認為大…然後请收縮

由米歇爾 Khine 教授

米歇爾 Khine,生物醫學工程加州大學 Dept 教授,爾灣
對應的作者: mkhine@uci.edu

摘要:

微型和極小製作的挑戰在困難和費用在與仿造交往在這樣高分辨率。 而不是取決於傳統製造技術 -- 主要繼承從半導體行業 -- 对 microfluidic 應用,我們開發了一個完全不同的途徑。 我們仿造在大規模,是容易和耗費小的,并且取決於預應力的記憶聚合體形狀頁的熱誘發的放鬆 (多苯乙烯和聚烯烴) 達到我們的期望結構。 使用此途徑,我們顯示出,我們可以用集成 nanostructures 在幾分鐘內創建完全功能和完全 microfluidic 設備。 這些設備可以為仅便士被創建每個籌碼和沒有任何專用的昂貴的設備。 這使研究員由基本的生物研究使自定義微系統按需式為應用範圍到乾細胞研究對問題的關心診斷設備檢測傳染病。 在此介紹,我將覆核我的實驗室的途徑對這些區中的每一。

簡介

為了 microfluidic 技術能執行造成對域的重大影向其潛在例如乾細胞技術、系統生物學和點關心診斷必須跨接在學術原型和工業標準設備之間的不變峽谷。 當多數學術實驗室原型通過在 polydimethylsiloxane (PDMS) 時,行業的虛擬石版印刷是主要不寬容的對 PDMS 內在的 materkal 缺點,包括: 脹大,無選擇性的吸收和粗劣的機械性能。 行業依靠塑料,包括多苯乙烯 (PS)和聚烯烴 (PO)1。 要創建這樣罰款功能在塑料,然而,典型地要求熱裝飾或注坯模型。 這兩個途徑要求在消耗大的資本器材和主要阻止學術原型的廣泛的加工時間的大量投資2,3。 使用收縮薄膜 techology,我們引入一個新穎,迅速和超低費用方法製造與集成 nanostructures 的微系統。

我們仿造在大規模,是容易和耗費小的,并且取決於預應力的記憶聚合體形狀頁的熱誘發的放鬆達到我們的期望結構4-6。 我們與收縮薄膜的以前的工作著重稱 「Shrinky-Dinks 的」多苯乙烯玩具的應用7。 PS 顯示顯示對區的 60% 減少在收縮和與激光打印機一道用於製造生產的重要資料 PDMS microfluidic 設備和細胞培養的微井7,8。 Direct 仿造頁通過蝕刻或證言顯示創建完全 microfluidic 設備和被擴展創建集成複雜 microfluidic 設計和蛋白質地點的一個功能生物芯片。

超速的圖 1.,低成本納諾集成微系統製造過程。 開始從空白熱塑性塑料的頁,一个可能通過應用材料對或取消材料創建多種微和納諾結構從塑料。 在熱化,頁縮回,導致所有更加僵硬的材料 (即金屬,折)。 完全 3D 被堆積的 microfluidic 籌碼在幾分鐘內達到以及細胞的穩健基體學習。

最近,我們顯示出,聚烯烴收縮薄膜陳列對區的 95% 減少虛擬石版印刷的高方面模板的9。 通過結合與一位低價的數字式工藝切割工,我們能也達到相對地有平穩的表面、垂直的側壁和高長寬比通道的統一和一致的完全 microfluidic 通道有充分超過用於的工具的側向解決方法的削減他們10。 層的熱量接合導致一個嚴格保稅的籌碼,與洩漏證明通道和同源表面和厚層性質。 複雜 microfluidic 設計可以正在進行中容易地被設計,并且蛋白質檢驗容易地也集成設備。


參考

  1. C.K. Fredrickson, Z. Xia, C. Das, R. 福格遜, F.T. Tavares 和 Z.H. Fan, J Microelectromech S, 2006年, 15日 1060-1068。
  2. P. Abgrall, L.N. Low 和 N.T. Nguyen,實驗室籌碼, 2007年, 7, 520-522。
  3. H.B. 劉和 H.Q. Gong, J. Micromech。 Microeng。, 2009年, 19, 037002。
  4. K. Sollier、 C.A. Mandon, K.A. Heyries, L.J. Blum 和 C.A. Marquette,實驗室籌碼, 2009年, 9, 3489-3494。
  5. M. 長期, M.A. Sprague, A.A. Grimes, B.D. Rich 和 M. Khine, Appl Phys Lett, 2009年, 94, -。
  6. C.S. 陳, D.N. Breslauer, J.I. 月神、 A. Grimes, W.C. 奇恩角, L.P. Leeb 和 M. Khine,實驗室籌碼, 2008年, 8, 622-624。
  7. A. 汙穢物、 D.N. Breslauer, M. Long, J. Pegan, L.P. 李和 M. Khine,實驗室籌碼, 2008年, 8, 170-172。
  8. D. Nguyen, M. Khine,實驗室籌碼, 2009年, 9, 3338-3344 S. Sa、 J.D. Pegan, B. Rich, G.X. Xiang, K.E. McCloskey, J.O. Manilay 和。
  9. D. Nguyen、 D. 泰勒, K. 錢, N. Norouzi, J. Rasmussen, S. Botzet, K.H. Lehmann, K. Halverson 和 M. Khine,實驗室籌碼, 2010年, 10日 1623-1626。
  10. D. 泰勒, D. Dyer, V. Lew, M. Khine,實驗室籌碼, 2010年, DOI : 10.1039/c00473.

版權 AZoNano.com, MANCEF.org

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

Last Update: 14. June 2013 03:58

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