CN109689215B - 用于微流控芯片的疏水性涂层的方法和系统 - Google Patents

用于微流控芯片的疏水性涂层的方法和系统 Download PDF

Info

Publication number
CN109689215B
CN109689215B CN201780056064.5A CN201780056064A CN109689215B CN 109689215 B CN109689215 B CN 109689215B CN 201780056064 A CN201780056064 A CN 201780056064A CN 109689215 B CN109689215 B CN 109689215B
Authority
CN
China
Prior art keywords
hydrophobic coating
microfluidic chip
outlet
coating
liquid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201780056064.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109689215A (zh
Inventor
约翰·拉尔森
瑜·周
夏铮
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ABS Global Inc
Original Assignee
ABS Global Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ABS Global Inc filed Critical ABS Global Inc
Publication of CN109689215A publication Critical patent/CN109689215A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109689215B publication Critical patent/CN109689215B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B01L3/502707—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by the manufacture of the container or its components
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B01L3/502715—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by interfacing components, e.g. fluidic, electrical, optical or mechanical interfaces
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D129/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an alcohol, ether, aldehydo, ketonic, acetal, or ketal radical; Coating compositions based on hydrolysed polymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D129/10—Homopolymers or copolymers of unsaturated ethers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/06—Fluid handling related problems
    • B01L2200/0636—Focussing flows, e.g. to laminate flows
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/14—Process control and prevention of errors
    • B01L2200/141—Preventing contamination, tampering
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0809—Geometry, shape and general structure rectangular shaped
    • B01L2300/0816—Cards, e.g. flat sample carriers usually with flow in two horizontal directions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0861—Configuration of multiple channels and/or chambers in a single devices
    • B01L2300/0864—Configuration of multiple channels and/or chambers in a single devices comprising only one inlet and multiple receiving wells, e.g. for separation, splitting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/089—Virtual walls for guiding liquids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/12—Specific details about materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/16—Surface properties and coatings
    • B01L2300/161—Control and use of surface tension forces, e.g. hydrophobic, hydrophilic
    • B01L2300/163—Biocompatibility
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/16—Surface properties and coatings
    • B01L2300/161—Control and use of surface tension forces, e.g. hydrophobic, hydrophilic
    • B01L2300/165—Specific details about hydrophobic, oleophobic surfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/02—Burettes; Pipettes
    • B01L3/0241—Drop counters; Drop formers
    • B01L3/0268—Drop counters; Drop formers using pulse dispensing or spraying, eg. inkjet type, piezo actuated ejection of droplets from capillaries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Micromachines (AREA)

Abstract

本公开涉及用于在微流控芯片上提供疏水性涂层的方法，所述疏水性涂层促进至少一种液体的离散流动。所述方法包括将疏水性涂层施加到微流控芯片的区域上。本公开还包括提供至少一种液体的离散流动的微流控芯片。

Description

用于微流控芯片的疏水性涂层的方法和系统
相关申请的交叉引用
根据美国专利法第119条和/或第120条以及任何其他适用的法规或规则，本申请要求2016年9月12日提交的美国申请第62/393624号的权益和优先权，其公开内容通过引用整体并入本文。
技术领域
本申请总体涉及微流控芯片的涂层、特别地但不限于微流控芯片的疏水性涂层，以在液体通过芯片时促进从出口的离散(discrete)流动。
背景技术
由于微流控芯片制造中常见的各种材料的亲水性，当液体通过芯片时，难以制作导致从多个出口的离散流动的微流控芯片。为了促进从单个芯片的出口的离散流动，可以执行对微流控芯片的外表面的修饰以改变微流控芯片的疏水性。由疏水性改变产生的效果是促进从微流控芯片的出口的离散流动。
发明内容
本发明的实施方式是用于微流控芯片的疏水性涂层，所述疏水性涂层促进液体从微流控芯片的出口的离散流动，其中所述液体含有一个或多个活细胞，并且与所述液体接触的涂层与所述活细胞的存活性相容。换句话说，疏水性物质是生物相容的。
定义
如本文所用的，以下术语具有所指出的含义。
关于涂层，“疏水性”是指基本上形成对液体溶液的屏障。在实施方式中，液体溶液主要包含水。
“微流控芯片”是指蚀刻或模塑到材料(例如玻璃、硅或聚合物(例如PDMS、聚二甲基硅氧烷))中的微通道组。微通道连接在一起以实现期望的特征(例如混合、抽吸、分类、或控制生化环境)。
“蜡”是指由不溶于水的烃或脂肪酸的酯组成的任何物质。
关于涂层，“硅烷化”是指用有机官能化烷氧基硅烷分子覆盖表面。
关于涂层，“暂时性”是指可以用水和洗涤剂洗掉的涂层。
关于涂层，“半永久性”是指通过共价键附着在表面上的并且可以用溶剂除去的涂层。
关于涂层，“永久性”是指物理附着在表面上的并且基本上不能被水、洗涤剂或溶剂除去的涂层。
“纳米颗粒”是尺寸(直径)通常为1纳米(nm)至100纳米的颗粒。在纳米技术中，颗粒定义为在其迁移和性质方面表现为整体的小物体。颗粒根据直径进一步分类。
关于涂层，“Cytop 809M”(MSDS号：Z-1590HCS)是Asahi Glass AGC Group(日本东京100-8405千代田区丸之内1-5-1)的产品。它是无定形的、低分子量的、具有高透明度的含氟聚合物。它也被归类为全氟化溶剂。它包括以下组分：全氟三丁胺(CAS号311-89-7；约85％至99％)和聚-1,1,2,4,4,5,5,6,7,7-十氟-3-氧杂-1,6-庚二烯(CAS号101182-89-2；约1％至15％)。
附图说明
图1示意性地描绘沉积在玻璃芯片表面的输出附近的疏水性涂层，所述疏水性涂层防止液体从输出向上芯吸并防止液体与另一输出合并。
图2示意性地描绘沉积在玻璃芯片表面的检测窗口周围的疏水性涂层。涂层可以防止液体溢出蔓延进入封闭区域，这将影响激发光束或荧光发射。
图3示意性地描绘未涂覆的芯片(左)、涂覆的芯片(用阴影描绘，中)、以及具有作为引导液滴的通道的涂层的芯片(描绘为开口附近的矩形屏障；右)。
图4显示含有CytoP 809M溶液的玻璃烧杯。
图5显示在两个侧出口上距尖端约1mm的涂层区域(尖端的长度约为0.5mm)。
图6显示在玻璃芯片的两个侧出口上施加疏水性涂层。
图7显示放置在100mm直径有盖培养皿中的载玻片上的两个玻璃芯片。
图8显示在用于在一侧上预烘干涂层的55℃热板上具有两个玻璃芯片的有盖培养皿。
图9显示疏水涂覆的出口区域上的100μl去离子水。
具体实施方式
本公开涉及用于在微流控芯片上提供疏水性涂层的方法，所述疏水性涂层促进至少一种液体的离散流动。该方法包括将疏水性涂层施加到微流控芯片的区域上。本公开还包括提供至少一种液体的离散流动的微流控芯片。
制作微流控芯片的常用材料(例如玻璃、硼硅酸盐、熔融石英、石英、和某些聚合物)性质上是非常疏水的或非常亲水的。然而，材料的亲水性会使得难以实现从芯片的离散出口流动。因此，可以有利的是修饰外表面的亲水性特性以促进从微流控芯片的出口的离散流动。
例如，在水溶液流过芯片的玻璃芯片的情况下，溶液与固体基底之间产生的接触角约为30°至50°<1>。如果微流控芯片处于竖直位置且出口面向直下方，水溶液仍然可以依靠毛细作用吸住(wick up)芯片的外表面。如果存在希望被保持分开的多个出口，则这些出口的流会合并在一起。为了防止出口的流的合并，可能需要修饰芯片的外表面以产生更大的接触角。
修饰可以是暂时性修饰、半永久性修饰、或永久性修饰的形式。暂时性修饰可以是但不限于通过物理方法容易除去的涂层。这种实例包括蜡涂层、纳米颗粒沉积、和非共价结合的分子。半永久性修饰可以是但不限于共价结合的分子，例如玻璃表面的硅烷化处理。永久性的方案可以是但不限于通过产生微米级柱状物而物理地修饰微流控芯片表面以改变微流控芯片表面的疏水性性质。
微流控芯片表面的疏水性性质的改变还允许在芯片的表面上形成“通道”。亲水性/疏水性修饰可以用作引导流体沿微流控芯片的外表面的导向件(guide)。这些可以用于混合出口和流或使它们保持分开。
上述修饰可以应用于整个微流控芯片。替选地，可以将修饰应用于微流控芯片的一部分，使得修饰用作屏障。
上述修饰是对现有装置的改进，因为它们使得离散流动从微流控芯片脱离。在没有修饰的情况下，出口的流会合并在一起，产生从所期望的出口的稀释产物或来自不应该进行接触的组分的有害反应。
以上的本发明的商业潜力很大。能够保持各个出口流分开使得显著减少粗产物的稀释度。通过保持尽可能低的稀释度，用于下游处理的消耗品的成本保持最小。这些消耗品是用于生产所生产的产品的COG的主要驱动。
本技术的至少一个方面是至少一种疏水性涂层、组合物或疏水性物质，所述至少一种疏水性涂层、组合物或疏水性物质促进一种或多种液体从微流控芯片的一个或多个出口(也称为尖齿部)的离散流动。疏水性涂层、组合物或物质如果要与至少一种具有一种或多种活细胞(例如精细胞)的液体接触，则必须与那些活细胞的存活性相容。换句话说，在本技术的至少一些实施方式中，疏水性物质、组合物或涂层是生物相容的。在其他实施方式中，本领域技术人员应该理解，本技术的涂层、物质或组合物可以用于从化学用途到药物应用等的其他应用中。还设想了其他技术、领域和工业中的其他应用。为了说明，本技术的一些实例包括但不限于本技术的至少一种暂时性疏水性涂层、组合物或物质，包括但不限于至少一种蜡涂层、至少一种纳米颗粒沉积物、至少一种非共价结合的分子、其组合、或其衍生物。替选地，要求保护的本技术的至少一种半永久性疏水性涂层、组合物或物质的另一个实例包括但不限于例如至少一种共价结合的分子，例如有机官能化烷氧基硅烷分子等。
此外，要求保护的本技术还可以包括硅烷化，其可以包括例如在至少一个表面(例如玻璃表面)上的至少一种有机官能化烷氧基硅烷分子的一种或多种施加。应该理解，根据所期望的领域或应用，所描述和要求保护的本技术的应用也可以应用于其他表面。另外，在要求保护的本技术的其他实施方式中，提供了永久性疏水性涂层、组合物或物质的至少一个实例，该实例可以包括一个或多个微米级柱状物，所述柱状物可以改变微流控芯片表面的疏水性性质。疏水性涂层、组合物或物质可以施加到微流控芯片的整个表面或微流控芯片的整个表面的一部分上，或者替选地疏水性涂层、组合物或物质是微流控芯片的整个表面或微流控芯片的整个表面的一部分。因此，本领域技术人员将理解，所描述和要求保护的本涂层、组合物或物质的技术可以施加到微流控芯片的一段的一部分或者可以是微流控芯片的一段的一部分，例如出口段、组件。例如，要求保护和描述的本技术可以施加到至少一个微流控芯片的出口段、尖齿部等的整个或一段。
要求保护和描述的本技术的另一个方面是用于在微流控芯片上施加或包含疏水性涂层或疏水性物质的至少一种方法，所述疏水性涂层或疏水性物质促进至少一种液体的离散流动，所述液体可以是化学流体、生物流体、生物相容流体、药物流体、工业流体等。取决于与本技术的涂层、组合物或物质连接使用或连通使用的物质，涂层、组合物或物质的施加可以是一次或多次。本领域技术人员还应该理解，还设想了通过所要求保护的本技术的方法生产的至少一种产品。
本申请的另一方面是涂有至少一种所要求保护的本技术的疏水性涂层、组合物或物质的微流控芯片。替选地，还设想了通过施加至少一种或多种暂时性或半永久性疏水性涂层、组合物或物质的方法制备的微流控芯片，所述疏水性涂层、组合物或物质包括但不限于至少一种蜡涂层、至少一种纳米颗粒沉积物、至少一种非共价结合的分子、共价结合的分子(例如有机官能化烷氧基硅烷分子)、其组合及其衍生物。此外，微流控芯片可以通过施加永久性疏水性涂层、组合物或物质(包括可以改变微流控芯片表面的疏水性性质的微米级柱状物)而制成。
此外，对于要求保护的本技术，还设想了衬有、涂有、覆盖有等至少一种本技术的疏水性涂层、组合物或物质的至少一种微流控芯片，所述微流控芯片由本技术的至少一种方法制备，所述方法至少涉及施加至少一种半永久性疏水性涂层或物质(包括共价结合的分子(例如至少一种有机官能化烷氧基硅烷分子))的步骤。替选地，本方面的另一实施方式可以是至少一种涂有至少一种疏水性涂层或物质的微流控芯片，所述微流控芯片通过施加或添加包括一个或多个微米级柱状物的永久性疏水性涂层、组合物或物质的方法来制备，所述微米级柱状物可以改变微流控芯片表面的疏水性性质。应当理解，描述和要求保护的本技术的该方面可以用于生物技术领域、制药领域、化学领域、电气领域、机械领域等。
尽管已经关于实施方式说明了本发明，但是应该理解，在不脱离本文所描述的本发明的精神和范围的情况下，可以进行许多其他可能的修改和变化。
此外，一般而言，关于本文所描述的过程、系统、方法等，应该理解的是，尽管已经描述了这些过程的步骤等根据某个有序次序发生，但是这种过程可以以与本文所描述的顺序不同的顺序执行所描述的步骤。还应该理解，可以同时执行某些步骤，可以添加其他步骤，或者可以省略本文所描述的某些步骤。换句话说，提供本文的过程的描述是为了说明某些实施方式，绝对不应该解释为限制要求保护的本发明。
而且，应该理解，以上描述旨在是说明性的而非限制性的。在阅读以上描述之后，除了所提供的示例之外，许多实施方式和应用对于本领域技术人员将是明显的。不应该参考以上描述确定本发明的范围，而是应该参考所附权利要求以及这些权利要求所授予的等同物的全部范围来确定本发明的范围。预期并旨在的是未来发展将在本文所讨论的技术中发生，并且所公开的系统和方法将被合并到这种未来实施方式中。总之，应该理解，本发明能够进行修改和变化，并且仅受所附权利要求的限制。
最后，本申请中使用的全部经定义的术语旨在给出与本文提供的定义一致的最广泛的合理解释。权利要求中使用的所有未定义的术语旨在给出与本领域技术人员理解的普通含义一致的最广泛的合理解释，除非本文给出明确的相反指示。特别地，除非权利要求引用相反的明确限制，否则应该理解使用例如“一”、“该”、“所述”等单数冠词以引用所指示的要素中的一者或多者。
实施例1芯片疏水性涂覆流程
在使用之前，通过在去离子水中超声处理来清洁玻璃芯片，以从芯片的外表面去除任何水溶性污染物或大的碎屑。从去离子水中取出玻璃芯片。用镜头纸擦去多余的水，使用室内压缩空气从通道吹出水。
在使用前约1小时将CytoP涂覆溶液(例如CytoP 809M)温热至室温。
将约2mL的Cytop 809M置于玻璃烧杯(140ml或更小尺寸，参见图4)中。在替选方式中，35mm直径×10mm高的玻璃有盖培养皿也可以用于此目的以容纳Cyto 809M。将微棉签浸入Cytop 809M中并涂在侧出口区域的芯片上。涂层涂抹区域见图5。涂覆两侧(正侧、背侧和薄边)。
打开加热器(例如热板)，将温度调节到约55℃。然后，首先在玻璃芯片的一侧上用涂抹器(例如微棉签)小心地将涂层涂抹到图5中所示的区域。此时不要涂抹芯片的所有侧，只涂抹这些面中的一个。芯片的出口端略微倾斜，以防止涂层溶液扩散(见图6)。
涂层应该距尖端的末端约1mm，以防止涂层溶液通过毛细管力填入到微通道中。应该避免涂覆中心样品出口及其周围区域(见图5)。
在完成一侧涂覆后，用镊子将涂覆的芯片放在容器(例如有盖培养皿)中的两个载玻片的顶部，如图7所示。然后，将整个有盖培养皿放在加热器(例如热板)的顶部，在约55℃下将经涂覆的侧上的涂层预烘干(参见图8)。该流程可以有助于有效地防止过量的涂层溶液滴落或者在玻璃芯片的背侧上形成一些微小液滴。
在载玻片和玻璃芯片的涂覆区域之间存在一些间隙。涂层材料将在烘干温度下完全固化，并且与环氧树脂一起很好地粘合玻璃层。
在约3至5分钟后，用镊子取出玻璃芯片，然后按照相同的步骤涂覆玻璃芯片的另一侧和薄边。然后，盖上有盖培养皿并烘干约1小时。
将热板从约55℃升温至约105℃保持约20分钟，升温至约155℃保持约20分钟，升温至约205℃保持约20分钟。在约205℃烘干另一额外的约50分钟。然后，关闭加热器并小心地将有盖培养皿转移到化学通风橱中的凉爽区域，让其冷却。
一旦冷却，在显微镜下检查芯片是否有任何阻塞的出口。如果任何出口通道被阻塞，可以使用突出物或针(例如直径约120μm的针灸针)打开出口通道，然后放入超声波发生器中清洁残留的碎屑。最后，使用压缩空气吹出通道内的水和碎屑。
最后，使用移液管取约100μL去离子水并滴在两个涂覆的出口尖端上，并观察疏水性涂层效果的接触角，参见图9。
实施例2芯片疏水性涂覆流程
按电源按钮打开对流烘箱。将温度设置为约55℃，将风扇设置为最低速度并将风门完全关闭。
使用分配器(例如移液管)将约2至3滴Cytop 809M放入容器(例如称重皿)中。
小心地从容器中取出芯片。如图5所示，使用棉签将涂层涂抹在芯片的尖齿部上，注意不要在侧出口的约1毫米至2毫米内涂上任何涂层。确保芯片边缘被涂覆。
将芯片放在有盖培养皿中的支撑杆上，注意不要让涂层接触任何物体。
当所有芯片已经被涂覆时，小心地将有盖培养皿移到烘箱中。关闭门并选择温度#4(Thermo Scientific对流烘箱)。程序自动启动，需要约3小时完成。让芯片冷却过夜，然后将其从烘箱中取出。
在烘干完成后，小心地取出有盖培养皿。在将芯片放回容器之前检查芯片。
参考文献：1.Sklodowaka,A.,Wozniak,M.,Matlakowska,R.,“The method ofcontactangle measurements and estimation of work of adhesion in bioleachingofmetals.”Biol.Proc.Online,1(3),114-121,1999.

Claims (16)

1.一种用于在微流控芯片上提供疏水性涂层的方法，所述疏水性涂层促进至少一种液体的离散流动，所述方法包括：
将所述疏水性涂层施加到所述微流控芯片的出口区域的涂抹区域内的外部表面和边缘上，其中所述出口区域包括多个出口通道，所述疏水性涂层被涂覆到远离所述出口通道尖端的末端1mm的外部表面和边缘上，从而防止所述疏水性涂层填入所述出口通道中；
其中，所述液体以出口流的形式从所述多个出口通道流出；其中，所述疏水性涂层通过防止所述多个出口通道中的每一个的出口流合并在一起，来充当沿着所述外部表面引导所述液体的导向件并促进所述液体的离散流动。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述疏水性涂层是选自由蜡、纳米颗粒、非共价结合的分子、及其组合组成的组的暂时性涂层。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述疏水性涂层是选自由有机官能化烷氧基硅烷分子、另一种共价结合的分子、及其组合组成的组的半永久性涂层。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述疏水性涂层是包含微米级柱状物的永久性涂层。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述疏水性涂层与细胞是生物相容的。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述疏水性涂层包含含氟聚合物。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述含氟聚合物包括全氟三丁胺和聚-1,1,2,4,4,5,5,6,7,7-十氟-3-氧杂-1,6-庚二烯。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述含氟聚合物包括85％至99％的全氟三丁胺和1％至15％的聚-1,1,2,4,4,5,5,6,7,7-十氟-3-氧杂-1,6-庚二烯。
9.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：
加热所述微流控芯片；和
冷却所述微流控芯片。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述加热所述微流控芯片还包括在55℃下、然后在205℃下加热。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述在55℃下、然后在205℃下加热还包括在55℃下、然后在105℃下、然后在155℃下、然后在205℃下逐步加热。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，在105℃下加热1小时，在105℃下加热20分钟，在155℃下加热20分钟，在205℃下加热至少20分钟。
13.一种提供至少一种液体的离散流动的微流控芯片，包括
施加到所述微流控芯片的出口区域的涂抹区域内的外部表面和边缘上的疏水性涂层；其中所述出口区域包括多个出口通道，所述疏水性涂层被涂覆到远离所述出口通道尖端的末端1mm的外部表面和边缘上，从而防止所述疏水性涂层填入所述出口通道中；
其中，所述液体以出口流的形式从所述多个出口通道流出；其中，所述疏水性涂层通过防止所述多个出口通道中的每一个的出口流合并在一起，来充当沿着所述外部表面引导所述液体的导向件并促进所述液体的离散流动。
14.根据权利要求13所述的微流控芯片，其中，所述疏水性涂层包含含氟聚合物。
15.根据权利要求14所述的微流控芯片，其中，所述含氟聚合物包括全氟三丁胺和聚-1,1,2,4,4,5,5,6,7,7-十氟-3-氧杂-1,6-庚二烯。
16.根据权利要求15所述的微流控芯片，其中，所述含氟聚合物包括85％至99％的全氟三丁胺和1％至15％的聚-1,1,2,4,4,5,5,6,7,7-十氟-3-氧杂-1,6-庚二烯。
CN201780056064.5A 2016-09-12 2017-09-12 用于微流控芯片的疏水性涂层的方法和系统 Active CN109689215B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201662393624P 2016-09-12 2016-09-12
US62/393,624 2016-09-12
PCT/IB2017/001289 WO2018047011A2 (en) 2016-09-12 2017-09-12 Method and system for hydrophobic coating of microfluidic chips

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109689215A CN109689215A (zh) 2019-04-26
CN109689215B true CN109689215B (zh) 2021-12-28

Family

ID=60574639

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780056064.5A Active CN109689215B (zh) 2016-09-12 2017-09-12 用于微流控芯片的疏水性涂层的方法和系统

Country Status (10)

Country Link
US (1) US10981163B2 (zh)
EP (1) EP3509750A2 (zh)
JP (1) JP7039570B2 (zh)
CN (1) CN109689215B (zh)
AU (1) AU2017323502B2 (zh)
BR (1) BR112019004727B1 (zh)
CA (1) CA3034007C (zh)
MX (1) MX2019002754A (zh)
NZ (1) NZ751869A (zh)
WO (1) WO2018047011A2 (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11243494B2 (en) 2002-07-31 2022-02-08 Abs Global, Inc. Multiple laminar flow-based particle and cellular separation with laser steering
US10908066B2 (en) 2010-11-16 2021-02-02 1087 Systems, Inc. Use of vibrational spectroscopy for microfluidic liquid measurement
US8961904B2 (en) 2013-07-16 2015-02-24 Premium Genetics (Uk) Ltd. Microfluidic chip
US11796449B2 (en) 2013-10-30 2023-10-24 Abs Global, Inc. Microfluidic system and method with focused energy apparatus
BR112020023607A2 (pt) 2018-05-23 2021-02-17 Abs Global, Inc. sistemas e métodos para focalização de partículas em microcanais
WO2020215011A1 (en) 2019-04-18 2020-10-22 Abs Global, Inc. System and process for continuous addition of cryoprotectant
US11628439B2 (en) 2020-01-13 2023-04-18 Abs Global, Inc. Single-sheath microfluidic chip
JP2022049382A (ja) * 2020-09-16 2022-03-29 株式会社エンプラス 流体取扱装置および流体取扱装置の製造方法
WO2023102726A1 (zh) * 2021-12-07 2023-06-15 晶瑞电子材料股份有限公司 一种非金属氧化物膜用缓冲蚀刻液

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1330154A (zh) * 2000-06-27 2002-01-09 南京益来基因医学有限公司 细胞微阵列芯片及其制备方法
US6915417B2 (en) * 1999-12-30 2005-07-05 Cardiac Pacemakers, Inc. Quick starting external programmer for implantable medical device
CN101100637A (zh) * 2006-07-05 2008-01-09 三星电子株式会社 微流控装置以及使用所述装置的方法
CN102580644A (zh) * 2011-01-10 2012-07-18 三星电子株式会社 微流体装置和利用该微流体装置的分析物检测方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6555389B1 (en) * 1999-05-11 2003-04-29 Aclara Biosciences, Inc. Sample evaporative control
ATE500051T1 (de) * 2001-04-06 2011-03-15 Fluidigm Corp Polymeroberflächenmodifikation
GB0116384D0 (en) 2001-07-04 2001-08-29 Diagnoswiss Sa Microfluidic chemical assay apparatus and method
US7007710B2 (en) * 2003-04-21 2006-03-07 Predicant Biosciences, Inc. Microfluidic devices and methods
SE0302074D0 (sv) 2003-07-15 2003-07-15 Simon Ekstroem Device and method for analysis of samples using a combined sample treatment and sample carrier device
WO2007021762A2 (en) * 2005-08-09 2007-02-22 The University Of North Carolina At Chapel Hill Methods and materials for fabricating microfluidic devices
US20060105453A1 (en) 2004-09-09 2006-05-18 Brenan Colin J Coating process for microfluidic sample arrays
ES2925730T3 (es) * 2005-07-08 2022-10-19 Velocys Inc Proceso de reacción catalítica usando la tecnología de microcanales
EP2481815B1 (en) * 2006-05-11 2016-01-27 Raindance Technologies, Inc. Microfluidic devices
EP2140257B1 (en) * 2007-04-17 2010-10-06 Nxp B.V. A fluid separation structure and a method of manufacturing a fluid separation structure
US20140287243A1 (en) 2013-03-06 2014-09-25 University Of Pittsburgh - Of The Commonwealth System Of Higher Education Superhydrophobic coatings
JP6480662B2 (ja) * 2013-03-13 2019-03-13 ハウメット コーポレイションＨｏｗｍｅｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ タービン部品のアルミナイジングに用いられるマスカント
EP3042178B1 (en) * 2013-09-05 2019-08-21 Bio-rad Laboratories, Inc. Method of isolating a particle from a fluid sample
EP3570005A1 (en) 2013-10-30 2019-11-20 ABS Global, Inc. Microfluidic system and method with focused energy apparatus

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6915417B2 (en) * 1999-12-30 2005-07-05 Cardiac Pacemakers, Inc. Quick starting external programmer for implantable medical device
CN1330154A (zh) * 2000-06-27 2002-01-09 南京益来基因医学有限公司 细胞微阵列芯片及其制备方法
CN101100637A (zh) * 2006-07-05 2008-01-09 三星电子株式会社 微流控装置以及使用所述装置的方法
CN102580644A (zh) * 2011-01-10 2012-07-18 三星电子株式会社 微流体装置和利用该微流体装置的分析物检测方法

Also Published As

Publication number Publication date
AU2017323502A1 (en) 2019-04-11
CA3034007A1 (en) 2018-03-15
NZ751869A (en) 2022-12-23
CN109689215A (zh) 2019-04-26
WO2018047011A2 (en) 2018-03-15
US20180126376A1 (en) 2018-05-10
EP3509750A2 (en) 2019-07-17
JP7039570B2 (ja) 2022-03-22
BR112019004727A2 (pt) 2019-05-28
MX2019002754A (es) 2019-08-29
AU2017323502B2 (en) 2022-04-21
WO2018047011A3 (en) 2018-05-11
JP2019531884A (ja) 2019-11-07
CA3034007C (en) 2023-01-17
US10981163B2 (en) 2021-04-20
BR112019004727B1 (pt) 2023-10-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109689215B (zh) 用于微流控芯片的疏水性涂层的方法和系统
CN108472649B (zh) 具有优化的电润湿表面的微流体装置和相关系统及方法
Tenjimbayashi et al. Liquid‐infused smooth coating with transparency, super‐durability, and extraordinary hydrophobicity
US10799865B2 (en) Microfluidic apparatus having an optimized electrowetting surface and related systems and methods
Choi et al. Coffee-ring effect-based three dimensional patterning of micro/nanoparticle assembly with a single droplet
Baraban et al. Chemotactic behavior of catalytic motors in microfluidic channels
Bachus et al. Fabrication of patterned superhydrophobic/hydrophilic substrates by laser micromachining for small volume deposition and droplet-based fluorescence
WO2017117567A1 (en) Droplet generation in a microfluidic device having an optoelectrowetting configuration
Ghosh et al. Effect of surface wettability on crack dynamics and morphology of colloidal films
Wu et al. Rapid prototyping of an open-surface microfluidic platform using wettability-patterned surfaces prepared by an atmospheric-pressure plasma jet
Latip et al. Protein droplet actuation on superhydrophobic surfaces: a new approach toward anti-biofouling electrowetting systems
Fang et al. Self-propelled and electrobraking synergetic liquid manipulator toward microsampling and bioanalysis
Manz et al. Microfluidics and Lab-on-a-Chip
Farzeena et al. Patterning of metallic nanoparticles over solid surfaces from sessile droplets by thermoplasmonically controlled liquid flow
Parsa et al. Effect of substrate temperature on pattern formation of bidispersed particles from volatile drops
Thokchom et al. Dynamical clustering and band formation of particles in a marangoni vortexing droplet
Shringi et al. Study and analysis of different parameters affecting the fabrication of electrowetting-on-dielectric (EWOD) actuated micropipettes
Pelizzari et al. Droplet Self-Propulsion on Slippery Liquid-Infused Surfaces with Dual-Lubricant Wedge-Shaped Wettability Patterns
Liu et al. Patterned Manipulated Surface Based on Femtosecond Laser with Adjustable Wetting Speed and Directional Fluid Delivery
TWI668192B (zh) 微流道製造方法
Ayoub et al. Enhancing hydrophilicity of PDMS surfaces through graphene oxide deposition
Yang Development of 3D Printing Enabled Methodologies for Microfluidic Cell Analysis and Surface Plasmon Resonance Sensing Enhanced by Nanoconjugates
JP2023553062A (ja) 分子及び／又は分子複合体を単離するための方法
WO2020002197A1 (en) Method of inducing or preventing the merging of droplets
Yao et al. Particle Continuous Separation by Evaporation Force on Microfluidic System

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20191022

Address after: 1525 River Road, Forrest County, Wisconsin, USA

Applicant after: ABS Global

Address before: England Atsushi

Applicant before: Primium Ohm Genetics (UK) Co., Ltd.

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant