…それから縮めなさいことを大きいことを考えて下さい

教授によってミシェール Khine

ミシェール Khine、生体医用工学、アーヴァインカリフォルニア大学の Dept 教授
対応する著者: mkhine@uci.edu

概要:

マイクロおよび nano 製造の挑戦はそのような高リゾリューションで模造と関連付けられる難しさおよび費用にあります。 伝統の製造の技術に頼るかわりに -- 半導体工業から主として受継がれて -- microfluidic アプリケーションのために、私達は根本的に異なるアプローチを開発しました。 私達は容易、安価である、模造しプレストレスト形状記憶高分子シートの熱誘発の弛緩に私達の望ましい構造を達成するために (ポリスチレンおよびポリオレフィン) 頼ります大規模で。 このアプローチを使用して、私達は私達が統合された nanostructures とフル機能装備および完全な microfluidic 装置を数分以内に作成してもいいことを示しました。 これらの装置はチップごとのそして専用高価な装置のないペニーだけのために作成することができます。 これは研究者がから幹細胞の研究心配の診断装置のポイント応用範囲のためにオンデマンドに感染症を検出するためにににカスタムミクロシステムを基本的な生物学の調査することを可能にします。 この提示では、私はこれらの領域のそれぞれに私の実験室のアプローチを見直します。

導入

幹細胞の技術、システムズ生物学およびポイントの心配の診断のようなフィールドの重大な影響の作成の潜在性を達成する microfluidic 技術のために学術のプロトタイピングと業界標準装置間の耐久性がある溝は繋がれなければなりません。 polydimethylsiloxane (PDMS) の柔らかい石版印刷によるほとんどの学術の実験室プロトタイプが、企業 PDMS の固有の materkal 欠点に主として不寛容な間、下記のものを含んでいること: 膨張、非選択吸収および悪い機械特性。 企業はポリスチレンおよびポリオレフィンを含むプラスチックに (PS)、頼ります (PO)1。 しかしプラスチックでそのような罰金機能を作成することは普通熱い浮彫りになるか、または射出成形を必要とします。 両方のアプローチは高い資本設備および主として学術のプロトタイピングを排除する広範な処理時間の相当な投資を必要とします2,3。 私達は収縮フィルムの techology を使用して統合された nanostructures のミクロシステムを製造するために新しく、急速な、および超低費用の作戦をもたらします。

私達は容易、安価である、模造しプレストレスト形状記憶高分子シートの熱誘発の弛緩に私達の望ましい構造を達成するために頼ります大規模で4-6。 収縮フィルムが付いている私達の前の仕事は 「Shrinky-Dinks」と呼出されるポリスチレンのおもちゃのアプリケーションに焦点を合わせました7。 PS が収縮に領域の 60% の減少を表示するために示され、レーザ・プリンタと共に PDMS の microfluidic 装置の製造のためのマスターおよび細胞培養のためのマイクロ井戸を製造するのに使用されました7,8。 エッチングまたは沈殿によるシートの Direct 模造は完全な microfluidic 装置を作成するために示され統合された複雑な microfluidic デザインおよび蛋白質の点機能 biochip を作成するために発展しました。

超急速な図 1. nano 統合されたミクロシステムの低価格の製造工程。 ブランク熱可塑性シートから開始して、 1 つは材料をに加えるか、またはプラスチックから材料を取除くことによってさまざまなマイクロおよび nano 構造を作成できます。 暖房に、シートは引き込みま、より堅い材料 (例えば金属、締めるため) を引き起します。 完全な 3D によってスタックされる microfluidic チップは数分以内に達成されます、またセルのための強い基板は調査します。

最近、私達はポリオレフィンの収縮の薄膜が柔らかい石版印刷の高面のテンプレートのための領域の 95% の減少を表わすことを示しました9。 低価格のデジタルクラフトのカッターによって結合によって、私達はまたそれらを切るのに使用されたツールをはるかに越えて側面解像度のスムーズな表面、縦のサイドウォールおよび高いアスペクトレシオチャネルが付いている比較的均一および一貫した完全な microfluidic チャネルを達成できました10。 層の熱結合は強く担保付きチップ、漏出証拠チャネルと、および同種の表面およびバルク特性で起因します。 複雑な microfluidic デザインは容易にオンザフライ式で設計することができ、蛋白質はまた装置に容易に統合されて試金します。


参照

  1. C.K. Fredrickson、 Z. Xia、 C. Das、 R. ファーガソン、 F.T. Tavares および Z.H. Fan、 J Microelectromech S 2006 年、 15 1060-1068。
  2. P. Abgrall、 L.N. Low および N.T. Nguyen の実験室チップ 2007 年、 7、 520-522。
  3. H.B. 劉および H.Q. Gong、 J. Micromech。 Microeng。、 2009 年、 19、 037002。
  4. K. Sollier、 C.A. Mandon、 K.A. Heyries、 L.J. Blum および C.A. Marquette の実験室チップ 2009 年、 9、 3489-3494。
  5. M. 長く、 M.A. Sprague、 A.A. Grimes、 B.D. Rich および M. Khine、 Appl Phys Lett 2009 年、 94、 -。
  6. C.S. 陳、 D.N. Breslauer、 J.I. ルナ、 A. Grimes、 W.C. Chin、 L.P. Leeb および M. Khine の実験室チップ 2008 年、 8、 622-624。
  7. A. 汚れ、 D.N. Breslauer、 M. Long、 J. Pegan、 L.P. リーおよび M. Khine の実験室チップ 2008 年、 8、 170-172。
  8. D. Nguyen の Sa、 J.D. Pegan、 B. Rich、 G.X. Xiang、 K.E. McCloskey、 J.O. Manilay および M. Khine の実験室チップ 2009 年、 9、 3338-3344 S。
  9. D. Nguyen、 D. テイラー、 K. チエン、 N. Norouzi、 J. Rasmussen、 S. Botzet、 K.H. Lehmann、 K. Halverson および M. Khine の実験室チップ 2010 年、 10 1623-1626。
  10. D. テイラー、 V. Lew、 M. Khine の実験室チップ 2010 年、 DOI、 D. Dyer: 10.1039/c00473.

版権 AZoNano.com、 MANCEF.org

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

Last Update: 14. June 2013 04:20

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