이 작품와 함께에서 자금 뿐만 아니라 연구를 위한 부통령의 사무실 부여 P30 CA042014 사냥꾼 암 연구소 그리고 사냥꾼 암 연구소에서 음악원 프로그램 유타 대학에 의해 지원 되었다.

1입니다. 제조입니다 부정
<ol><li>
입니다의 준비
	<ol>
<li>PDMS 실리콘 탄성 중합체의 고 경화 시의 1.8 g 18 g을 측정 합니다. 포함 하는 고무 보트를 측정으로 치료 시 약을 붓는 다.</li>
		<li>탄성 중합체와 적극적으로 1 분에 대 한 치료 시 약을 혼합 하 고 30 분 동안 진공 챔버에 넣고 혼합물.</li>
		<li>진공에서는 PDMS를 제거, 쿠키 커터를 사용 하 여 부정에 15 g (반지름 = 3.8 c m) 유지 하는 PDMS, 측면에서 실행 고 나머지 PDMS 혼합물을 커버.</li>
		<li>10 분 동안 진공 챔버에는 PDMS를 포함 하는 몰드를 넣어.</li>
		<li>포함 된 진공 약 실에서 PDMS 몰드를 제거, 치료, 그리고 커버를 알루미늄 호 일로 60 분 150 ° C로 설정 하는 뜨거운 접시에 놓습니다.</li>
		<li>부에는 거꾸로 유리 페 트리 접시 (직경에서 10 cm), 나머지 PDMS 몰드로 다른 쿠키 커터를 사용 하 여 PDMS의 패드를 만들. PDMS 부정은 완전히 치료 될 때까지 이것을 진공 챔버에 넣어.</li>
		<li>진공에서 60 분 150 ° C에서 치료 따뜻한 핫 플레이트는 PDMS와 페 트리 접시를 전송.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
입니다의 플라즈마 표면 처리
	<ol>
<li>부정에서는 PDMS를 조심 스럽게 제거는 PDMS와 쿠키 커터 아래 날카로운 면도날을 삽입 합니다.</li>
		<li>날카로운 취미 나이프를 사용 하 여 부정적인 PDMS;의 더 큰 조각에서 잘라 그것은 부정적인 방해 없이 그것의 위에 PDMS의 다른 조각에 연결할 충분 한 버퍼 영역으로 잘라 되어야 합니다.</li>
		<li>페 트리 접시에서는 PDMS를 조심 스럽게 제거 하는 부정과 치료 PDMS 아래 날카로운 면도칼 블레이드를 삽입 합니다.</li>
		<li>부정에 대 한 취미 칼은 같은 크기 조각으로 패드에서 PDMS의 조각을 잘라 잘라 사용 합니다. 그런 다음 그것에 맞게는 아닌 주위 부정 위에 놓으면 충분 한 공간이 PDMS의 새로운 조각에서 사각형 컷.</li>
		<li>(예: 유리, 석 영, 폴리스 티 렌, 또는 다른 자료에서 만든 슬라이드) 평면 기판 위에 PDMS (부정 및 사각형)의 두 조각을 넣고 청소기 무선 주파수 (RF) 플라즈마에 삽입할. 문을 닫고 진공 펌프를 사용 하 여 공기를 철수 하 여 챔버를 밀봉 합니다. 디지털 진공 압력 컨트롤러를 사용 하 여 400 mTorr의 압력까지 공기를 주입. 참고: 경우 플라즈마 청소를 위해 사용 하는 기판 사용 되지 않은 플라스마에 청소기, 넣을 플라즈마 청소기 자체로 60 s 이전에 대 한 부정, 아크릴 기본 레이어 기판에 집착 하는 것을 방지 하기 위해 치료를.</li>
		<li>RF 설정을 높음, 그리고 핑크 공기 플라즈마 보기 창에 나타납니다. 플라즈마 치료 30에 대 한 PDMS의 두 가지 s, 다음 RF 설정 해제. 공기를 천천히 챔버 사나운 기류는 챔버의 내용을 방해 하는 것을 방지 하기 위해 다시 입력을 허용 합니다.</li>
		<li>플라스마에서 청소기는 PDMS를 제거 하 고는 벤치탑에 배치. 다음, 신중 하 게 네거티브 위에 PDMS 사각형을 반전 하 고 집게의 쌍을 함께 눌러. 서로에 대 한 PDMS의 두 가지 수 있도록 10 분 휴식 하자.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
음수 입니다의 Fluorosilane 표면 처리
	<ol>
<li>사용 2 넣어 dropper 방울 trichloro (1 시간, 1 시간, 2 시간, 2 시간-퍼플-octyl) 실 란 (PFOTS)는 작은 보트의 무게 그리고 유리 진공 챔버에 삽입.</li>
		<li>(그래야 아닌 부정적인 얼굴 위쪽으로) 알루미늄 호 일의 조각에 PDMS를 반전 하 고 유리 진공 챔버에 넣어. 그런 다음 24 시간 지속적으로 챔버 철수.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2입니다. MY133 아닌의 제조
<ol><li>
MY133-V2000 아닌 구조를 형성
	<ol>
<li>MY133-V2000의 400 µ L로 부정적인 PDMS를 채우십시오. 참고: 부정 해야 될 약간 overfilled.</li>
		<li>2 h 모든 거품을 제거 하는 진공 챔버에 부정적인 MY133 V2000 가득 PDMS 놓습니다.</li>
		<li>MY133-V2000 진공에서 제거 하 고 천천히 약간 overfilled 네거티브 MY133 V2000의 평면 서피스를 생성 하 고 산소는 중 합을 억제 하지 않도록 상단에 대 한 유리 슬라이드를 누릅니다. 참고: PDMS, 채널 표면에 것 이다 부분적으로 억제 중 합, 나중 단계에서 결합을 사용 합니다. 유리 슬라이드는 석 영, 치료 장치의 어떤 황 변 방지 하는 데 도움이에 비해 약간 감소 UV 투명도 (35%).</li>
		<li>MY133-V2000 400 W UV 오븐에 넣고 300 최대 강도의 50%를 UV 방사선을 설정 MY133 V2000 아닌 치료 s. 참고: 장치를 치료 하는 데 사용 하는 피크 파장은 약 375 nm 대역폭을 약 25 nm. 권력의 약 4500 mJ/cm2 아닌, 치료는 치료는 제조업체에서 권장 하는 파워 최소 두 번 보다 약간 더 사용 되었다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
아크릴 홀더를 구축
	<ol>
<li>벡터 드로잉 소프트웨어를 사용 하 여 아크릴 기본 레이어를 그립니다. 기본 레이어 이며 사각형은 1.5 m m 두께, 75 m m, 25 m m 폭 25 m m x 11 m m을 측정 하는 가운데 사각형 다는 것을 확인 하십시오.</li>
		<li>벡터 드로잉 소프트웨어를 사용 하 여 아크릴 중간 레이어를 그립니다. 중간 계층은 중심된 광장 (5 x 5 mm)과 사각형 (1.5 m m 두께, 75 m m 길고 25 m m 폭) 및 2 개의 원형 (직경 3 m m의 둘 다) 15 m m으로 구분 된 다는 것을 확인 하십시오.</li>
		<li>벡터 드로잉 소프트웨어를 사용 하 여 아크릴 가기 레이어를 그립니다. 꼭대기 층은 중심된 광장 (5 x 5 mm)과 사각형 (두께 3 m m, 30mm 길고 25 m m 폭) 및 2 개의 원형 (직경 3 m m의 둘 다) 15 m m으로 구분 된 다는 것을 확인 하십시오.</li>
		<li>레이저 커터와 벡터 드로잉 소프트웨어에서 만든 장치 디자인을 잘라. 100% 전력 및 30% 속도의 샘플 설정을 사용 합니다. 아크릴은 잘라 확인을 두 번 프로그램을 실행 합니다.</li>
		<li>아크릴 가기 레이어의 크기 M5 0.80 m m 탭핑 공구를 사용 하 여 구멍을 누릅니다.</li>
		<li>모든 잔여 표시 나 화상을 제거 하는 아세톤과 아크릴 조각을 닦아냅니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
아크릴 홀더에서 MY133-V2000의 결합
	<ol>
<li>접착제, cyanoacrylate 슈퍼 접착제 등을 사용 하 여 유리 기판에 아크릴의 기본 레이어를 연결 합니다. 아크릴의 가장자리에 두 개의 작은 방울을 배치 하 고 일회용 도구를 사용 하 여 접착제를 균일 하 게 확산. 아크릴에 유리 기판 놓고 접착제 유리의 무게를 사용 하 여 제자리에 건조를 허용 합니다.</li>
		<li>코트의 PDMS 긍정적인 변위 피 펫;를 사용 하 여 100 µ L로 노출된 유리 다음, 진공 스핀 coater에 기본 레이어를 삽입 하 고 두꺼운 고르게 PDMS 영화 약 10 µ m와 유리 코트를 2 분 동안 1500 rpm으로 설정.</li>
		<li>Spin coater에서 기본 레이어를 제거 하 고 신중 하 게 닦아 어떤 초과 PDMS 아세톤 및 종이 수건으로 아크릴 코팅. 수 uncured PDMS를 방해 하지 않도록 주의 하십시오.</li>
		<li>치료는 PDMS 2 h 65 ° C에서 오븐에서 PDMS와 기본 레이어를 구워.</li>
		<li>유리 슬라이드 위에 PDMS의 1 mL를 플라스틱 그리고, 다음, 다른 유리 슬라이드를 사용 하 여 균등 하 게 양쪽 밖으로 진흙을 시작할 때까지 PDMS를 확산. 10 분 동안 150 ° C에서 뜨거운 접시에 이것을 치료.</li>
		<li>치료 PDMS MY133 V2000 장치로 동일한 크기와 사각형으로 잘라내어, 아크릴의 중간 레이어를 사용 하 여 금형으로, 저수지에 대 한 구멍을 펀치 그리고 잘라 PDMS 가스 켓을 PDMS에 투시 창 사각형.</li>
		<li>MY133-V2000, 채널 측을, 동일 하거나 유사한 평면 기판 단계 1.2.5에서에서는 PDMS 플라즈마 치료에 대 한 사용에 놓습니다. 청소기 MY133 V2000 채널 O2 플라즈마에 함께 치료 PDMS 기판 포함 된 아크릴 기본 레이어를 놓습니다. 높은 수준의 200 mTorr와 RF 진공 압력 설정 및 표면 치료 30 채널 및 유리 기판 s.</li>
		<li>집게를 사용 하 여, 즉시 장소 MY133 V2000 채널 기본 레이어 아크릴의 직사각형 컷아웃에 사이드 다운 MY133 V2000 연락처는 PDMS는.</li>
		<li>장치에서 저수지와 개 스에 구멍을 일렬로 MY133 V2000 장치 위에 PDMS 가스 켓을 놓습니다.</li>
		<li>장소는 벤치 위에 제기 플랫폼에 미완성된 장치 장치 어셈블리에 대 한 클램핑 표면 제공.</li>
		<li>3 mL 주사기를 사용 하 여 아크릴 시멘트의 압축을 풉니다. 얇은 코팅을 제공 하는 기본 레이어 위에 충분 한 아크릴 시멘트를 배포 합니다. 최대한도 및 채널에 소재 침투 못하게 코트를 확인 합니다.</li>
		<li>기본 레이어 아크릴 위에 중간 레이어 아크릴 조각을 놓습니다. 구멍 MY133 V2000 채널의 저수지와 일렬로 다는 것을 확인 하십시오.</li>
		<li>3 작은 클램프를 사용 하 여 기본 레이어를 보유 하 고 중간 계층으로 2 분 동안 아크릴 시멘트에 대 한 가능한 밀접 하 게 함께 견고 하 게, 함께 아크릴 조각 본드. 저수지 MY133 V2000 장치 아래 갇혀에서 공기를 방지 하기 위해이 단계 동안 방해 하지는 확인 하십시오.</li>
		<li>장치에서 압력을 제거 하 고 아크릴 시멘트 아크릴의 상위 층으로 예상된 접촉의 장소에서 중간 계층에 배치.</li>
		<li>아크릴, 구멍, 저수지와 기능과 정렬 됩니다 확보의 중간 레이어 조각에 아크릴의 상위 레이어를 배치 고 나머지 2 분 동안 벤치에 아크릴 시멘트 건조 하는 동안.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. 테스트 및 MY133 V2000 장치 사용
<ol><li>
누출 시험
	<ol>
<li>접착 및 흐름에 대 한 테스트를 저수지 구멍의 하나로 음식 염료의 이온된 수 10 µ L을 추가 하 여 MY133 V2000 장치를 테스트 합니다.</li>
		<li>저수지에 (1/8에 외부 직경) 튜브를 삽입 하 고 진공 함정에 다른 쪽 끝을 연결 합니다. 풀 염료에 진공 또는 성공적인 장치 생성을 위해 채널을 통해 물을 켭니다.</li>
		<li>채널 또는 저수지에서 아무 누출 확인을 현미경으로 확인 하 고 에탄올, 저수지를 채울 에탄올 10 분 동안 실내 온도에 앉아 허용. 그런 다음, 염료 또는 채널에서 물 청소 하는 진공을 사용 하 여 통해 에탄올을 당겨.</li>
		<li>채널 에탄올 스프레이 살 균 폴리스 티 렌 접시에 넣어. Parafilm으로 단단히 포장 하 고 필요할 때까지 무 균 환경에서 그것을 저장. 참고:이 시점에서, 장치 처리 되어야 합니다 aseptically 오염을 방지 하기 위하여. 때 장치를 사용할 준비가 되어 있는, 컨테이너의 외부 한다 살 균 되어야 에탄올을 사용 하 고 biosafety 캐비닛 컨테이너를 열고 이전에 가져온.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
MY133-V2000 장치에 도금 MCF7 셀
	<ol>
<li>MCF7 셀 Dulbecco의 최소 필수 매체 (DMEM), 10% 태아 둔감 한 혈 청, 페니실린 스, 글루타민, 및 비 본질적인 아미노산, 셀 문화 인큐베이터에서 보충 구성 된 완전 한 미디어에서 10 cm 배양 접시에 성장 하는 5% CO2 와 37 ° C의 온도에서 20% O2 를 포함 하는 다습 한 대기권을 유지 한다 아닌에 뿌리기 전에 약 80% 합류 세포 성장.</li>
		<li>첫째, 70% 에탄올과 아닌 포함 된 폴리스 티 렌 접시 스프레이. 다음, biosafety parafilm 채널 주변 실험실 환경에서 보호를 제거 하기 전에 캐비닛에 그것을.</li>
		<li>10 µ g/mL를 Dulbecco의 인산 염 버퍼 식 염 수 (DPBS)에 그것을 diluting 하 여 인간 플라스마 파생 fibronectin 아닌 표면에 고정. 그런 다음, 채널에이 솔루션의 20 µ L를 주사 하 고 45 분 동안 20 ° C에서 품 어.</li>
		<li>채널, 셀 문화 미디어의 주입 20 µ L에 의해 채널에서 fibronectin 솔루션을 세척 하 고 10 분 동안 20 ° C에서 알을 품을 수 있도록.</li>
		<li>DPBS의 10 mL로 세포 세척 하 고 1x trypsin의 1 mL을 추가 하 여 셀을 trypsinize. 완전 한 미디어의 7 분 중화 9 mL와 트립 신에 대 한 37 ° C에서 세포를 품 어.</li>
		<li>채널에는 셀의 20 µ L를 주사 하 고 영상 전에 기판에 첨부 파일을 허용 하도록 45-120 분 동안 37 ° C에서 그들을 품 어.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol>
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저자는 공개 없다.

MY133-V2000 PDMS 등 전통적인 소프트 리소 그래피 제조 재료 대신 사용할 수 있습니다. 이전 작업은 높은 인덱스의 굴절, PDMS, 같은 재료 제조 재료와 채널 내부의 용액 사이의 일치 하지 않는 인덱스의 굴절으로 인해 채널 벽 근처 중요 한 유물을 소개 보이고 있다 13. MY133-V2000 미세 장치 생명 의학 어플리케이션에 일반적으로 사용 되는 수성 솔루션의 굴절률을 일치 수 있습니다. 뚜?...

미세 기술 개발은 다양 한 미세한 규모 흐름1,2의 독특한 물리를 활용 하 여 새로운 생물 의학 기술 활성화 하 고 있다. 이 셀 강성3, 표면 마커4및 성장5를 포함 하 여 임상 관련 생체 계량 미세 플랫폼에 내장 된 진단 기술을 포함 합니다. 단일 셀을 조작 하 여 미세 장치 또한 종은6의 지표로 서 예 biomarker이 측정 하기 위해 사용할 수 있습니다. 미세 현미경으로 응용 프로그램을 결합 하는 기능 추가 다중 바이오 마커를 동시에 측정 하는 장치에 대 한 함으로써 이러한 플랫폼의 유틸리티 증가7.
QPM 빛 통과 하 고 투명 한 샘플 내부 물질과 상호 작용 하는 위상 변화를 측정 하는 현미경 검사 법 기술입니다. 개별 셀의 질량 QPM 측정, 굴절률 및 바이오 매스 밀도8,9사이 알려진된 관계를 사용 하 여 계산할 수 있습니다. 이전 작업 QPM는 세포 성장10,11 및 셀 기계적 성질을 통해 장애 강도12와 같은 임상적으로 관련 된 매개 변수를 측정 능력을 보이고 있다. 마이크로와 결합 하면, QPM 잠재적으로는 매우 통제 된 환경에서 에 체 외에서세포 동작 측정에 사용할 수 있습니다. 마이크로 QPM 결합에 직면 하는 주요 과제 중 하나입니다 대부분 고분자 미세 채널을 통해 소프트 리소 그래피13을 생성 하는 데 사용의 높은 굴절률.
다양 한 현미경 검사 법 기술로 마이크로의 조합에 직면 하는 중요 한 도전 물14,15의 굴절률에 상대적인 장치 물자의 굴절률 사이 불일치 이다. 이 문제를 해결 하는 방법은 CYTOP16 등 MY133 V200013낮은 굴절률 폴리머 사용입니다. 후자는 불 자외선 (UV)-물과 유사한 굴절률을 치료할 수 있는 아크릴 폴리머 (n = 1.33) 소프트 리소 그래피 기술, 많은 설립된 미세에 매끄러운 통합에 대 한 허용과 호환 이며 장치 제작 워크플로입니다. 이 MY133 V2000 미세 장치 제조에 적합 하지 않은 만들지만 또한 QPM 및 다른 현미경 접근 식민지와는 단일 셀에 셀 동작 측정을 쉽게 결합 될 수 있습니다. MY133-V2000 단계 빛 통과 물 MY133 인터페이스도 작은 경우, 위상 변화를 생산 하 여 풀기 때문 아티팩트를 제거 합니다.
굴절률의 불일치를 제거, MY133-V2000, 같은 플 루 오 르 폴리머에서 조작 장치와 관련 한 주요 도전 유리 또는 PDMS 등 다른 재료를 낮은 준수는. 현재 작업 소프트 리소 그래피를 사용 하 여 MY133 V2000 미세 소자의 제조를 보여 줍니다. 둘 다 채널과 PDMS의 표면 처리를 O2 플라즈마를 사용 하 여 기판 사용자 정의 조작 아크릴 홀더 결합 장치 된 채널을 만드는 기판에 준수 보장 합니다. 이 장치는 세포 배양 및 QPM 진단에 임상 관련성 있는 둘 다 라이브 세포의 성장과 셀 바이오 매스의 세포내 수송을 측정 하기 위한 중요 한 응용 프로그램은 채널에 세포의 질량 측정에 적합 의학 및 약 발견입니다.

<table><tbody><tr><td>MY133-V2000</td><td>MY Polymers</td><td>MY133-V2000</td><td></td></tr><tr><td>Sylgard 184</td><td>Ellsworth Adhesives</td><td>184 SIL ELAST KIT 0.5KG</td><td></td></tr><tr><td>Fisher Premium microscope slides</td><td>Fisher Scientific</td><td>12-544-4</td><td></td></tr><tr><td>.118&quot;(3.0mm) x 12&quot; x 12&quot; Acrylic Sheet</td><td>United States Plastic Corp</td><td>44290</td><td></td></tr><tr><td>.060&quot;(1.5mm) x 12&quot; x 12&quot; Acrylic Sheet</td><td>United States Plastic Corp</td><td>44200</td><td></td></tr><tr><td>SCIGRIP 3 Very Fast Set Acrylic Cement</td><td>United States Plastic Corp</td><td>45735</td><td></td></tr><tr><td>Standard Aluminum Foil (.6 mm thick)</td><td>VWR</td><td>89107-726</td><td></td></tr><tr><td>Kim Wipes</td><td>Fisher Scientific</td><td>06-666</td><td></td></tr><tr><td>Insta-Cure+ Super Glue</td><td>Bob Smith Industries</td><td>BSI-109</td><td></td></tr><tr><td>1/8&quot; PVC tubing</td><td>McMaster Carr</td><td>5231K55</td><td></td></tr><tr><td>McCormick Food Coloring</td><td>Target</td><td>13353207</td><td></td></tr><tr><td>X-Acto #1 Precision Knife</td><td>X-Acto</td><td>X3201</td><td></td></tr><tr><td>X-Acto #18 Heavyweight wood chiseling blade</td><td>X-Acto</td><td>X218</td><td></td></tr><tr><td>VWR Razor Blades</td><td>VWR</td><td>55411-055</td><td></td></tr><tr><td>Surface Treated Cell Culture Dishes</td><td>Fisher Scientific</td><td>FBO12922</td><td></td></tr><tr><td>Fibronectin Human Plasma</td><td>Sigma-Aldritch</td><td>F0895-1MG</td><td></td></tr><tr><td>Trypsin-EDTA 10x</td><td>Fisher Scientific</td><td>15-400-054</td><td></td></tr><tr><td>Corning Dulbecco&#039;s Phosphate Buffered Saline</td><td>Fisher Scientific</td><td>MT21030CM</td><td></td></tr><tr><td>Gibco Penicillin-Streptomycin</td><td>Fisher Scientific</td><td>15-140-148</td><td></td></tr><tr><td>HyClone Nonessential Amino Acids 100x</td><td>Fisher Scientific</td><td>SH3023801</td><td></td></tr><tr><td>Fetal Bovine Serum</td><td>Omega Scientific</td><td>FB-12</td><td></td></tr><tr><td>Corning DMEM with L-glutamine and glucose</td><td>Fisher Scientific</td><td>MT10013CV</td><td></td></tr><tr><td>Trichloro(1H,1H,2H,2H-perfluorooctyl)silane</td><td>Sigma-Aldritch</td><td>448931</td><td>Reacts violently with water</td></tr><tr><td>Ethanol, 200 proof Decon Labs</td><td>Fisher Scientific</td><td>04-355-223</td><td></td></tr><tr><td>Acetone</td><td>Fisher Scientific</td><td>A18P-4</td><td></td></tr><tr><td>Bel-Art 42025 Plastic Dessicator</td><td>Cole-Parmer</td><td>EW-06514-30</td><td></td></tr><tr><td>Epilog Fusion Laser Cutter, 120 W</td><td>Epilog Laser</td><td>Epilog Fusion M2 32 Laser</td><td></td></tr><tr><td>Isotemp Stirring Hotplate</td><td>Fisher Scientific</td><td>SP88850200</td><td></td></tr><tr><td>Ateco 14111 1.5 inch stainless steel cutter</td><td>Ateco</td><td>14111</td><td></td></tr><tr><td>Pyrex Glass Cell Culture Dish</td><td>Fisher Scientific</td><td>08-747B</td><td></td></tr><tr><td>Radio Frequency Plasma Cleaner</td><td>Harrick Plasma</td><td>PDC-32G</td><td>Used with Oxygen gas</td></tr><tr><td>Black Hole Laboratories Digivac</td><td>Black Hole Laboratories</td><td>Model 215</td><td></td></tr><tr><td>Intelli-Ray Ultraviolet Oven</td><td>Uvitron</td><td>UVO338</td><td></td></tr><tr><td>Compact Spin Coater</td><td>MTI Corporation</td><td>VTC-100A</td><td></td></tr><tr><td>Fisher Brand Isotemp Oven</td><td>Fisher Scientific</td><td>15-103-0510</td><td>Forced Air Convection</td></tr><tr><td>Gilson Positive Displacement Pipette P1000</td><td>Fisher Scientific</td><td>FD10006G</td><td></td></tr><tr><td>HeraCell VIOS 160i</td><td>Fisher Scientific</td><td>13 998 212PM</td><td></td></tr></tbody></table>

fabrication of refractive-index-matched devices for biomedical microfluidics

미세 소자의 사용 생물 의학 응용 프로그램에 대 한 정의 도구로 떠오르고 있다. 현대 현미경 검사 법 기술로 결합 될 때이 장치 동시 보완 측정 수 있는 강력한 플랫폼의 일부로 구현할 수 있습니다. 이러한 두 가지 기술 조합 하 여 만든 기본 도전 미세 소자를 전통적으로 사용 되는 재료와 일반적으로 의학에서 사용 되는 수성 솔루션 사이의 굴절률의 불일치 이다. 이 불일치는 채널 또는 장치 가장자리 근처 광 아티팩트를 만들 수 있습니다. 하나의 솔루션은 MY133-V2000 그 굴절률은 물 비슷합니다 같은 플 루 오 르 폴리머를 사용 하 여 장치를 조작 하는 데 사용 하는 재료의 굴절률을 줄이기 위해 (n = 1.33). 여기, MY133-V2000 소프트 리소 그래피 기술을 사용 하 여 만든 미세 장치 건설 시연 되는 아크릴 홀더 함께 MY133-V2000 조작 장치 사이 접착 증가 O2 플라즈마를 사용 하 여와 입니다 (PDMS) 기판입니다. 장치 다음 24 h 일반적인 이미징 실험의 과정 세포 배양 조건을 유지 하는 장치의 기능을 설명 하기 위해 세포 배양으로 가득 그것을 배양 하 여 테스트 됩니다. 마지막으로, 양적 위상 현미경 (QPM)는 아닌 라이브 부착 셀 내의 질량 분포를 측정 하는 데 사용 됩니다. 이 이렇게, 증가 정밀, PDMS, 등 전통적인 소프트 리소 그래피 재료 대신 MY133 V2000 같은 낮은 인덱스의 굴절 폴리머에서 장치를 조작 하 여 사용 설명 했다. 전반적으로, 미세 장치 조작에 대 한이 방법은 광학 아티팩트를 줄이고 측정 정밀도 증가 하기 위하여 기존의 소프트 리소 그래피 워크플로로 쉽게 통합 될 수 있습니다.

이 프로토콜 MY133-V2000, 물의 일치 하는 낮은 굴절률을 가진 플 루 오 르 폴리머의 제조를 설명 합니다. 이 프로토콜의 주요 특징은 플 루 오 르 폴리머의 특성은 산소 플라즈마를 사용 하 여 고 채널을 봉인 하는 데 필요한 여분의 기계적인 힘을 제공 하는 아크릴 홀더 내에서 장치를 조작 하 여 접착의 부족을 극복 하는 방법 PDMS 기판 (그림 1)에 대 한 ?...

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Fabrication of Refractive-index-matched Devices for Biomedical Microfluidics

이 프로토콜의 MY133-V2000 아닌 구조와 용액 microchannels 일치 하지 않을 굴절율 때문에 자주 발생 하는 아티팩트를 제거 하기 위해 미세 소자의 제작을 설명 합니다. 이 프로토콜 캡슐화 된 장치, 화학적 그리고 기계적으로 접착을 향상을 압축 하는 아크릴 홀더를 사용 합니다.

생물 의학 마이크로 대 한 굴절 인덱스 일치 장치 제조

The use of microfluidic devices has emerged as a defining tool for biomedical applications. When combined with modern microscopy techniques, these devices ...

fabrication-refractive-index-matched-devices-for-biomedical

Universidad San Sebastian

Research

JoVE Journal

Engineering

7.4K 조회수.  University of Utah. 이 프로토콜의 MY133-V2000 아닌 구조와 용액 microchannels 일치 하지 않을 굴절율 때문에 자주 발생 하는 아티팩트를 제거 하기 위해 미세 소자의 제작을 설명 합니다. 이 프로토콜 캡슐화 된 장치, 화학적 그리고 기계적으로 접착을 향상을 압축 하는 아크릴 홀더를 사용 합니다.

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Fabrication of Silica Ultra High Quality Factor Microresonators

Whispering gallery resonant cavities confine light in circular orbits at their periphery.1-2 The photon storage lifetime in the cavity, quantified by the quality factor (Q) of the cavity, can be in excess of 500ns for cavities with Q factors above 100 million. As a result of their low material losses, silica microcavities have demonstrated some of the longest photon lifetimes to date1-2. Since a portion of the circulating light extends outside the resonator, these devices can also be used to probe the surroundings. This interaction has enabled numerous experiments in biology, such as single molecule biodetection and antibody-antigen kinetics, as well as discoveries in other fields, such as development of ultra-low-threshold microlasers, characterization of thin films, and cavity quantum electrodynamics studies.3-7
The two primary silica resonant cavity geometries are the microsphere and the microtoroid. Both devices rely on a carbon dioxide laser reflow step to achieve their ultra-high-Q factors (Q&gt;100 million).1-2,8-9 However, there are several notable differences between the two structures. Silica microspheres are free-standing, supported by a single optical fiber, whereas silica microtoroids can be fabricated on a silicon wafer in large arrays using a combination of lithography and etching steps. These differences influence which device is optimal for a given experiment.
Here, we present detailed fabrication protocols for both types of resonant cavities. While the fabrication of microsphere resonant cavities is fairly straightforward, the fabrication of microtoroid resonant cavities requires additional specialized equipment and facilities (cleanroom). Therefore, this additional requirement may also influence which device is selected for a given experiment.
Introduction
An optical resonator efficiently confines light at specific wavelengths, known as the resonant wavelengths of the device. 1-2 The common figure of merit for these optical resonators is the quality factor or Q. This term describes the photon lifetime (&tau;o) within the resonator, which is directly related to the resonator's optical losses. Therefore, an optical resonator with a high Q factor has low optical losses, long photon lifetimes, and very low photon decay rates (1/&tau;o). As a result of the long photon lifetimes, it is possible to build-up extremely large circulating optical field intensities in these devices. This very unique property has allowed these devices to be used as laser sources and integrated biosensors.10
A unique sub-class of resonators is the whispering gallery mode optical microcavity. In these devices, the light is confined in circular orbits at the periphery. Therefore, the field is not completely confined within the device, but evanesces into the environment. Whispering gallery mode optical cavities have demonstrated some of the highest quality factors of any optical resonant cavity to date.9,11 Therefore, these devices are used throughout science and engineering, including in fundamental physics studies and in telecommunications as well as in biodetection experiments. 3-7,12
Optical microcavities can be fabricated from a wide range of materials and in a wide variety of geometries. A few examples include silica and silicon microtoroids, silicon, silicon nitride, and silica microdisks, micropillars, and silica and polymer microrings.13-17 The range in quality factor (Q) varies as dramatically as the geometry. Although both geometry and high Q are important considerations in any field, in many applications, there is far greater leverage in boosting device performance through Q enhancement. Among the numerous options detailed previously, the silica microsphere and the silica microtoroid resonator have achieved some of the highest Q factors to date.1,9 Additionally, as a result of the extremely low optical loss of silica from the visible through the near-IR, both microspheres and microtoroids are able to maintain their Q factors over a wide range of testing wavelengths.18 Finally, because silica is inherently biocompatible, it is routinely used in biodetection experiments.
In addition to high material absorption, there are several other potential loss mechanisms, including surface roughness, radiation loss, and contamination loss.2 Through an optimization of the device size, it is possible to eliminate radiation losses, which arise from poor optical field confinement within the device. Similarly, by storing a device in an appropriately clean environment, contamination of the surface can be minimized. Therefore, in addition to material loss, surface scattering is the primary loss mechanism of concern.2,8
In silica devices, surface scattering is minimized by using a laser reflow technique, which melts the silica through surface tension induced reflow. While spherical optical resonators have been studied for many years, it is only with recent advances in fabrication technologies that researchers been able to fabricate high quality silica optical toroidal microresonators (Q&gt;100 million) on a silicon substrate, thus paving the way for integration with microfluidics.1
The present series of protocols details how to fabricate both silica microsphere and microtoroid resonant cavities. While silica microsphere resonant cavities are well-established, microtoroid resonant cavities were only recently invented.1 As many of the fundamental methods used to fabricate the microsphere are also used in the more complex microtoroid fabrication procedure, by including both in a single protocol it will enable researchers to more easily trouble-shoot their experiments.

We describe the use of a carbon dioxide laser reflow technique to fabricate silica resonant cavities, including free-standing microspheres and on-chip microtoroids. The reflow method removes surface imperfections, allowing long photon lifetimes within both devices. The resulting devices have ultra high quality factors, enabling applications ranging from telecommunications to biodetection.

실리카 초고 품질 팩터 Microresonators의 제작

Whispering gallery resonant cavities confine light in circular orbits at their periphery.1-2 The photon storage lifetime in the cavity, quantified by the ...

연구

공학

Fabrication and Testing of Microfluidic Optomechanical Oscillators

Cavity optomechanics experiments that parametrically couple the phonon modes and photon modes have been investigated in various optical systems including microresonators. However, because of the increased acoustic radiative losses during direct liquid immersion of optomechanical devices, almost all published optomechanical experiments have been performed in solid phase. This paper discusses a recently introduced hollow microfluidic optomechanical resonator. Detailed methodology is provided to fabricate these ultra-high-Q microfluidic resonators, perform optomechanical testing, and measure radiation pressure-driven breathing mode and SBS-driven whispering gallery mode parametric vibrations. By confining liquids inside the capillary resonator, high mechanical- and optical- quality factors are simultaneously maintained.

Parametric optomechanical excitations have recently been experimentally demonstrated in microfluidic optomechanical resonators by means of optical radiation pressure and stimulated Brillouin scattering. This paper describes the fabrication of these microfluidic resonators along with methodologies for generating and verifying optomechanical oscillations.

제작 및 미세 유체 광​​ 기계 발진기의 테스트

Cavity optomechanics experiments that parametrically couple the phonon modes and photon modes have been investigated in various optical systems including ...

Endothelialized Microfluidics for Studying Microvascular Interactions in Hematologic Diseases

Advances in microfabrication techniques have enabled the production of inexpensive and reproducible microfluidic systems for conducting biological and biochemical experiments at the micro- and nanoscales 1,2. In addition, microfluidics have also been specifically used to quantitatively analyze hematologic and microvascular processes, because of their ability to easily control the dynamic fluidic environment and biological conditions3-6. As such, researchers have more recently used microfluidic systems to study blood cell deformability, blood cell aggregation, microvascular blood flow, and blood cell-endothelial cell interactions6-13.However, these microfluidic systems either did not include cultured endothelial cells or were larger than the sizescale relevant to microvascular pathologic processes. A microfluidic platform with cultured endothelial cells that accurately recapitulates the cellular, physical, and hemodynamic environment of the microcirculation is needed to further our understanding of the underlying biophysical pathophysiology of hematologic diseases that involve the microvasculature.
Here, we report a method to create an "endothelialized" in vitro model of the microvasculature, using a simple, single mask microfabrication process in conjunction with standard endothelial cell culture techniques, to study pathologic biophysical microvascular interactions that occur in hematologic disease. This "microvasculature-on-a-chip" provides the researcher with a robust assay that tightly controls biological as well as biophysical conditions and is operated using a standard syringe pump and brightfield/fluorescence microscopy. Parameters such as microcirculatory hemodynamic conditions, endothelial cell type, blood cell type(s) and concentration(s), drug/inhibitory concentration etc., can all be easily controlled. As such, our microsystem provides a method to quantitatively investigate disease processes in which microvascular flow is impaired due to alterations in cell adhesion, aggregation, and deformability, a capability unavailable with existing assays.

A method to culture an endothelial cell monolayer throughout the entire inner 3D surface of a microfluidic device with microvascular-sized channels (&lt;30 &mu;m) is described. This in vitro microvasculature model enables the study of biophysical interactions between blood cells, endothelial cells, and soluble factors in hematologic diseases.

Hematologic 질환의 Microvascular 상호 작용 유학을위한 Endothelialized Microfluidics

Advances in  microfabrication techniques have enabled the production of inexpensive and  reproducible microfluidic systems for conducting biological and ...

생체공학

Fabrication and Operation of Acoustofluidic Devices Supporting Bulk Acoustic Standing Waves for Sheathless Focusing of Particles

Acoustophoresis refers to the displacement of suspended objects in response to directional forces from sound energy. Given that the suspended objects must be smaller than the incident wavelength of sound and the width of the fluidic channels are typically tens to hundreds of micrometers across, acoustofluidic devices typically use ultrasonic waves generated from a piezoelectric transducer pulsating at high frequencies (in the megahertz range). At characteristic frequencies that depend on the geometry of the device, it is possible to induce the formation of standing waves that can focus particles along desired fluidic streamlines within a bulk flow. Here, we describe a method for the fabrication of acoustophoretic devices from common materials and clean room equipment. We show representative results for the focusing of particles with positive or negative acoustic contrast factors, which move towards the pressure nodes or antinodes of the standing waves, respectively. These devices offer enormous practical utility for precisely positioning large numbers of microscopic entities (e.g., cells) in stationary or flowing fluids for applications ranging from cytometry to assembly.

Acoustofluidic devices use ultrasonic waves within microfluidic channels to manipulate, concentrate and isolate suspended micro and nanoscopic entities. This protocol describes the fabrication and operation of such a device supporting bulk acoustic standing waves to focus particles in a central streamline without the aid of sheath fluids.

제조 및 Acoustofluidic 장치의 작동은 입자의 초점 쉬스에 대한 대량 음향 서 파도 지원

Acoustophoresis refers to the displacement of suspended objects in response to directional forces from sound energy. Given that the suspended objects must ...

One-Step Approach to Fabricating Polydimethylsiloxane Microfluidic Channels of Different Geometric Sections by Sequential Wet Etching Processes

Polydimethylsiloxane (PDMS) materials are substantially exploited to fabricate microfluidic devices by using soft lithography replica molding techniques. Customized channel layout designs are necessary for specific functions and integrated performance of microfluidic devices in numerous biomedical and chemical applications (e.g., cell culture, biosensing, chemical synthesis, and liquid handling). Owing to the nature of molding approaches using silicon wafers with photoresist layers patterned by photolithography as master molds, the microfluidic channels commonly have regular cross sections of rectangular shapes with identical heights. Typically, channels with multiple heights or different geometric sections are designed to possess particular functions and to perform in various microfluidic applications (e.g., hydrophoresis is used for sorting particles and in continuous flows for separating blood cells6,7,8,9). Therefore, a great deal of effort has been made in constructing channels with various sections through multiple-step approaches like photolithography using several photoresist layers and assembly of different PDMS thin sheets. Nevertheless, such multiple-step approaches usually involve tedious procedures and extensive instrumentation. Furthermore, the fabricated devices may not perform consistently and the resulted experimental data may be unpredictable. Here, a one-step approach is developed for the straightforward fabrication of microfluidic channels with different geometric cross sections through PDMS sequential wet etching processes, that introduces etchant into channels of planned single-layer layouts embedded in PDMS materials. Compared to the existing methods for manufacturing PDMS microfluidic channels with different geometries, the developed one-step approach can significantly simplify the process to fabricate channels with non-rectangular sections or various heights. Consequently, the technique is a way of constructing complex microfluidic channels, which provides a fabrication solution for the advancement of innovative microfluidic systems.

Several methods are available for the fabrication of channels of non-rectangular sections embedded in polydimethylsiloxane microfluidic devices. Most of them involve multistep manufacturing and extensive alignment. In this paper, a one-step approach is reported for fabricating microfluidic channels of different geometric cross sections by polydimethylsiloxane sequential wet etching.

1 단계 접근입니다 미세 채널 순차적 습식된 에칭 프로세스에 의해 다른 형상 섹션의 조작

Polydimethylsiloxane (PDMS) materials are substantially exploited to fabricate microfluidic devices by using soft lithography replica molding techniques. ...

Design and Development of a Three-Dimensionally Printed Microscope Mask Alignment Adapter for the Fabrication of Multilayer Microfluidic Devices

This project aims to develop an easy-to-use and cost-effective platform for the fabrication of precise, multilayer microfluidic devices, which typically can only be achieved using costly equipment in a clean room setting. The key part of the platform is a three dimensionally (3D) printed microscope mask alignment adapter (MMAA) compatible with regular optical microscopes and ultraviolet (UV) light exposure systems. The overall process of creating the device has been vastly simplified because of the work done to optimize the device design. The process entails finding the proper dimensions for the equipment available in the laboratory and 3D-printing the MMAA with the optimized specifications. Experimental results show that the optimized MMAA designed and manufactured by 3D printing performs well with a common microscope and light exposure system. Using a master mold prepared by the 3D-printed MMAA, the resulting microfluidic devices with multilayered structures contain alignment errors of &lt;10 &#181;m, which is sufficient for common microchips. Although human error through transportation of the device to the UV light exposure system can cause larger fabrication errors, the minimal errors achieved in this study are attainable with practice and care. Furthermore, the MMAA can be customized to fit any microscope and UV exposure system by making changes to the modeling file in the 3D printing system. This project provides smaller laboratories with a useful research tool as it only requires the use of equipment that is typically already available to laboratories that produce and use microfluidic devices. The following detailed protocol outlines the design and 3D printing process for the MMAA. In addition, the steps for procuring a multilayer master mold using the MMAA and producing poly(dimethylsiloxane) (PDMS) microfluidic chips is also described herein.

This project allows small laboratories to develop an easy-to-use platform for the fabrication of precise multilayer microfluidic devices. The platform consists of a three-dimensionally printed microscope mask alignment adapter using which multilayer microfluidic devices with alignment errors of &lt;10 &#181;m were achieved.

다층 미세 유체 장치의 제조를 위한 입체 인쇄 현미경 마스크 정렬 어댑터의 설계 및 개발

This project aims to develop an easy-to-use and cost-effective platform for the fabrication of precise, multilayer microfluidic devices, which typically ...

Fabrication of Three-dimensional Paper-based Microfluidic Devices for Immunoassays

Paper wicks fluids autonomously due to capillary action. By patterning paper with hydrophobic barriers, the transport of fluids can be controlled and directed within a layer of paper. Moreover, stacking multiple layers of patterned paper creates sophisticated three-dimensional microfluidic networks that can support the development of analytical and bioanalytical assays. Paper-based microfluidic devices are inexpensive, portable, easy to use, and require no external equipment to operate. As a result, they hold great promise as a platform for point-of-care diagnostics. In order to properly evaluate the utility and analytical performance of paper-based devices, suitable methods must be developed to ensure their manufacture is reproducible and at a scale that is appropriate for laboratory settings. In this manuscript, a method to fabricate a general device architecture that can be used for paper-based immunoassays is described. We use a form of additive manufacturing (multi-layer lamination) to prepare devices that comprise multiple layers of patterned paper and patterned adhesive. In addition to demonstrating the proper use of these three-dimensional paper-based microfluidic devices with an immunoassay for human chorionic gonadotropin (hCG), errors in the manufacturing process that may result in device failures are discussed. We expect this approach to manufacturing paper-based devices will find broad utility in the development of analytical applications designed specifically for limited-resource settings.

We detail a method to fabricate three-dimensional paper-based microfluidic devices for use in the development of immunoassays. Our approach to device assembly is a type of multilayer, additive manufacturing. We demonstrate a sandwich immunoassay to provide representative results for these types of paper-based devices.

면역 측정법에 대한 3 차원 종이 기반 미세 유체 장치의 제작

Paper wicks fluids autonomously due to capillary action. By patterning paper with hydrophobic barriers, the transport of fluids can be controlled and ...

Computer Numerical Control Micromilling of a Microfluidic Acrylic Device with a Staggered Restriction for Magnetic Nanoparticle-Based Immunoassays

Microfluidic systems have greatly improved immunoassay techniques. However, many microfabrication techniques require specialized, expensive, or complicated equipment, making fabrication costly and incompatible with mass production, which is one of the most important preconditions for point-of-care tests (POCT) to be adopted in low-resource settings. This work describes the fabrication process of an acrylic (polymethylmethacrylate, PMMA) device for nanoparticle-conjugated enzymatic immunoassay testing using the computer numerical control (CNC) micromilling technique. The functioning of the microfluidic device is shown by performing an immunoassay to detect a commercial antibody using lysozyme as a model antigen conjugated to 100 nm magnetic nanoparticles. This device integrates a physical staggered restriction of only 5 &#181;m in height, used to capture magnetic microparticles that make up a magnetic trap by placing an external magnet. In this way, the magnetic force on the immunosupport of conjugated nanoparticles is enough to capture them and resist flow drag. This microfluidic device is particularly suitable for low-cost mass production without the loss of precision for immunoassay performance.

Microfluidics is a powerful tool for the development of diagnostic tests. However, expensive equipment and materials, as well as laborious fabrication and handling techniques, are often required. Here, we detail the fabrication protocol of an acrylic microfluidic device for magnetic micro- and nanoparticle-based immunoassays in a low-cost and simple-to-use setting.

컴퓨터 수치 제어 자기 나노 입자 기반 면역 분석에 대한 엇갈린 제한이있는 미세 유체 아크릴 장치의 마이크로 밀링

Microfluidic systems have greatly improved immunoassay techniques. However, many microfabrication techniques require specialized, expensive, or ...

Soft Lithographic Procedure for Producing Plastic Microfluidic Devices with View-ports Transparent to Visible and Infrared Light

Infrared (IR) spectro-microscopy of living biological samples is hampered by the absorption of water in the mid-IR range and by the lack of suitable microfluidic devices. Here, a protocol for the fabrication of plastic microfluidic devices is demonstrated, where soft lithographic techniques are used to embed transparent Calcium Fluoride (CaF2) view-ports in connection with observation chamber(s). The method is based on a replica casting approach, where a polydimethylsiloxane (PDMS) mold is produced through standard lithographic procedures and then used as the template to produce a plastic device. The plastic device features ultraviolet/visible/infrared (UV/Vis/IR) -transparent windows made of CaF2 to allow for direct observation with visible and IR light. The advantages of the proposed method include: a reduced need for accessing a clean room micro-fabrication facility, multiple view-ports, an easy and versatile connection to an external pumping system through the plastic body, flexibility of the design, e.g., open/closed channels configuration, and the possibility to add sophisticated features such as nanoporous membranes.

A protocol for the fabrication of plastic microfluidic devices with transparent view-ports for visible and infrared light imaging is described.

뷰-포트 표시 하 고 적외선 빛에 투명 한 플라스틱 미세 소자를 제작 하기 위한 소프트 리소 절차

Infrared (IR) spectro-microscopy of living biological samples is hampered by the absorption of water in the mid-IR range and by the lack of suitable ...

Rapid Fabrication of Custom Microfluidic Devices for Research and Educational Applications

Microfluidic devices allow for the manipulation of fluids, particles, cells, micro-sized organs or organisms in channels ranging from the nano to submillimeter scales. A rapid increase in the use of this technology in the biological sciences has prompted a need for methods that are accessible to a wide range of research groups. Current fabrication standards, such as PDMS bonding, require expensive and time consuming lithographic and bonding techniques. A viable alternative is the use of equipment and materials that are easily affordable, require minimal expertise and allow for the rapid iteration of designs. In this work we describe a protocol for designing and producing PET-laminates (PETLs), microfluidic devices that are inexpensive, easy to fabricate, and consume significantly less time to generate than other approaches to microfluidics technology. They consist of thermally bonded film sheets, in which channels and other features are defined using a craft cutter. PETLs solve field-specific technical challenges while dramatically reducing obstacles to adoption. This approach facilitates the accessibility of microfluidics devices in both research and educational settings, providing a reliable platform for new methods of inquiry.

Here we present a protocol to design and fabricate custom microfluidic devices with minimal financial and time investment. The aim is to facilitate the adoption of microfluidic technologies in biomedical research laboratories and educational settings.

생물 의학 마이크로 대 한 굴절 인덱스 일치 장치 제조

요약

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실리카 초고 품질 팩터 Microresonators의 제작

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제조 및 Acoustofluidic 장치의 작동은 입자의 초점 쉬스에 대한 대량 음향 서 파도 지원

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컴퓨터 수치 제어 자기 나노 입자 기반 면역 분석에 대한 엇갈린 제한이있는 미세 유체 아크릴 장치의 마이크로 밀링

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