Think Big ... Sitten Shrink

Professori Michelle Khine

Tiivistelmä:

Haaste mikro-ja nanorakenteiden valmistukseen piilee vaikeudet ja kustannukset kuviointia niin korkealla resoluutiolla. Sen sijaan vedota perinteen valmistustekniikalla - pitkälti periytynyt puolijohdeteollisuuden - ja mikrofluidinen sovelluksia, olemme kehittäneet radikaalisti erilaista lähestymistapaa. Meillä kuvio on suuressa mittakaavassa, joka on helppo ja edullinen, ja luottaa lämmön aiheuttamaa höllentäminen esijännitetyt muotomuisti polymeeri levyt (polystyreeni ja polyolefiini) saavuttaa haluttu rakenteita. Tällä menetelmällä olemme osoittaneet, että voimme luoda täysin toimiva ja täydellinen mikrofluidinen laitteita integroidulla nanorakenteita muutamassa minuutissa. Nämä laitteet voidaan luoda vain penniä per pala ja ilman omistettu kalliita laitteita. Näin tutkijat voivat tehdä mukautettuja Microsystems kysyntään erilaisia ​​sovelluksia perusbiologian tutkimuksia kantasolututkimus on hoitopaikassa diagnostisten laitteiden havaita tartuntatauteihin. Tässä esityksessä aion tarkistaa minun lab lähestymistapaa kunkin alueen.

Johdanto

Jotta mikrofluidinen teknologian tarjoama potentiaali tehdä merkittävä vaikutus muun muassa kantasolujen tekniikoita, systeemibiologia, ja point-of-care diagnostiikan jatkuva kuilu akateemisen prototyyppien ja alan standardin laitteet on sillattu. Vaikka useimmat akateemiset Labs prototyypin kautta Pehmytlitografia vuonna Polydimetyylisiloksaani (PDMS), teollisuus on pitkälti siedä luontainen materkal haitoista PDMS, kuten: turvotusta, ei-selektiiviset imeytymistä, ja huono mekaaniset ominaisuudet. Teollisuus luottaa muovit, kuten polystyreeni (PS) ja polyolefiinit (PO) ¹ . Voit luoda niin hienot ominaisuudet muovit kuitenkin edellyttää yleensä joko kuuma kohokuviointi tai ruiskuvalu. Molemmat lähestymistavat edellyttävät huomattavia investointeja kalliiden investointitavaroiden laitteistoja ja mittavia käsittelyaika että pitkälti estää akateemista prototyyppien ^{2 , 3} . Esittelemme romaani, nopea, ja ultra-low-cost strategia valmistaa Microsystems integroidulla nanorakenteita käyttäen kutistua-elokuva tekniikoihin.

Meillä kuvio on suuressa mittakaavassa, joka on helppo ja edullinen, ja luottaa lämmön aiheuttamaa höllentäminen esijännitetyt muotomuisti polymeeri levyt saavuttaa halutut rakenteet ^4-6 . Aikaisemmat toimii kutistekalvot ovat keskittyneet sovelluksia polystyreeni lelu nimeltä "Shrinky-Dinks" ⁷ . PS osoitettiin näyttää 60% pienempi ala, kutistuminen ja käytettiin yhdessä lasertulostin valmistaa isiöt valmistus PDMS mikrofluidinen laitteita ja mikro syvennyksiin soluviljelmissä ^{7 , 8} . Suora kuviointi levyjen kautta etsaus tai laskeuman osoittautui luoda täydellinen mikrofluidinen laitteita, ja oli laajennetaan luoda toimiva biosiruun että integroitu monimutkainen mikrofluidinen suunnittelee ja proteiineja paikkoja.

Kuva 1. Ultra-nopea, edullinen valmistusprosessi nano-integroidut mikrojärjestelmät. Aloittaen tyhjä termoplastinen arkki, voidaan luoda erilaisia ​​mikro-ja nano rakenteiden joko soveltamalla materiaalien tai poistamalla materiaaleja muovista. Kuumentuessa arkki vetäytyy sisään, aiheuttamatta jäykempi materiaaleja (esim. metallit, periksi). Täydellinen 3D pinottu mikrofluidinen pelimerkkejä saavutetaan muutamassa minuutissa sekä vankka substraattien solun opintoja.

Viime aikoina olemme osoittaneet, että polyolefiini kutistua ohut näyttelyesineet 95% vähennys alueen korkea-osa malleja Pehmytlitografia ⁹ . Yhdistämällä edullinen digitaalinen veneet leikkuri, pystyimme myös saavuttaa suhteellisen yhtenäinen ja johdonmukainen täydellinen mikrofluidinen kanavat jonka sileät pinnat, vertikaalinen sivuseinät, ja korkea kuvasuhde kanavaa sivusuunnassa päätöslauselmat kauas työkalu leikata niitä ¹⁰ . Lämpösidontaa kerrosten johtaa vahvasti sidottu siru, jossa tiivis kanavia, ja yhtenäinen pinta ja irtotavarana ominaisuuksia. Monimutkaiset mikrokanava mallit voidaan helposti suunniteltu lennossa ja proteiini määrityksissä myös helposti integroida laitteeseen.

Referenssit

1. CK Fredriksonin, Z. Xia, C. Das, R. Ferguson, FT Tavares ja ZH Fan, J Microelectromech S, 2006, 15, 1060-1068.
2. P. Abgrall, LN Matala ja NT Nguyen, Lab Chip, 2007, 7, 520-522.
3. HB Liu ja HQ Gong, J. Micromech. Microeng. 2009, 19, 037002.
4. K. Sollier, CA Mandon, KA Heyries, LJ Blum ja CA Marquette, Lab Chip, 2009, 9, 3489-3494.
5. M. Long, MA Sprague, AA Grimes, BD Rich ja M. Khine, Appl Phys Lett, 2009, 94, -.
6. CS Chen, DN Breslauer, JI Luna, A. Grimes, WC Chin, LP Leeb ja M. Khine, Lab Chip, 2008, 8, 622-624.
7. A. Grimes, DN Breslauer, M. Long, J. Pegan, LP Lee ja M. Khine, Lab Chip, 2008, 8, 170-172.
8. D. Nguyen, S. Sa, JD Pegan, B. Rich, GX Xiang, KE McCloskey, JO Manilay ja M. Khine, Lab Chip, 2009, 9, 3338-3344.
9. D. Nguyen, D. Taylor, K. Qian, N. Norouzi, J. Rasmussen, S. Botzet, KH Lehmann, K. Halverson ja M. Khine, Lab Chip, 2010, 10, 1623-1626.
10. D. Taylor, D. Dyer, V. Lew, M. Khine, Lab Chip, 2010, DOI: 10.1039/c00473.

Copyright AZoNano.com, MANCEF.org