Polyjet 3D打印技巧助力研收回可以分选分歧尺寸单细胞的微流控安装

3D打印常常用于微流控技巧，用于处置把持和掌握巨大通道中亚毫米级其余流体活动。研讨人员曾经开辟出很多微流控安装以帮助细胞剖析，医疗范畴是以得以受害。据麦姆斯征询报道，来自萨斯喀彻温年夜学（University of Saskatchewan）的Annal Arumugam Arthanari Arumugam揭橥了一篇题为《基于滑动道理协助分选分歧尺寸细胞潜在使用的微流控安装》的卒业论文，专注于一种全新的微流控安装设计概念，称为滑动道理。

论文中，Arumugam表现，固然年夜多半微流控安装都可以捕捉、别离、定位和分选单个细胞，但年夜多半只能用于雷同尺寸的细胞。可调谐微流控安装可用于捕捉和分选尺寸为20至30μm的单个细胞，然则很多使用所需的尺寸规模为2 μm至100 μm，甚至规模更年夜。

论文陈说指出“本文起首对用于捕捉和分选单细胞安装的分歧任务道理睁开剖析，试图找出成绩处理计划。作为成果，本文提出了一种新的道理，用于对尺寸规模在2 μm至100 μm之间的单细胞停止分选，该道理被称为‘滑动道理’。为了验证该道理的无效性，研讨人员基于该道理设计了一种包括微捕捉器或微孔的安装，该安装的设计和制作应用了软光刻技巧，个中的模具则应用3D打印技巧制作。研讨人员用显微镜（分辩率：1-3μm）和挪动平台（分辩率：1μm）睁开试验，证实了该安装可以顺应微孔捕捉器的尺寸，规模从0-1000μm并完整可以笼罩所需微孔的尺寸规模（例如：2-100μm）。依据今朝关于用一种安装捕捉和分选分歧尺寸单细胞的机械办法的文献，基于滑动道理构建的安装无望实用于捕捉并分选分歧尺寸的单细胞。”

该安装的全体功效请求（function requirement，FR）是可以捕捉分歧尺寸的细胞，从2 μm到100μm，分辩率为2-5μm，子功效请求包含：

* 构成滑动对，使捕捉器随滑动改动尺寸年夜小

* 可以运转一款滑动捕捉器

* 泵送细胞液流过捕捉器

会接触到细胞的微流控安装必需由生物相容性资料制成，细胞中的最年夜应力应当小于4.5 Pa，滑动调剂规模小于1000 μm。Arumugam为他的滑动捕捉器思索了两种设计选择，但第一种没有胜利，由于两个块的接触面不敷腻滑，块与块之间无法腻滑滑动，而且有能够会招致泄露。是以他转而专注于第二种设计选择。

Polyjet 3D打印技巧助力研收回可以分选分歧尺寸单细胞的微流控安装

Arumugam说明道，“这种设计分为两层（顶层和底层），每一层都有几个微孔（但是，本论文只设计了一个微孔，但不掉普通性），微孔外形为正方形。详细而言，在顶层，正方形是一个具有凸起部门的凸面，底层的正方形则是凹面。当两层组装在一路时（顶层在底层之上），它们就构成一个零碎……”

导轨、支架、顶层块和底层块，由PDMS（聚二甲基硅氧烷）制成的嵌入层组成驱动安装；挪动分辩率约为3 um的单个轴向平台由835刚性不通明白色资料制成，有助于驱动顶层块。Arumugam应用Polyjet 3D打印技巧为PDMS部门制造模具。

在测试设计时，该安装被测量以检查能否契合“几何和拓扑安装设计标准”，研讨人员也测量了滑动操作以“磨练微孔的变更”。

PDMS层的测量值令人称心，标明了滑动道理概念的确无效，PDMS层的正面有稍微腐蚀景象，使得通道间距不太准确；形成破坏的缘由是粘性PDMS在固化进程中没有从模具上剥离洁净。

Arumugam弥补道，“在最后的几回试验测验考试中，PDMS没有固化好，PDMS层（注塑件）粘在模具上，并在剥离进程中受损。为懂得决这个成绩，我们将3D打印模具在烤箱中以85°C预烘烤4小时，然后再停止PDMS层的固化。但是，成绩并没有完整消逝。该成绩会招致注塑件在尺寸方面的不准确性（误差约为2um），异样也会招致外表破坏。分辩率成绩部门可归由于通道尺寸为1mm。通道尺寸会影响到显微镜的聚焦，进而影响被视图笼罩的像素数目，最终影响像素分辩率，尤其是像素长度酿成了8.547 um。假定最年夜通道尺寸为100 μm，测量分辩率就会酿成0.855 um。”

作者也罗列了一些有助于推动微流控安装技巧的任务，例如优化PDMS通道的制作和进一步修正他的设计。(100yiyao.com）

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