تطوير نهج قائم على الموائع الدقيقة للتحقيق في ميكانيكا البوليمرات الدقيقة

الأنابيب الدقيقة هي بوليمرات هيكلية خلوية تلعب أدوارا أساسية في انقسام الخلايا والنقل داخل الخلايا. في هذه الدراسة ، نعتمد الموائع الدقيقة لدراسة ميكانيكا الأنابيب الدقيقة في المختبر. يتناول هذا العمل قيدين محددين لدراسة الأنابيب الدقيقة في أجهزة الموائع الدقيقة ، وهما احتمال وجود فقاعات هواء ، والتي يمكن أن تفسد البروتينات وعدم استخدام فحوصات الإنتاجية العالية. يسمح جهاز الموائع الدقيقة والبروتوكول الخاص بنا بمجموعة من الإعدادات التجريبية مع قدرات اختبار إنتاجية عالية أكثر قوة من فحوصات خلايا التدفق السابقة.

[مدرب] للبدء ، قم بتنظيف رقاقة السيليكون مقاس 3 بوصات تحت الفراغ لمدة خمس دقائق باستخدام الأكسجين أو بلازما الهواء الجاف النظيف. تأكد من أن ضغط الفراغ أقل من خمسة في عشرة أس سالب خمسة تور. قم بتوسيط رقاقة السيليكون النظيفة على مبرمج الدوران لترسيب مقاومة الصور وقم بإيداع واحد إلى ملليلتر إلى ملليلتر من مقاومة الصور SPR 227.0 على مركز رقاقة السيليكون. قم بتدوير المقاومة للضوء لتحقيق طبقة بسمك 13 ميكرومتر بمعدل 1000 دورة في الدقيقة لمدة 30 ثانية. مع تقليل ملامسة السطح المطلي ، انقل رقاقة السيليكون إلى لوح تسخين مضبوطة على 70 درجة مئوية. احتضان رقاقة السيليكون على الصفيحة الساخنة ، وقم بزيادة درجة الحرارة بمقدار 10 درجات مئوية كل ثلاث إلى خمس دقائق حتى تصل درجة الحرارة إلى 115 درجة مئوية. ثم قم بإيقاف تشغيل اللوح الساخن واترك رقاقة السيليكون تبرد حتى تقل درجة حرارتها عن 65 درجة مئوية. باستخدام الملقط ، انقل الرقاقة المبردة إلى تقويم القناع. قم بتحميل كل من رقاقة السيليكون وقناع الصورة المناسب في التقويم وفقا للبروتوكولات الخاصة بالشركة المصنعة أو الموقع ، وقم الآن بتعريض الرقاقة للأشعة فوق البنفسجية بطاقة تبلغ حوالي 400 مللي جول لكل سنتيمتر مربع. احسب وقت التعرض المطلوب باستخدام الصيغة. بعد الجفاف والمعالجة الحرارية ، اغمر الرقاقة في المطور المناسب. ثم اشطف جانبي الرقاقة برفق بالماء منزوع الأيونات لمدة 30 ثانية. بعد تجفيف الرقاقة المطورة باستخدام غاز النيتروجين ، قم بنقلها إلى مجفف. ضع وعاء صغير من الألومنيوم في المجفف وأضف قطرة واحدة من السيلان في حاوية الألمنيوم. بعد التجفيف ، اسكب Polydimethylsiloxane المختلط ومنزوع الغازات على القالب الرئيسي داخل طبق بتري. احتضن الطبق عند 65 درجة مئوية طوال الليل للسماح ل PDMS بالشفاء الكامل. حول ميزات الجهاز ، استخدم مشرط أو شفرة حلاقة لقطع قطع مستطيلة من PDMS من الطبقة الرئيسية. تأكد من أن كل قطعة تتضمن مساحة محيطة كافية للسماح بملامسة الترابط المناسبة وتناسب انزلاق غطاء زجاجي مقاس 22 × 22 ملم. ضع نظام إدارة الرسومات الشخصي على طبقة احتياطية من قوائم تعريف الشخصية القرابينية، وتجنب الأسطح الصلبة. ثم باستخدام ثقب ثقب نظيف 1.5 ملم ، قم بعمل فتحات مدخل ومخرج في كل قطعة PDMS. الآن استرجع زلة غطاء زجاجي مقاس 22 × 22 ملم ونظفها باستخدام منديل مغطى بكحول الأيزوبروبيل. ثم تنظف البلازما الغطاء الزجاجي تحت الفراغ لمدة خمس دقائق باستخدام بلازما الهواء النظيف والجاف. امسح كل من زلة الغطاء الزجاجي والجانب المميز من PDMS بمناديل مبللة بالكحول الأيزوبروبيل قبل وضعها في منظف البلازما وتنظيفهما في نفس الوقت لمدة 30 ثانية تحت الفراغ باستخدام بلازما الهواء النظيف والجاف. بعد التنظيف، اقلب نظام إدارة الرسومات الإحصائي بحيث يكون جانب ميزته متجها لأسفل. ضع نظام إدارة المفاتيح السياحي على زلة الغطاء الزجاجي واضغط برفق لتشجيع الترابط. تم ثني امتدادات الأنابيب الدقيقة المستقرة عن طريق تدفق محلول عازل عمودي على اتجاه نموها ، مما يدل على القدرة على تطبيق قوة اتجاهية داخل الجهاز. تم حساب سرعة التدفق القريب من السطح التي تعيشها الأنابيب الدقيقة بأنها 92 ميكرومتر في الثانية باستخدام المحاكاة والنمذجة التحليلية بناء على معادلة نافييه ستوكس. أظهرت عمليات المحاكاة الحسابية إنشاء تدرجات مستقرة عبر الجهاز تم تأكيدها تجريبيا بواسطة صبغة فلورية تظهر أنماط تركيز يمكن التنبؤ بها. امتدادات الأنابيب الدقيقة ذات العلامات المزدوجة ، أكدت التقسيم القائم على التدرج مع بروتينات فلورية مختلفة تهيمن على مناطق مكانية متميزة على طول الجهاز.