设计和制造一个聚二甲基西洛干装置,用于评估柱体几何形状和配置在流量分离中的影响,使用确定性的横向位移

科学领域:

• 生物医学工程 生物医学工程
• 微流体学 微流体学
• 颗粒分离技术 颗粒分离技术

背景情况:

• 微流体和微设备制造正在改变生物医学行业.
• 确定性横向位移 (DLD) 利用战略性放置的障碍物进行粒子分离.
• 障碍物形状,大小,位置和方向显著影响DLD效率.

研究的目的:

• 通过使用具有高行转移角度 (25°,30°,35°) 的DLD模块来研究粒子分离.
• 评估圆形和三角形微柱形状和方向对DLD性能的影响.
• 详细介绍新型微流体装置的制造,表征和应用,用于血分离.

主要方法:

• 在晶片上制造微流体设备,使用光刻法和深度反应性离子蚀刻.
• 基于聚甲基 (PDMS) 的微流体芯片的创建.
• 使用3D显微镜和扫描电子显微镜 (SEM) 进行表征.
• 用显微镜和图像处理评估的血分离实验.
• 用实验数据验证的粒子轨迹的数值模拟.
• 使用氧和等离子体进行PDMS-PDMS结合实验.

主要成果:

• 与其他配置相比,面向75°的三角形微柱体显示出较高的粒子分离.
• 这种新型的DLD装置实现了血液细胞与血的分离,恢复因子为44%至100%.
• 氧等离子体结合导致结合强度为0.404 N mm-1.1.
• 已制造的设备实现了135.34μLs-1的高吞吐量.

结论:

• 优化的DLD模块具有特定的微支柱设计 (三角形,75°方向) 和高排移角度,可实现高效的颗粒分离.
• 开发的微流体设备对血分离有效,为传统方法提供了可行的替代方案.
• 该研究强调了微柱体几何和工艺参数在生物医学应用中的微流体设备性能中的关键作用.