Herstellung von refraktiven Index passende Geräte für biomedizinische Mikrofluidik

Die Entwicklung von mikrofluidischen Technologie ermöglichte eine Vielzahl neuer biomedizinischer Techniken, die die einzigartige Physik der mikroskopischen Skala fließt^1,2nutzen. Dazu gehören die diagnostischen Techniken gebaut auf mikrofluidischen Plattformen, die klinisch relevante Biomarkern, einschließlich Zelle Steifigkeit³, oberflächenmarker-⁴und Wachstum⁵zu quantifizieren. Durch die Manipulation einzelner Zellen, mikrofluidischen Geräten auch einsetzbar, Biomarker Heterogenität, zum Beispiel als Indikator für Malignität⁶zu messen. Die Fähigkeit, mikrofluidische Anwendungen mit Mikroskopie zu verbinden das Dienstprogramm dieser Plattformen für Geräte, die simultane Messung von mehreren Biomarker ermöglicht weiter gestiegen⁷.

QPM ist eine Mikroskopie-Technik, die die Phasenverschiebung misst wie Licht durchläuft und mit der Materie im Inneren transparenten Proben interagiert. Die Masse der einzelnen Zellen kann von QPM Messungen berechnet werden, mithilfe der bekannten Beziehung zwischen Brechungsindex und der Biomasse Dichte^8,9. Bisherigen Arbeit hat gezeigt, dass QPM in der Lage ist, klinisch relevante Parameter wie z. B. Zelle Wachstum^10,11 und Zelle mechanische Eigenschaften über Unordnung Stärke¹²messen. In Kombination mit Mikrofluidik QPM potenziell lässt sich Zelle Verhalten in einem sehr kontrollierten Umgebung in Vitrozu messen. Eines der primären Herausforderungen QPM mit Mikrofluidik zu verbinden ist hohen Brechungsindex von den meisten Polymeren verwendet, mikrofluidische Kanäle über weiche Lithographie¹³zu konstruieren.

Eine wichtige Herausforderung für die Kombination von Mikrofluidik mit verschiedenen mikroskopiertechniken ist das Missverhältnis zwischen der Brechungsindex des Materials im Verhältnis zu der Brechungsindex von Wasser^14,15Gerät. Eine Methode, um dies zu beheben ist die Verwendung von einem niedrigen Brechungsindex Polymer wie CYTOP¹⁶ oder MY133-V2000¹³. Letzteres ist eine fluorierte ultravioletten (UV)-heilbar Acrylat Polymer, das hat einen Brechungsindex ähnlich wie Wasser (n = 1,33) und mit weichen Lithographie Techniken, so dass für eine reibungslose Integration in vielen etablierten mikrofluidischen kompatibel ist Gerät-Fertigung-Workflows. Dies macht MY133-V2000 nicht nur geeignet für mikrofluidischen Gerät Fertigung, sondern auch ermöglicht es leicht kombinierbar mit QPM und andere Ansätze Mikroskopie Zelle Verhalten in der Kolonie und auf einer einzelligen Skala zu messen. MY133-V2000 beseitigt Artefakte durch Phase Auspacken durch wenig, wenn überhaupt, Phasenverschiebung als Licht durchläuft die Wasser-MY133-Schnittstelle herzustellen.

Obwohl das Missverhältnis im Brechungsindex zu eliminieren, ist eine große Herausforderung, die verbunden sind mit den Geräten hergestellt aus fluorierten Polymeren, z. B. MY133-V2000, die geringe Einhaltung von anderen Materialien wie Glas oder PDMS. Die vorliegende Arbeit zeigt die Herstellung einer MY133-V2000 mikrofluidischen Vorrichtung mit weichen Lithographie. Mit O₂ Plasma zur Behandlung von der Oberfläche des Kanals und der PDMS Substrat kombiniert mit einem Custom-fabrizierten Acryl Halter sorgt dafür, dass das Gerät hält sich an das Substrat, Schaffung eines verschlossenen Kanals. Dieses Gerät eignet sich für Zellkultur und QPM, die Masse von Zellen in den Kanal zu messen, die wichtige Anwendungen zur Messung des Wachstums von lebenden Zellen und den intrazellulären Transport von Zelle Biomasse hat klinischen Relevanz, die beide in der Diagnostik haben Medizin und Drug Discovery.