Fabrication de dispositifs de réfraction-index-assortie de microfluidique biomédicale

Le développement d’une technologie microfluidique a permis un large éventail de nouvelles techniques biomédicales qui s’appuient sur la physique unique de flux à l’échelle microscopique^1,2. Cela inclut les techniques diagnostiques construites sur des plateformes microfluidiques qui quantifient les biomarqueurs cliniquement pertinents, y compris la cellule rigidité³marqueurs de surface⁴et⁵de la croissance. En manipulant les cellules individuelles, Dispositifs microfluidiques permet également de mesurer l’hétérogénéité biomarqueur, par exemple comme un indicateur de malignité⁶. La possibilité de combiner des applications microfluidic microscopie a augmenté davantage l’utilité de ces plateformes en permettant à des appareils qui mesurent différents biomarqueurs simultanément⁷.

QPM est une technique de microscopie qui mesure le décalage de phase comme lumière traverse et interagit avec la matière à l’intérieur des échantillons transparents. La masse de cellules individuelles peut être calculée à partir des mesures QPM, en utilisant la relation connue entre l’indice de réfraction et la densité de biomasse^8,9. Travaux antérieurs ont montré que QPM est capable de mesurer des paramètres cliniquement pertinents tels que la cellule croissance^10,11 et cellule propriétés mécaniques par trouble force¹². Lorsqu’il est combiné avec la microfluidique, QPM est potentiellement utilisable pour mesurer le comportement de cellules dans un milieu hautement contrôlé en vitro. L’un des principaux défis alliant QPM microfluidique est l’indice de réfraction élevé de la plupart des polymères utilisés pour construire la microfluidique canaux via Lithographie douce¹³.

Un défi important pour la combinaison de microfluidique avec diverses techniques de microscopie est le décalage entre l’indice de réfraction du matériau périphérique par rapport à l’indice de réfraction de l’eau^14,15. Une méthode pour remédier à cette passe par l’utilisation d’un polymère de faible indice de réfraction tels que CYTOP¹⁶ ou MY133-V2000¹³. Ce dernier est un fluorés ultraviolet (UV)-polymère acrylate DURCISSABLE qui a un indice de réfraction similaire à l’eau (n = 1,33) et qui est compatible avec des techniques de lithographie douce, permettant une intégration en douceur en microfluidique établie beaucoup processus de fabrication de dispositif. Ceci rend MY133-V2000 non seulement destinée à la fabrication de dispositifs microfluidiques, mais aussi lui permet d’être facilement combinés avec QPM et autres méthodes de microscopie, pour mesurer le comportement de cellules aussi bien dans la colonie et sur une échelle de cellule unique. MY133-V2000 élimine les artefacts en raison de la phase de déballage en produisant peu ou pas, décalage de phase comme lumière traverse l’interface eau-MY133.

Bien qu’éliminer les différences d’indice de réfraction, un des principaux défis associés avec les dispositifs fabriqués à partir de polymères fluorés, tels que MY133-V2000, sont la faible adhésion à d’autres matériaux comme le verre ou PDMS. Le présent travail montre la fabrication d’un dispositif de microfluidique de MY133-V2000 utilisant Lithographie douce. À l’aide de plasma₂ O pour traiter la surface de la chaîne et le PDMS substrat combiné avec un support acrylique fabriqués sur mesure garantit que l’appareil respecte au substrat, créant un canal scellé. Cet appareil est adapté pour la culture cellulaire et QPM pour mesurer la masse des cellules dans le canal, qui a des applications importantes pour mesurer la croissance de cellules vivantes et le transport intracellulaire de biomasse cellulaire, qui ont tous deux la pertinence clinique de diagnostic médecine et découverte de médicaments.