Pensi che Grande… Poi Restringa

dal Professor Michelle Khine

Il Professor Michelle Khine, Reparto di Assistenza Tecnica Biomedica, Università di California, Irvine
Autore Corrispondente: mkhine@uci.edu

Riassunto:

La sfida di micro- e di nanofabbricazione si trova nelle difficoltà e nei costi connessi con il modello ad tale alta risoluzione. Invece di contare sulle tecniche di montaggio di tradizione -- in gran parte ereditato dall'industria a semiconduttore -- per le applicazioni microfluidic, abbiamo sviluppato un approccio radicalmente differente. Modelliamo alla larga scala, che è facile ed economica e contiamo sul rilassamento provocato dal calore delle lamiere sottili rilevate in anticipo del polimero di memoria di forma (polistirolo e poliolefina) per raggiungere le nostre strutture desiderate. Facendo Uso di questo approccio, abbiamo dimostrato che possiamo creare completamente - le unità microfluidic funzionali e complete con i nanostructures integrati in pochi minuti. Queste unità possono essere create per soltanto i penny per chip e senza alcuna strumentazione costosa dedicata. Ciò permette ai ricercatori di rendere i microsistemi su ordinazione a vista per un intervallo delle applicazioni dagli studi di base di biologia alla ricerca della cellula staminale a punto dei dispositivi diagnostici di cura per diagnosticare le malattie infettive. In questa presentazione, esaminerò l'approccio del mio laboratorio a ciascuna di queste aree.

Introduzione

In modo che la tecnologia microfluidic per compiere il suo potenziale di avere un impatto significativo sui campi quali le tecnologie della cellula staminale, la biologia di sistemi ed i sistemi diagnostici di punto-de-cura la voragine persistente fra modello accademico e le unità dello standard industriale deve essere gettata un ponte su. Mentre la maggior parte del prototipo di laboratori accademico via la litografia morbida nel polydimethylsiloxane (PDMS), l'industria è in gran parte intollerante agli svantaggi materkal inerenti di PDMS, includere: gonfiore, assorbimento non selettivo e beni meccanici difficili. L'Industria conta sulla plastica, compreso il polistirolo (PS) e le poliolefine (PO)1. Per creare tali funzionalità dell'ammenda in plastica, tuttavia, richiede tipicamente la goffratura calda o lo stampaggio ad iniezione. Entrambi approcci richiedono gli investimenti consistenti in beni strumentali costosi e nell'esteso tempo di lavorazione che in gran parte preclude il modello accademico2,3. Introduciamo un romanzo, una rapida e una strategia di ultra-basso-costo per da costruzione i microsistemi con i nanostructures integrati facendo uso del techology del film restringibile.

Modelliamo alla larga scala, che è facile ed economica e contiamo sul rilassamento provocato dal calore delle lamiere sottili rilevate in anticipo del polimero di memoria di forma per raggiungere le nostre strutture desiderate4-6. I Nostri lavori precedenti con i film restringibili hanno messo a fuoco sulle applicazioni di un giocattolo del polistirolo chiamato “Shrinky-Dinks„7. Lo PS è stato indicato per video un rapporto di riproduzione di 60% dell'area sopra il restringimento ed è stato usato insieme con una stampante a laser per da costruzione i supervisori per la lavorazione delle unità microfluidic di PDMS ed i micro pozzi per coltura cellulare7,8. Il modello Direct delle lamiere sottili con incisione o il deposito è stato indicato per creare le unità microfluidic complete ed è stato ampliato su per creare un biochip funzionale che ha integrato le progettazioni microfluidic complesse ed i punti delle proteine.

Figura 1. Ultrarapida, processo di fabbricazione di basso costo dei microsistemi nano-integrati. Cominciando con una lamiera sottile termoplastica in bianco, una può creare le varie micro e strutture nane applicando i materiali a o rimuovendo i materiali dalla plastica. Sopra il riscaldamento, la lamiera sottile ritira, causando tutti i materiali più rigidi (per esempio metalli, inarcarsi). I chip microfluidic impilati 3D Completi sono raggiunti in pochi minuti come pure i substrati robusti per la cella studia.

Recentemente, abbiamo dimostrato che una pellicola sottile degli strizzacervelli della poliolefina esibisce un rapporto di riproduzione di 95% dell'area per i modelli di alto-aspetto per la litografia morbida9. Combinandoci con una tagliatrice digitale a basso costo del mestiere, potevamo anche raggiungere i canali microfluidic completi relativamente costanti e coerenti con le superfici regolari, i muri laterali verticali e gli alti canali di allungamento con le risoluzioni laterali ben oltre lo strumento utilizzato per tagliarle10. La termosaldatura dei livelli provoca un chip forte tenuto da adesivo, con i canali della prova della perdita ed i beni alla rinfusa omogenei e del superficie. Le progettazioni microfluidic Complesse possono essere progettate facilmente in moto ed analisi della proteina anche integrate prontamente nell'unità.


Riferimenti

  1. C.K. Fredrickson, Z. Xia, C. Das, R. Ferguson, F.T. Tavares e Z.H. Fan, J Microelectromech S, 2006, 15, 1060-1068.
  2. P. Abgrall, L.N. Low e N.T. Nguyen, Chip del Laboratorio, 2007, 7, 520-522.
  3. H.B. Liu e H.Q. Gong, J. Micromech. Microeng., 2009, 19, 037002.
  4. K. Sollier, C.A. Mandon, K.A. Heyries, L.J. Blum e C.A. Marquette, Chip del Laboratorio, 2009, 9, 3489-3494.
  5. M. Lungamente, M.A. Sprague, A.A. Grimes, B.D. Rich e M. Khine, Appl Phys Lett, 2009, 94, -.
  6. C.S. Chen, D.N. Breslauer, J.I. Luna, A. Grimes, W.C. Chin, L.P. Leeb e M. Khine, Chip del Laboratorio, 2008, 8, 622-624.
  7. A. Grimes, D.N. Breslauer, M. Long, J. Pegan, L.P. Lee e M. Khine, Chip del Laboratorio, 2008, 8, 170-172.
  8. D. Nguyen, S. Sa, J.D. Pegan, B. Rich, G.X. Xiang, K.E. McCloskey, J.O. Manilay e M. Khine, Chip del Laboratorio, 2009, 9, 3338-3344.
  9. D. Nguyen, D. Taylor, K. Qian, N. Norouzi, J. Rasmussen, S. Botzet, K.H. Lehmann, K. Halverson e M. Khine, Chip del Laboratorio, 2010, 10, 1623-1626.
  10. D. Taylor, D. Dyer, V. Lew, M. Khine, Chip del Laboratorio, 2010, DOI: 10.1039/c00473.

Copyright AZoNano.com, MANCEF.org

Date Added: Dec 22, 2010 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 14. June 2013 04:16

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