Summary

생물 의학 마이크로 대 한 굴절 인덱스 일치 장치 제조

Published: September 10, 2018
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Summary

이 프로토콜의 MY133-V2000 아닌 구조와 용액 microchannels 일치 하지 않을 굴절율 때문에 자주 발생 하는 아티팩트를 제거 하기 위해 미세 소자의 제작을 설명 합니다. 이 프로토콜 캡슐화 된 장치, 화학적 그리고 기계적으로 접착을 향상을 압축 하는 아크릴 홀더를 사용 합니다.

Abstract

미세 소자의 사용 생물 의학 응용 프로그램에 대 한 정의 도구로 떠오르고 있다. 현대 현미경 검사 법 기술로 결합 될 때이 장치 동시 보완 측정 수 있는 강력한 플랫폼의 일부로 구현할 수 있습니다. 이러한 두 가지 기술 조합 하 여 만든 기본 도전 미세 소자를 전통적으로 사용 되는 재료와 일반적으로 의학에서 사용 되는 수성 솔루션 사이의 굴절률의 불일치 이다. 이 불일치는 채널 또는 장치 가장자리 근처 광 아티팩트를 만들 수 있습니다. 하나의 솔루션은 MY133-V2000 그 굴절률은 물 비슷합니다 같은 플 루 오 르 폴리머를 사용 하 여 장치를 조작 하는 데 사용 하는 재료의 굴절률을 줄이기 위해 (n = 1.33). 여기, MY133-V2000 소프트 리소 그래피 기술을 사용 하 여 만든 미세 장치 건설 시연 되는 아크릴 홀더 함께 MY133-V2000 조작 장치 사이 접착 증가 O2 플라즈마를 사용 하 여와 입니다 (PDMS) 기판입니다. 장치 다음 24 h 일반적인 이미징 실험의 과정 세포 배양 조건을 유지 하는 장치의 기능을 설명 하기 위해 세포 배양으로 가득 그것을 배양 하 여 테스트 됩니다. 마지막으로, 양적 위상 현미경 (QPM)는 아닌 라이브 부착 셀 내의 질량 분포를 측정 하는 데 사용 됩니다. 이 이렇게, 증가 정밀, PDMS, 등 전통적인 소프트 리소 그래피 재료 대신 MY133 V2000 같은 낮은 인덱스의 굴절 폴리머에서 장치를 조작 하 여 사용 설명 했다. 전반적으로, 미세 장치 조작에 대 한이 방법은 광학 아티팩트를 줄이고 측정 정밀도 증가 하기 위하여 기존의 소프트 리소 그래피 워크플로로 쉽게 통합 될 수 있습니다.

Introduction

미세 기술 개발은 다양 한 미세한 규모 흐름1,2의 독특한 물리를 활용 하 여 새로운 생물 의학 기술 활성화 하 고 있다. 이 셀 강성3, 표면 마커4및 성장5를 포함 하 여 임상 관련 생체 계량 미세 플랫폼에 내장 된 진단 기술을 포함 합니다. 단일 셀을 조작 하 여 미세 장치 또한 종은6의 지표로 서 예 biomarker이 측정 하기 위해 사용할 수 있습니다. 미세 현미경으로 응용 프로그램을 결합 하는 기능 추가 다중 바이오 마커를 동시에 측정 하는 장치에 대 한 함으로써 이러한 플랫폼의 유틸리티 증가7.

QPM 빛 통과 하 고 투명 한 샘플 내부 물질과 상호 작용 하는 위상 변화를 측정 하는 현미경 검사 법 기술입니다. 개별 셀의 질량 QPM 측정, 굴절률 및 바이오 매스 밀도8,9사이 알려진된 관계를 사용 하 여 계산할 수 있습니다. 이전 작업 QPM는 세포 성장10,11 및 셀 기계적 성질을 통해 장애 강도12와 같은 임상적으로 관련 된 매개 변수를 측정 능력을 보이고 있다. 마이크로와 결합 하면, QPM 잠재적으로는 매우 통제 된 환경에서 에 체 외에서세포 동작 측정에 사용할 수 있습니다. 마이크로 QPM 결합에 직면 하는 주요 과제 중 하나입니다 대부분 고분자 미세 채널을 통해 소프트 리소 그래피13을 생성 하는 데 사용의 높은 굴절률.

다양 한 현미경 검사 법 기술로 마이크로의 조합에 직면 하는 중요 한 도전 물14,15의 굴절률에 상대적인 장치 물자의 굴절률 사이 불일치 이다. 이 문제를 해결 하는 방법은 CYTOP16 등 MY133 V200013낮은 굴절률 폴리머 사용입니다. 후자는 불 자외선 (UV)-물과 유사한 굴절률을 치료할 수 있는 아크릴 폴리머 (n = 1.33) 소프트 리소 그래피 기술, 많은 설립된 미세에 매끄러운 통합에 대 한 허용과 호환 이며 장치 제작 워크플로입니다. 이 MY133 V2000 미세 장치 제조에 적합 하지 않은 만들지만 또한 QPM 및 다른 현미경 접근 식민지와는 단일 셀에 셀 동작 측정을 쉽게 결합 될 수 있습니다. MY133-V2000 단계 빛 통과 물 MY133 인터페이스도 작은 경우, 위상 변화를 생산 하 여 풀기 때문 아티팩트를 제거 합니다.

굴절률의 불일치를 제거, MY133-V2000, 같은 플 루 오 르 폴리머에서 조작 장치와 관련 한 주요 도전 유리 또는 PDMS 등 다른 재료를 낮은 준수는. 현재 작업 소프트 리소 그래피를 사용 하 여 MY133 V2000 미세 소자의 제조를 보여 줍니다. 둘 다 채널과 PDMS의 표면 처리를 O2 플라즈마를 사용 하 여 기판 사용자 정의 조작 아크릴 홀더 결합 장치 된 채널을 만드는 기판에 준수 보장 합니다. 이 장치는 세포 배양 및 QPM 진단에 임상 관련성 있는 둘 다 라이브 세포의 성장과 셀 바이오 매스의 세포내 수송을 측정 하기 위한 중요 한 응용 프로그램은 채널에 세포의 질량 측정에 적합 의학 및 약 발견입니다.

Protocol

1입니다. 제조입니다 부정 입니다의 준비 PDMS 실리콘 탄성 중합체의 고 경화 시의 1.8 g 18 g을 측정 합니다. 포함 하는 고무 보트를 측정으로 치료 시 약을 붓는 다. 탄성 중합체와 적극적으로 1 분에 대 한 치료 시 약을 혼합 하 고 30 분 동안 진공 챔버에 넣고 혼합물. 진공에서는 PDMS를 제거, 쿠키 커터를 사용 하 여 부정에 15 g (반지름 = 3.8 c m) 유지 하는 PD…

Representative Results

이 프로토콜 MY133-V2000, 물의 일치 하는 낮은 굴절률을 가진 플 루 오 르 폴리머의 제조를 설명 합니다. 이 프로토콜의 주요 특징은 플 루 오 르 폴리머의 특성은 산소 플라즈마를 사용 하 여 고 채널을 봉인 하는 데 필요한 여분의 기계적인 힘을 제공 하는 아크릴 홀더 내에서 장치를 조작 하 여 접착의 부족을 극복 하는 방법 PDMS 기판 (그림 1)에 대 한 ?…

Discussion

MY133-V2000 PDMS 등 전통적인 소프트 리소 그래피 제조 재료 대신 사용할 수 있습니다. 이전 작업은 높은 인덱스의 굴절, PDMS, 같은 재료 제조 재료와 채널 내부의 용액 사이의 일치 하지 않는 인덱스의 굴절으로 인해 채널 벽 근처 중요 한 유물을 소개 보이고 있다 13. MY133-V2000 미세 장치 생명 의학 어플리케이션에 일반적으로 사용 되는 수성 솔루션의 굴절률을 일치 수 있습니다. 뚜?…

Divulgations

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

이 작품와 함께에서 자금 뿐만 아니라 연구를 위한 부통령의 사무실 부여 P30 CA042014 사냥꾼 암 연구소 그리고 사냥꾼 암 연구소에서 음악원 프로그램 유타 대학에 의해 지원 되었다.

Materials

MY133-V2000 MY Polymers MY133-V2000
Sylgard 184 Ellsworth Adhesives 184 SIL ELAST KIT 0.5KG
Fisher Premium microscope slides Fisher Scientific 12-544-4
.118"(3.0mm) x 12" x 12" Acrylic Sheet United States Plastic Corp 44290
.060"(1.5mm) x 12" x 12" Acrylic Sheet United States Plastic Corp 44200
SCIGRIP 3 Very Fast Set Acrylic Cement United States Plastic Corp 45735
Standard Aluminum Foil (.6 mm thick) VWR 89107-726
Kim Wipes Fisher Scientific 06-666
Insta-Cure+ Super Glue Bob Smith Industries BSI-109
1/8" PVC tubing McMaster Carr 5231K55
McCormick Food Coloring Target 13353207
X-Acto #1 Precision Knife X-Acto X3201
X-Acto #18 Heavyweight wood chiseling blade X-Acto X218
VWR Razor Blades VWR 55411-055
Surface Treated Cell Culture Dishes Fisher Scientific FBO12922
Fibronectin Human Plasma Sigma-Aldritch F0895-1MG
Trypsin-EDTA 10x Fisher Scientific 15-400-054
Corning Dulbecco's Phosphate Buffered Saline Fisher Scientific MT21030CM
Gibco Penicillin-Streptomycin Fisher Scientific 15-140-148
HyClone Nonessential Amino Acids 100x Fisher Scientific SH3023801
Fetal Bovine Serum Omega Scientific FB-12
Corning DMEM with L-glutamine and glucose Fisher Scientific MT10013CV
Trichloro(1H,1H,2H,2H-perfluorooctyl)silane Sigma-Aldritch 448931 Reacts violently with water
Ethanol, 200 proof Decon Labs Fisher Scientific 04-355-223
Acetone Fisher Scientific A18P-4
Bel-Art 42025 Plastic Dessicator Cole-Parmer EW-06514-30
Epilog Fusion Laser Cutter, 120 W Epilog Laser Epilog Fusion M2 32 Laser
Isotemp Stirring Hotplate Fisher Scientific SP88850200
Ateco 14111 1.5 inch stainless steel cutter Ateco 14111
Pyrex Glass Cell Culture Dish Fisher Scientific 08-747B
Radio Frequency Plasma Cleaner Harrick Plasma PDC-32G Used with Oxygen gas
Black Hole Laboratories Digivac Black Hole Laboratories Model 215
Intelli-Ray Ultraviolet Oven Uvitron UVO338
Compact Spin Coater MTI Corporation VTC-100A
Fisher Brand Isotemp Oven Fisher Scientific 15-103-0510 Forced Air Convection
Gilson Positive Displacement Pipette P1000 Fisher Scientific FD10006G
HeraCell VIOS 160i Fisher Scientific 13 998 212PM

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Citer Cet Article
Polanco, E. R., Western, N., Zangle, T. A. Fabrication of Refractive-index-matched Devices for Biomedical Microfluidics. J. Vis. Exp. (139), e58296, doi:10.3791/58296 (2018).

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