Fabricación de dispositivos emparejados de índice refractivo para microfluidos biomédica

El desarrollo de la tecnología de microfluidos ha permitido una amplia gama de nuevas técnicas biomédicas que aprovechan la única física de flujos de escala microscópica^1,2. Esto incluye las técnicas diagnósticas construidas sobre plataformas de microfluidos que cuantifican biomarcadores clínicamente relevantes, incluyendo célula rigidez³, marcadores de superficie⁴y crecimiento⁵. Mediante la manipulación de las células, dispositivos microfluídicos también pueden utilizarse para medir la heterogeneidad de biomarcadores, por ejemplo como indicador de la malignidad⁶. La capacidad de combinar aplicaciones de microfluidos con microscopía ha aumentado aún más la utilidad de estas plataformas permitiendo dispositivos que miden los múltiples biomarcadores simultáneamente⁷.

QPM es una técnica de microscopía que mide el desplazamiento de fase como la luz pasa a través e interactúa con la materia dentro de las muestras transparentes. La masa de células individuales puede calcularse medidas de QPM, usando la conocida relación entre el índice de refracción y la densidad de biomasa^8,9. Trabajo previo ha demostrado que el QPM es capaz de medir parámetros clínicamente relevantes como célula crecimiento^10,11 y célula propiedades mecánicas mediante trastorno fuerza¹². Cuando se combina con la microfluídica, QPM se puede potencialmente utilizar para medir el comportamiento de la célula en un ambiente altamente controlado en vitro. Uno de los principales retos de combinación de QPM con la microfluídica es el alto índice de refracción de los polímeros más utilizados para construir microfluídicos canales via litografía blanda¹³.

Un importante reto frente a la combinación de la microfluídica con diversas técnicas de microscopía es el desajuste entre el índice de refracción del material necesario en relación con el índice de refracción de agua^14,15. Un método para tratar esto es mediante el uso de un polímero de bajo índice de refracción como CYTOP¹⁶ o V2000 MY133¹³. Este último es un fluorados ultravioleta (UV)-polímero de acrilato curado que tiene un índice de refracción similar al agua (n = 1.33) y que es compatible con técnicas de litografía blanda, lo que permite una integración suave en microfluidos establecido muchos flujos de fabricación del dispositivo. Esto hace no sólo conveniente para la fabricación de dispositivos microfluídicos MY133-V2000, pero también le permite combinarse fácilmente con QPM y otros enfoques de la microscopia, para medir el comportamiento de la célula en la Colonia y en una escala unicelular. MY133-V2000 elimina artefactos debido a fase desenvolver produciendo poco, si cualquiera, cambio de fase como la luz pasa a través de la interfaz agua-MY133.

Aunque eliminar el desequilibrio en el índice de refracción, uno de los desafíos principales asociado a los dispositivos fabricados con polímeros fluorados, como MY133-V2000, es la baja adherencia a otros materiales como el vidrio o PDMS. El presente trabajo muestra la fabricación de un dispositivo de microfluidos MY133 V2000 usando litografía blanda. Con O₂ de plasma para el tratamiento de la superficie del canal y el PDMS sustrato combinado con un soporte de acrílico fabricados costumbre asegura que el dispositivo se adhiere al sustrato, creando un canal cerrado. Este dispositivo es adecuado para el cultivo celular y QPM para medir la masa de células en el canal, que tiene aplicaciones importantes para medir el crecimiento de células vivas y el transporte intracelular de la biomasa celular, los que tienen relevancia clínica en el diagnóstico descubrimiento de la medicina y de la droga.