geliştirilmiştir.
Davranış birçok mikrosıvısal cihazların tasarım aşamasında belirlenir iken, birtakım mikrosıvısal cihazlar yapısı veya davranış sonrası imalat değişikliklerine izin ver. Burada "reconfigurability" Bu özellik için bakın. Reconfigurability mikrosıvısal sistemleri genellikle bir aygıt tasarlamak için gereken maliyet ve zamanı azaltır ve/veya zamanla mikrosıvısal düzeni veya işlevlerini özelleştirme sağlar.
Daha önce açıklanan reconfigurable mikrosıvısal aygıtları aşağıdaki üç kategoride toplanır. İlk olarak, akış hızı ve kullanım sırasında değiştirilecek yön deformasyon elastomerik kanal sağlar. Reconfigurability kazanmak için elastomerik kanalları pnömatik basınç kaynakları2, Braille aktüatörler3veya4mühürleme sıkıştırma gibi çeşitli kontrol edilebilir ve dış güçler tarafından deforme. Çok katmanlı sıvı devreleri, manyetik ile modüler kanalları arasında bağlantı yapan operatördür gibi ikinci, reconfigurable cihazları modüler tasarımları üzerinde itimat ve havacilik boru tabanlı5. Üçüncü, cihazın kendisi reconfigurable değil ama microdroplet ulaşım elektrot dizilerin (genellikle dijital havacilik anılacaktır)6,7 ve asılı damla tabanlı mikrosıvısal aygıtları8 etkinleştirmek istendiğinde akış veya sıvı rota değiştirme.
Yine de, bu kurulmaksızın birçoğu topolojik ve makroskopik düzeyde sınırlıdır. Örneğin, birçok entegre mikrosıvısal aygıtları akışını durdurmak veya önceden tanımlanmış bölgelerde mikro daraltarak akış yönünü değiştirmek. Ancak, pozisyon ve bölgeler daraltılmış sayısı reconfigurable değildir. Dijital havacilik akışkan yeteneklerini çeşitli olmasına rağmen mümkün akışı büyük ölçüde her damlacık hacimce sınırlı. Buna ek olarak, hücre hücre kültür medya böyle damlacıkları kültürlü zaman fazladan çaba buharlaşma ve gaz dağıtımı damlacıkları gelen önlemek ve osmolalite şok ve ani pH değişikliği önlemek için gereklidir.
Kanal özelliği düzeyi reconfigurability gerçekleştirmek için dinamik olarak onları kullanım9ne zaman yeniden yapılandırmak için makine elemanları bir dizi oluşan hareketli yanağında bir mikrosıvısal cihazla önerdi. Böylece her iki ucuna pimleri kenarındaki bir parçasını tanımlanan bir deforme kenarındaki oluşturmak için küçük dikdörtgen pimleri dizilmişti. Pimleri sürgülü taşıma izin duvardan deformasyon veya hücreleri, kabarcıklar ve kanal partikülleri desenlendirme izin. Ölü cilt en aza indirmek ve reconfigurability en üst düzeye çıkarmak için olmak en aza indirgemek bitişik iğne arasındaki mesafe vardı. Ancak, güçlü kılcal eylem üzerinde küçük hareket iç bağlama pinleri arasında boşluklar ve dışında microchannel PIN boşluk girme, medya buharlaşma, bakteriyel veya sitotoksik kirlenme ve sonunda hücre neden herhangi bir sıvı kaçağı neden olur. ölüm. Bu nedenle, döngüsel PIN eylemler ve uzun vadeli hücre kültür10dayanacak sızıntısı Alerjik discretized kenarındaki tipi reconfigurable mikrosıvısal kanalları geliştirdik.
Bu makalede, biz mikrosıvısal hücre kültür aygıtı hücre kültür alanında dereceli artışı takip yeniden discretized bir yanak ile oluşturmak için bir protokol sağlar. Ayrı kanal yanağında airtightness floresan Imaging'i kullanma mercek altına alındı. Hücre kültürü uyumluluk ve hücre desenlendirme yeteneği üstünde-küçük parça hücre kültürü kullanarak değerlendirilir.
Ne zaman uygun kanal tasarım önceden belirlenmiş değil ve isteğe bağlı olarak değiştirilmesi gerekir bu mikrosıvısal sistem uygundur. Örneğin, bu sistem çeşitli ham örnekleri veya bioproducts kabul etmek için veya hücre büyümesini veya akış veya yakalama etkin nematodlar veya beklenmedik bir şekilde davranan kanal, küçük nesneler için geçiş bağlı kanal genişliği ve akış hızını ayarlamak için kullanılan olabilir bu Henüz tasarım zamanda gebe değil.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:689px;" width="689">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:288px;">Oven</td>
			<td style="width:124px;">Yonezawa</td>
			<td style="width:92px;">MI-100</td>
			<td style="width:185px;"></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:288px;">10% Nitric Acid</td>
			<td style="width:124px;">Wako Chemicals</td>
			<td style="width:92px;">149-06845</td>
			<td style="width:185px;"></td>
		</tr>
		<tr height="60">
			<td height="60" style="height:60px;width:288px;">Stainless steel pins</td>
			<td style="width:124px;">Micro Giken</td>
			<td style="width:92px;">N/A</td>
			<td style="width:185px;">0.3 mm crosssection, Grade 316L stainless steel, wire-cut EDM</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:288px;">Mold release agent</td>
			<td style="width:124px;">Fluoro Technology</td>
			<td style="width:92px;">FG-5093SH</td>
			<td style="width:185px;"></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:288px;">Polydimethylsiloxane (PDMS)</td>
			<td style="width:124px;">Shin-Etsu Chemicals</td>
			<td style="width:92px;">KE-106</td>
			<td style="width:185px;"></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:288px;">Negative epoxy photoresist</td>
			<td style="width:124px;">Nippon Kayaku</td>
			<td style="width:92px;">SU-8 3050</td>
			<td style="width:185px;"></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:288px;">Coverglasses (Rectangular)</td>
			<td style="width:124px;">Matsunami Glass</td>
			<td style="width:92px;">26 x 60mm No.4</td>
			<td style="width:185px;"></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:288px;">Acetone</td>
			<td style="width:124px;">Kanto Chemicals</td>
			<td style="width:92px;">01060-79</td>
			<td style="width:185px;"></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:288px;">Glass slides (Large)</td>
			<td style="width:124px;">Matsunami Glass</td>
			<td style="width:92px;">76 x 52mm No.1</td>
			<td style="width:185px;"></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:288px;">Silicone adhesive</td>
			<td style="width:124px;">Shin-Etsu Chemicals</td>
			<td style="width:92px;">KE-41</td>
			<td style="width:185px;"></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:288px;">White petrolatum</td>
			<td style="width:124px;">Nikko Rica</td>
			<td style="width:92px;">Sun White P-1</td>
			<td style="width:185px;"></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:288px;">Polytetrafluoroethylene (PTFE) powder</td>
			<td style="width:124px;">Power House Accele</td>
			<td style="width:92px;">Microfluon II</td>
			<td style="width:185px;"></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:288px;">Clear acrylic plate (3 mm-thick)</td>
			<td style="width:124px;">Various</td>
			<td style="width:92px;">N/A</td>
			<td style="width:185px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:288px;">Pneumatic dispenser</td>
			<td style="width:124px;">Musashi Engineering</td>
			<td style="width:92px;">ML-5000XII</td>
			<td style="width:185px;"></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:288px;">Hydrochloric acid</td>
			<td style="width:124px;">Kanto Chemicals</td>
			<td>180768-00</td>
			<td style="width:185px;"></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:288px;">Computer numerical control (CNC) mill</td>
			<td style="width:124px;">Pro Spec Tools</td>
			<td style="width:92px;">PSF240-CNC</td>
			<td style="width:185px;"></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:288px;">End mill (4 mm diameter)</td>
			<td style="width:124px;">Mitsubishi Materials</td>
			<td style="width:92px;">MS2MSD0400</td>
			<td style="width:185px;"></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:288px;">End mill (1 mm diameter)</td>
			<td style="width:124px;">Mitsubishi Materials</td>
			<td style="width:92px;">MS2MSD0100</td>
			<td style="width:185px;"></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:288px;">Adhesive (chemical-resistant and low viscosity )</td>
			<td style="width:124px;">Cotronics</td>
			<td style="width:92px;">Duralco 4460</td>
			<td style="width:185px;"></td>
		</tr>
		<tr height="80">
			<td height="80" style="height:80px;width:288px;">Borisilicate glass vials</td>
			<td style="width:124px;">Various</td>
			<td style="width:92px;"></td>
			<td style="width:185px;">To prepare HNO3+HCl solution (Aqua regia). Always select borosilicate glass.</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:288px;">Sodium bicarbonate</td>
			<td style="width:124px;">Kanto Chemicals</td>
			<td style="width:92px;">37116-00</td>
			<td style="width:185px;"></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:288px;">Ultrasonic cleaner</td>
			<td style="width:124px;">AS ONE</td>
			<td style="width:92px;">AS12GTU</td>
			<td style="width:185px;"></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:288px;">Ultrasonic drill</td>
			<td style="width:124px;">Shinoda Tools</td>
			<td style="width:92px;">SOM-121</td>
			<td style="width:185px;">Used as a ultrasonic homogenizer.</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:288px;">Spin coater</td>
			<td style="width:124px;">Active</td>
			<td style="width:92px;">ACT-220DII</td>
			<td style="width:185px;"></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:288px;">Hotplate</td>
			<td style="width:124px;">AS ONE</td>
			<td style="width:92px;">ND-1</td>
			<td style="width:185px;"></td>
		</tr>
		<tr height="60">
			<td height="60" style="height:60px;width:288px;">Photoplotted film (12,700 dpi)</td>
			<td style="width:124px;">Unno Giken</td>
			<td style="width:92px;">N/A</td>
			<td style="width:185px;">Negative image of the recess at the bottom of a PDMS slab are plotted.</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:288px;">2-methoxy-1-methylethyl acetate</td>
			<td style="width:124px;">Wako Chemicals</td>
			<td style="width:92px;">130-10505</td>
			<td style="width:185px;"></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:288px;">UV spot light source</td>
			<td style="width:124px;">Hamamatsu</td>
			<td style="width:92px;">L8327</td>
			<td style="width:185px;">Ultraviolet source</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:288px;">Nitrogen</td>
			<td style="width:124px;">Various</td>
			<td style="width:92px;">N/A</td>
			<td style="width:185px;"></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:288px;">Vacuum desiccator and pump</td>
			<td style="width:124px;">AS ONE</td>
			<td style="width:92px;">MVD-100, GM-20S</td>
			<td style="width:185px;"></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:288px;">Scalpels</td>
			<td style="width:124px;">Various</td>
			<td style="width:92px;">No.11</td>
			<td style="width:185px;"></td>
		</tr>
		<tr height="60">
			<td height="60" style="height:60px;width:288px;">Biopsy punches (1.0mm and 2.0mm)</td>
			<td style="width:124px;">Kai Medical</td>
			<td style="width:92px;">BP-10F(1.0m), BP-20F(2.0mm)</td>
			<td style="width:185px;"></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:288px;">Glass engraving pen</td>
			<td style="width:124px;">Various</td>
			<td style="width:92px;">N/A</td>
			<td style="width:185px;"></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:288px;">Cleaning solution</td>
			<td style="width:124px;">Tama Chemicals</td>
			<td style="width:92px;">TMSC</td>
			<td style="width:185px;">Dilute 1:100 with deionized water</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:288px;">Sputter coater</td>
			<td style="width:124px;">San-yu Electron</td>
			<td style="width:92px;">SC-708</td>
			<td style="width:185px;">For plasma bonding.</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:288px;">Dispenser syringe (5 ml)</td>
			<td style="width:124px;">Musashi Engineering</td>
			<td style="width:92px;">PSY-5E</td>
			<td style="width:185px;"></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:288px;">Plunger</td>
			<td style="width:124px;">Musashi Engineering</td>
			<td style="width:92px;">FLP-5E</td>
			<td style="width:185px;"></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:288px;">Blunt needle (21G)</td>
			<td style="width:124px;">Musashi Engineering</td>
			<td style="width:92px;">PN-21G-B</td>
			<td style="width:185px;"></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:288px;">Adapter tube</td>
			<td style="width:124px;">Musashi Engineering</td>
			<td style="width:92px;">AT-5E</td>
			<td style="width:185px;"></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:288px;">Fermenter</td>
			<td style="width:124px;">Japan Kneader</td>
			<td style="width:92px;">PF100</td>
			<td style="width:185px;"></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:288px;">Green fluorescent dye (Alexa Fluor 488 carboxylic acid)</td>
			<td style="width:124px;">Thermo Fisher</td>
			<td style="width:92px;">A33077</td>
			<td style="width:185px;"></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:288px;">Large plastic dish</td>
			<td style="width:124px;">Greiner bio-one</td>
			<td style="width:92px;">688161</td>
			<td style="width:185px;"></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:288px;">Absorbent paper</td>
			<td style="width:124px;">Asahi Kasei</td>
			<td style="width:92px;">BEMCOT M-1</td>
			<td style="width:185px;"></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:288px;">Inverted microscope</td>
			<td style="width:124px;">Leica</td>
			<td style="width:92px;">DMi8</td>
			<td style="width:185px;"></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:288px;">Microscope camera</td>
			<td style="width:124px;">Qimaging</td>
			<td style="width:92px;">Retiga 2000R</td>
			<td style="width:185px;"></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:288px;">Dulbecco modified Eagle medium (DMEM)</td>
			<td style="width:124px;">GE Health Care</td>
			<td style="width:92px;">SH30021.01</td>
			<td style="width:185px;"></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:288px;">Antibiotic-antimycotic solution</td>
			<td style="width:124px;">Thermo Fisher</td>
			<td style="width:92px;">15240-062</td>
			<td style="width:185px;"></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:288px;">Trypsin/EDTA solution</td>
			<td style="width:124px;">Thermo Fisher</td>
			<td style="width:92px;">25200-056</td>
			<td style="width:185px;"></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:288px;">Phosphate buffered saline (PBS)</td>
			<td style="width:124px;">GE Health Care</td>
			<td style="width:92px;">SH30256.01</td>
			<td style="width:185px;"></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:288px;">Fetal bovine serum (FBS)</td>
			<td style="width:124px;">Biowest</td>
			<td style="width:92px;">S1820</td>
			<td style="width:185px;"></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:288px;">Cell counter</td>
			<td style="width:124px;">FPI</td>
			<td style="width:92px;">OC-C-S02</td>
			<td style="width:185px;"></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:288px;">Cell culture vessel</td>
			<td style="width:124px;">VIOLAMO</td>
			<td style="width:92px;">VTC-D100</td>
			<td style="width:185px;"></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:288px;">15 ml conical tube</td>
			<td style="width:124px;">Corning</td>
			<td style="width:92px;">352095</td>
			<td style="width:185px;"></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:288px;">Shop microscope</td>
			<td style="width:124px;">PEAK</td>
			<td style="width:92px;">2034-20</td>
			<td style="width:185px;"></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:288px;">Hand sprayer</td>
			<td style="width:124px;">FURUPLA</td>
			<td style="width:92px;">No.3530</td>
			<td style="width:185px;"></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:288px;">Coverglasses (Rectangular)</td>
			<td style="width:124px;">Matsunami Glass</td>
			<td style="width:92px;">10 x 20mm No.4</td>
			<td style="width:185px;"></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:288px;">CAD/CAM software</td>
			<td style="width:124px;">Autodesk</td>
			<td style="width:92px;">Inventor HSM</td>
			<td style="width:185px;"></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:288px;">Nitrogen gas pressure regulator</td>
			<td style="width:124px;">AS ONE</td>
			<td style="width:92px;">GF1-2506-RN-V</td>
			<td style="width:185px;">Set to 0.1 MPa</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

reconfigurable microfluidic channel with pin-discretized sidewalls

Mikrosıvısal bileşenleri karıştırma, ayrılık, parçacık yakalama veya tepkiler gibi farklı anahtar mikrosıvısal işlevleri gerçekleştirmek için çeşitli şekiller olması gerekir. Sonra bile imalat Kanal şekli korurken deforms bir mikrosıvısal kanal yüksek kronolojik zamanmekansal reconfigurability sağlar. Bu reconfigurability varolan "reconfigurable" veya "entegre" mikrosıvısal sistemlerinde başarmak zor tür anahtar mikrosıvısal işlevleri gereklidir. Dikdörtgen iğne ucunun yanal hizalanmış bir dizi oluşan bir deforme yanak ile bir mikrosıvısal kanal imalatı için bir yöntem açıklanmaktadır. İğne kendi boyuna yönde aktüatör pimleri bitiş konumlarını ve böylece, discretized kanal yanağında şeklini değiştirir. PIN boşluklar istenmeyen kaçağı veya yapışma bitişik pimleri Menisküs güçleri tarafından neden olduğu için neden olabilir. PIN boşlukları kapatmak için hidrokarbon floropolimer süspansiyon tabanlı boşluğu dolgu elastomerik bir bariyer tarafından eşlik girmiştik. Bu reconfigurable mikrosıvısal aygıt güçlü geçici zaman in-kanal değişim akışı oluşturabilir veya herhangi bir bölgesinde kanalın akışını durdurabilir. Bile onların varlığı ya da davranış imalat sırasında bilinmeyen olan bu özellik, isteğe bağlı olarak, hücre, viskoz sıvı, gaz kabarcıkları ve sigara-sıvıların, taşıma kolaylaştıracaktır.

Reconfigurable microchannel inşaatı şekil 1' de gösterilen. Birden fazla dikdörtgen pim cam alt katman üzerinde yerleştirildi ve böylece bu pimlerden hiçbirinin uzun kenar temas halinde dizilmiş. İle PDMS levha delik yumruk ve PIN yükseklik olarak aynı derinliği, bir ara Kanal giriş/çıkış rezervuarlar, kanal tavan ve iğne oluşuyordu kanal duvarın karşısında başka bir duvardan oluşturmak için iğne ucunun kaplı. İğne, bir duvar (PDMS sayfası yüzleri bir) ve cam alt katman tarafından çevrili bölge bir mikrosıvısal kanal oluştururlar.
Daha önce açıklandığı gibi önerilen mikrosıvısal sistem reconfigurability birçok küçük iğneler çok küçük ama sıfır olmayan boşluklar ile paralel olarak yerleştirilen tarafından sağlanır. Önceki raporlarda sorun kılcal etkisiyle boşluklar oluşturulan güçlü akış oldu. Bu sorunu çözmek için boşlukları ilk boşluğu filler ile doluydu. Bu protokol için yapışkan hidrokarbon ve floropolimer toz dağılın karışımı bir boşluk dolgu kullanıldı. Ancak, boşluğu dolgu kendisi de tabi kapiller etkisidir. Bu nedenle, şekil 1' de gösterildiği gibi elde edilen reconfigurable microchannel hidrokarbon/floropolimer boşluğu dolgu hem boşluğu filler dış çevresinde oluşan bir elastomerik bariyer vardır. Pimleri ortasına inceltme boşluğu dolgu kalınlığı sağlamak için yeterli miktarda ve iki iğneli arasında elastomerik bariyer gücünü karşılamak için gereklidir.
Resim 2 A bir duvardan kesimi oluşturur bir PIN çizimi gösterir. Paslanmaz çelik sınıf 316L paslanmaz ve düşük özellikler leaching nedeniyle malzeme olarak seçildi. Ancak, bir ilave pasivasyon süreci iğneler hücre kültürü uyumlu hale getirmek için gerekli oldu. Bir PIN başarıyla kenarındaki kesimini oluşturmak üzere kenar pürüzleri olmadan tam olarak dikdörtgen bir ipucu olmalı. Buna ek olarak, bir PIN "kolu" olmalıdır böylece PIN kolayca kolu iterek hareket edebilir. Her PIN dar orta olduğundan, elastomer pinleri arasında kalınlığı PIN hareket tarafından neden kesme dayanmak için yeterliydi. Cihazın oluşan diğer parçalar, fabrikasyon dışında orta incelmesi, Pins, elektrik deşarj küçük işleme en hassas ve düşük maliyetli yöntemlerinden biridir çünkü (EDM) işleme konusunda uzmanlaşmış bir şirketten sipariş verilmesi parçalar sert metallerden yapılmış. Orta kendine oyma tarafından inceltme performans işleme maliyetini ve bükme veya işleme sırasında kırılma riskini azaltır.
Boşluk dolgu, elastomerik bariyer ve sonunda reconfigurable microchannel watertightness düzgün onaylamak için sızıntı algılaması Floresans tarafından kullanıldı. Şekil 3 elastomerik bariyer kenarına yakın çevrenin bir floresan görüntü 3 gün sonra microchannel floresan izleyici boya içeren su ile dolu gösterir. Sıvı dolum elastomerik bariyer görünür kenarından yaklaşık 200 µm derinliğe kanal programları floresan görüntü. Ancak, sıvı boşluğu dolgu ulaşmadı. Ayrıca, boşluk dolgu elastomerik bariyer ile hiçbir sızıntı gözlendi. Bu gözlem sıkı uygun dar orta pimleri ve elastomerik bariyer arasında boşluklar sayesinde sıvı geçişini engelledi gösterir.
Son olarak, yavaş yavaş şekil 4Agösterildiği gibi reconfigurable mikrosıvısal cihazın yan genişleterek adapte Kültür alanı ile uzun vadeli hücre kültürü yapılır. 0 d hücreleri az sayıda pin-genişlik ve diğer hücreleri Aspire birine eşit bir alan içinde sınırlı. 2 d, hücreler alt yüzeyine bağlanmıştır ve Proliferasyona başladı. Böylece confluency hala düşük olmasına rağmen tüm hücreleri açıkça görülebilir, iki iğneli çekildi. 5 d, hücrelerin prolifere devam etti ve confluency arttı. 6 ve 9 d, iki iğneli hücreleri underconfluent tutmak için geri çektiği. Şekil 4' teBkademeli genişleme kültür çevrenin etkisi gösterilmiştir. Pin(s) çekildi günde hücre dansitesi ani değişiklikler vardı. Ancak, normal hücre kültüründe görülen üstel ise hücre sayısı büyüme hızının sabit tutuldu.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57230/57230fig1.jpg"> Resim 1 : Reconfigurable mikrosıvısal bir PIN discretized kenarındaki aygıtla. (A) parçalar ve reconfigurable mikrosıvısal aygıt inşası. Cihaz ile bir duvardan PDMS/cam microchannel özellikleri eklenen 10 paslanmaz çelik pim ucunun oluşturduğu bir düz kanal vardır. Boşluk dolgu ve elastomerik bir bariyer engeller sıvı PIN boşluklar sızıntı. Coverglasses, boşluk dolgu ve elastomer bariyer bir Polimetilmetaakrilat için (PMMA) temel sabittir. (B) otomatik PIN manipülatör. Metal bir sacdan yapılmış bir bitiş efektör 3 eksenli masaüstü robot sabittir. Bir PIN taşımak için dikey sonuna sonu efektör iter. İğne farklı uzunlukları ile üç kez PIN genişliği bir aralıkta yerleştirilir. Aralığın bitiş efektör arkadaşları bir PIN bir kez yeterli izni ile emin olmayı sağlar. <a href="https://cloudflare-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/57230/57230fig1large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57230/57230fig2.jpg"> Resim 2 : Mekanik çizim protokolünde kullanılan işlenmiş parçaların. Milimetre birimlerdir; R bir RADIUS boyut gösterir; kare simgesi (□) kare özellikleri belirtir; t kalınlığı gösterir. (A) 316 L paslanmaz çelik PIN kenarındaki bir parçası olarak. Pins ve sipariş açıklandığı gibi işlenmiş. Bu işleme bir parçası olarak sipariş değil ama protokolünün parçası olarak yapılmadı çünkü köpek kemik gibi şekiller oluşturmak için PIN ortasına inceltme bu çizimde yansıtılmaz. (B) coverglasses, boşluk dolgu ve elastomerik bariyer PIN harekete karşı yerinde tutan Polimetilmetaakrilat (PMMA) Bankası. (C) orta Pins etch için kullanılan bir gravür yemek. Bir gravür yemek oluşturmak için dört adet cam silikon yapıştırıcı kullanarak bağlı bulunmaktadır. Bir kontur deseni silikon yapıştırıcı pimleri yerleşimini tarafından çizimde gösterildiği gibi yemeğin ardından çanak üzerinde çizilir. <a href="https://cloudflare-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/57230/57230fig2large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57230/57230fig3.jpg"> Şekil 3 : Reconfigurable microchannel PIN boşluklar aracılığıyla gelen sızıntı tespiti Floresans. Yeşil flüoresan boya reconfigurable microchannel doldurma floresan görüntü bir boşluk dolgu (opak) oluşur seal yapısı faz kontrast görüntü üzerinde overlaid ve elastomerik bariyer (yarı saydam). Bir kenar elastomer bariyer Menisküs benzeri özellikleri görünür ve bir üst noktalı çizgiyle gösterilir; elastomer bariyer ve boşluk dolgu arasında arayüz siyah alan iletişim Menisküs benzeri özellikleri gösterilir ve daha düşük noktalı çizgiyle gösterilir. <a href="https://cloudflare-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/57230/57230fig3large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57230/57230fig4.jpg"> Şekil 4 : İlerici ve sürekli hücre büyümesini değişken hücre kültür alanında reconfigurable microchannel ile. (A) COS-7 hücre büyümesini yanağında taşıyarak sınırlı bir hücre kültür alanında. (B) büyüme eğrisi zaman evrim ve A gösterilen reconfigurable microchannel değişken boyutlu kültür bölgelerinde sınırlı COS-7 hücre yoğunluğu). Üç dikey ok sırasıyla 2, 5 ve 6 d, hücre kültürü alan genişleme göstermek. Hücre sayısı ek olarak, hücre yoğunluğu aynı kültür alanları tek tek her üstel büyüme eğrisi ile donatılmış ve karelerde gösterilen yerel katlama zaman (td [h]) tahmin etmek için kullanılan için gösterilir. <a href="https://cloudflare-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/57230/57230fig4large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Reconfigurable Microfluidic Channel with Pin-discretized Sidewalls at JoVE.com

Reconfigurable Microfluidic Channel with Pin-discretized Sidewalls

Bir mikrosıvısal sahip kanalı deforme yanağında akış denetimi, parçacık işleme, kanal boyut özelleştirme ve diğer kurulmaksızın kullanımda iken sunuyor. Biz onların şekil değiştirmek izin veren bir dizi Pins yapılan yanağında ile bir mikrosıvısal kanal imalatı için bir yöntem açıklanmaktadır.

Reconfigurable mikrosıvısal kanal Pin discretized yanağında ile

Microfluidic components need to have various shapes to realize different key microfluidic functions such as mixing, separation, particle trapping, or ...

reconfigurable-microfluidic-channel-with-pin-discretized-sidewalls

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Bioengineering

7.4K Görüntüleme.  Shibaura Institute of Technology. Bir mikrosıvısal sahip kanalı deforme yanağında akış denetimi, parçacık işleme, kanal boyut özelleştirme ve diğer kurulmaksızın kullanımda iken sunuyor. Biz onların şekil değiştirmek izin veren bir dizi Pins yapılan yanağında ile bir mikrosıvısal kanal imalatı için bir yöntem açıklanmaktadır.

Video: Reconfigurable Microfluidic Channel with Pin-discretized Sidewalls

Separating Beads and Cells in Multi-channel Microfluidic Devices Using Dielectrophoresis and Laminar Flow

Microfluidic devices have advanced cell studies by providing a dynamic fluidic environment on the scale of the cell for studying, manipulating, sorting and counting cells. However, manipulating the cell within the fluidic domain remains a challenge and requires complicated fabrication protocols for forming valves and electrodes, or demands specialty equipment like optical tweezers. Here, we demonstrate that conventional printed circuit boards (PCB) can be used for the non-contact manipulation of cells by employing dielectrophoresis (DEP) for bead and cell manipulation in laminar flow fields for bioactuation, and for cell and bead separation in multichannel microfluidic devices. First, we present the protocol for assembling the DEP electrodes and microfluidic devices, and preparing the cells for DEP. Then, we characterize the DEP operation with polystyrene beads. Lastly, we show representative results of bead and cell separation in a multichannel microfluidic device. In summary, DEP is an effective method for manipulating particles (beads or cells) within microfluidic devices.

Dielectrophoresis (DEP) is an effective method to manipulate cells. Printed circuit boards (PCB) can provide inexpensive, reusable and effective electrodes for contact-free cell manipulation within microfluidic devices. By combining PDMS-based microfluidic channels with coverslips on PCBs, we demonstrate bead and cell manipulation and separation within multichannel microfluidic devices.

Çok kanallı mikroakışkan Cihazlar ayırmak Boncuk ve Hücreler Dielectrophoresis ve Laminar Flow

Microfluidic devices have advanced cell studies by providing a dynamic fluidic environment on the scale of the cell for studying, manipulating, sorting ...

Biyomühendislik

Microfluidic Fabrication of Polymeric and Biohybrid Fibers with Predesigned Size and Shape

A &#8220;sheath&#8221; fluid passing through a microfluidic channel at low Reynolds number can be directed around another &#8220;core&#8221; stream and used to dictate the shape as well as the diameter of a core stream.&#160;Grooves in the top and bottom of a microfluidic channel were designed to direct the sheath fluid and shape the core fluid.&#160;By matching the viscosity and hydrophilicity of the sheath and core fluids, the interfacial effects are minimized and complex fluid shapes can be formed.&#160;Controlling the relative flow rates of the sheath and core fluids determines the cross-sectional area of the core fluid.&#160;Fibers have been produced with sizes ranging from 300 nm to ~1 mm, and fiber cross-sections can be round, flat, square, or complex as in the case with double anchor fibers. Polymerization of the core fluid downstream from the shaping region solidifies the fibers.&#160;Photoinitiated click chemistries are well suited for rapid polymerization of the core fluid by irradiation with ultraviolet light.&#160;Fibers with a wide variety of shapes have been produced from a list of polymers including liquid crystals, poly(methylmethacrylate), thiol-ene and thiol-yne resins, polyethylene glycol, and hydrogel derivatives. Minimal shear during the shaping process and mild polymerization conditions also makes the fabrication process well suited for encapsulation of cells and other biological components.

Two adjacent fluids passing through a grooved microfluidic channel can be directed to form a sheath around a prepolymer core; thereby&#160;determining both shape and cross-section. Photoinitiated polymerization, such as thiol click chemistry, is well suited for rapidly solidifying the core fluid into a microfiber with predetermined size and shape.

Önceden Tasarlanmış Boyut ve Şekle Sahip Polimerik ve Biyohidred Elyafların Mikroakışkan İmalatı

A &#8220;sheath&#8221; fluid passing through a microfluidic channel at low Reynolds number can be directed around another &#8220;core&#8221; stream and ...

Protocol for Biofilm Streamer Formation in a Microfluidic Device with Micro-pillars

Several bacterial species possess the ability to attach to surfaces and colonize them in the form of thin films called biofilms. Biofilms that grow in porous media are relevant to several industrial and environmental processes such as wastewater treatment and CO2 sequestration. We used Pseudomonas fluorescens, a Gram-negative aerobic bacterium, to investigate biofilm formation in a microfluidic device that mimics porous media. The microfluidic device consists of an array of micro-posts, which were fabricated using soft-lithography. Subsequently, biofilm formation in these devices with flow was investigated and we demonstrate the formation of filamentous biofilms known as streamers in our device. The detailed protocols for fabrication and assembly of microfluidic device are provided here along with the bacterial culture protocols. Detailed procedures for experimentation with the microfluidic device are also presented along with representative results.

Protocols for the study of biofilm formation in a microfluidic device that mimics porous media are discussed. The microfluidic device consists of an array of micro-pillars and biofilm formation by Pseudomonas fluorescens in this device is investigated.

Mikro-ayağı ile bir mikroakışkan Aygıt Biyofilm Çıtası Formasyonu Protokolü

Several bacterial species possess the ability to attach to surfaces and colonize them in the form of thin films called biofilms. Biofilms that grow in ...

Rapid Subtractive Patterning of Live Cell Layers with a Microfluidic Probe

The microfluidic probe (MFP) facilitates performing local chemistry on biological substrates by confining nanoliter volumes of liquids. Using one particular implementation of the MFP, the hierarchical hydrodynamic flow confinement (hHFC), multiple liquids are simultaneously brought in contact with a substrate. Local chemical action and liquid shaping using the hHFC, is exploited to create cell patterns by locally lysing and removing cells. By utilizing the scanning ability of the MFP, user-defined patterns of cell monolayers are created. This protocol enables rapid, real-time and spatially controlled cell patterning, which can allow selective cell-cell and cell-matrix interaction studies.

We present a protocol to perform subtractive patterning of live cell monolayers on a surface. This is achieved by local and selective lysis of adherent cells using a microfluidic probe (MFP). The cell lysate retrieved from local regions can be used for downstream analysis, enabling molecular profiling studies.

mikroakışkan Probe ile Canlı Hücre Katmanlar hızlı Subtractive Desenlendirme

The microfluidic probe (MFP) facilitates performing local chemistry on biological substrates by confining nanoliter volumes of liquids. Using one ...

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 ...

Microfluidic Platform with Multiplexed Electronic Detection for Spatial Tracking of Particles

Microfluidic processing of biological samples typically involves differential manipulations of suspended particles under various force fields in order to spatially fractionate the sample based on a biological property of interest. For the resultant spatial distribution to be used as the assay readout, microfluidic devices are often subjected to microscopic analysis requiring complex instrumentation with higher cost and reduced portability. To address this limitation, we have developed an integrated electronic sensing technology for multiplexed detection of particles at different locations on a microfluidic chip. Our technology, called Microfluidic CODES, combines Resistive Pulse Sensing with Code Division Multiple Access to compress 2D spatial information into a 1D electrical signal. In this paper, we present a practical demonstration of the Microfluidic CODES technology to detect and size cultured cancer cells distributed over multiple microfluidic channels. As validated by the high-speed microscopy, our technology can accurately analyze dense cell populations all electronically without the need for an external instrument. As such, the Microfluidic CODES can potentially enable low-cost integrated lab-on-a-chip devices that are well suited for the point-of-care testing of biological samples.

We demonstrate a microfluidic platform with an integrated surface electrode network that combines resistive pulse sensing (RPS) with code division multiple access (CDMA), to multiplex detection and sizing of particles in multiple microfluidic channels.

Parçacıkların Mekansal Takip için Çoklanmış Elektronik Algılama ile mikroakışkan Platformu

Microfluidic processing of biological samples typically involves differential manipulations of suspended particles under various force fields in order to ...

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

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 microfluidic devices. Here, a protocol for the fabrication of plastic microfluidic devices is demonstrated, where soft lithographic techniques are used to embed transparent Calcium Fluoride (CaF2) view-ports in connection with observation chamber(s). The method is based on a replica casting approach, where a polydimethylsiloxane (PDMS) mold is produced through standard lithographic procedures and then used as the template to produce a plastic device. The plastic device features ultraviolet/visible/infrared (UV/Vis/IR) -transparent windows made of CaF2 to allow for direct observation with visible and IR light. The advantages of the proposed method include: a reduced need for accessing a clean room micro-fabrication facility, multiple view-ports, an easy and versatile connection to an external pumping system through the plastic body, flexibility of the design, e.g., open/closed channels configuration, and the possibility to add sophisticated features such as nanoporous membranes.

A protocol for the fabrication of plastic microfluidic devices with transparent view-ports for visible and infrared light imaging is described.

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 ...

Perfusable Vascular Network with a Tissue Model in a Microfluidic Device

A spheroid (a multicellular aggregate) is regarded as a good model of living tissues in the human body. Despite the significant advancement in the spheroid cultures, a perfusable vascular network in the spheroids remains a critical challenge for long-term culture required to maintain and develop their functions, such as protein expressions and morphogenesis. The protocol presents a novel method to integrate a perfusable vascular network within the spheroid in a microfluidic device. To induce a perfusable vascular network in the spheroid, angiogenic sprouts connected to microchannels were guided to the spheroid by utilizing angiogenic factors from human lung fibroblasts cultured in the spheroid. The angiogenic sprouts reached the spheroid, merged with the endothelial cells co-cultured in the spheroid, and formed a continuous vascular network. The vascular network could perfuse the interior of the spheroid without any leakage. The constructed vascular network may be further used as a route for supply of nutrients and removal of waste products, mimicking blood circulation in vivo. The method provides a new platform in spheroid culture toward better recapitulation of living tissues.

The protocol describes how to engineer a perfusable vascular network in a spheroid. The spheroid's surrounding microenvironment is devised to induce angiogenesis and connect the spheroid to the microchannels in a microfluidic device. The method allows the perfusion of the spheroid, which is a long-awaited technique in three-dimensional cultures.

Perfusable vasküler ağ özellikli bir doku içinde bir mikrosıvısal aygıt

A spheroid (a multicellular aggregate) is regarded as a good model of living tissues in the human body. Despite the significant advancement in the ...

Scalable Fabrication of Stretchable, Dual Channel, Microfluidic Organ Chips

A significant number of lead compounds fail in the pharmaceutical pipeline because animal studies often fail to predict clinical responses in human patients. Human Organ-on-a-Chip (Organ Chip) microfluidic cell culture devices, which provide an experimental in vitro platform to assess efficacy, toxicity, and pharmacokinetic (PK) profiles in humans, may be better predictors of therapeutic efficacy and safety in the clinic compared to animal studies. These devices may be used to model the function of virtually any organ type and can be fluidically linked through common endothelium-lined microchannels to perform in vitro studies on human organ-level and whole body-level physiology without having to conduct experiments on people. These Organ Chips consist of two perfused microfluidic channels separated by a permeable elastomeric membrane with organ-specific parenchymal cells on one side and microvascular endothelium on the other, which can be cyclically stretched to provide organ-specific mechanical cues (e.g., breathing motions in lung). This protocol details the fabrication of flexible, dual channel, Organ Chips through casting of parts using 3D printed molds, enabling combination of multiple casting and post-processing steps. Porous poly (dimethyl siloxane) (PDMS) membranes are cast with micrometer sized through-holes using silicon pillar arrays under compression. Fabrication and assembly of Organ Chips involves equipment and steps that can be implemented outside of a traditional cleanroom. This protocol provides researchers with access to Organ Chip technology for in vitro organ- and body-level studies in drug discovery, safety and efficacy testing, as well as mechanistic studies of fundamental biological processes.

Here, we present a protocol that describes the fabrication of stretchable, dual channel, organ chip microfluidic cell culture devices for recapitulating organ-level functionality in vitro.

Ölçeklenebilir gerilebilir, Çift kanal, mikrosıvısal Organ cips imalatı

A significant number of lead compounds fail in the pharmaceutical pipeline because animal studies often fail to predict clinical responses in human ...

Design and Synthesis of a Reconfigurable DNA Accordion Rack

DNA nanostructure-based mechanical systems or DNA nanomachines, which produce complex nanoscale motion in 2D and 3D in the nanometer to &#229;ngstr&#246;m resolution, show great potential in various fields of nanotechnology such as the molecular reactors, drug delivery, and nanoplasmonic systems. The reconfigurable DNA accordion rack, which can collectively manipulate a 2D or 3D nanoscale network of elements, in multiple stages in response to the DNA inputs, is described. The platform has potential to increase the number of elements that DNA nanomachines can control from a few elements to a network scale with multiple stages of reconfiguration.
In this protocol, we describe the entire experimental process of the reconfigurable DNA accordion rack of 6 by 6 meshes. The protocol includes a design rule and simulation procedure of the structures and a wet-lab experiment for synthesis and reconfiguration. In addition, analysis of the structure using TEM (transmission electron microscopy) and FRET (fluorescence resonance energy transfer) is included in the protocol. The novel design and simulation methods covered in this protocol will assist researchers to use the DNA accordion rack for further applications.

We describe the detailed protocol for design, simulation, wet-lab experiments, and analysis for a reconfigurable DNA accordion rack of 6 by 6 meshes.

Tasarım ve Reconfigurable DNA akordeon raf sentezi

DNA nanostructure-based mechanical systems or DNA nanomachines, which produce complex nanoscale motion in 2D and 3D in the nanometer to &#229;ngstr&#246;m ...