a laboratórium egy chipen? Hogyan fér el a laboratórium egy chipen? Bevezetés a mikrofluidika világába Ádám Szabolcs József Attila Gimnázium Ózd Gémes Antal Bethlen Gábor Református Gimnázium Hódmezővásárhely Témavezetők: Tóth Eszter, Tóth Anna Bori, Fürjes Péter www.biomems.hu

LAB-ON-A-CHIP (bio-)érzékelési és mintapreparációs feladatok egy chipen pl. mintaszállítás, keverés, elválasztás / válogatás (pl. sejtek) MIKROFLUIDIKA folyadékok manipulációja mikrométeres skálán (nL térfogatok) FOLYTONOS mikrofluidika CSEPPES / DIGITÁLIS (kétfázisú) mikrofluidika nem keveredő folyadékok határozott fázishatárral elválasztott áramlása Folyadékfókuszálás (MML) Cseppgenerálás (Twente)

Mikrofluidika kialakítása PDMS polimerben UV megvilágítás maszk csatornák SU-8 fotoreziszt Öntőforma: SU-8 Si szeleten szilícium hordozó PDMS előnyei: biokompatibilis, rugalmas, transzparens olcsó, gyors és egyszerű felhasználás kovalens kötés önmagával, Si és üveg felülettel Polimerizáció után

Az elkészített eszköz maszkterve FOLYTONOS MIKROFLUIDIKA folyadékok manipulációja mikrométeres skálán LAMINÁRIS ÁRAMLÁS (csak diffúzióval történhet keveredés) Az elkészített mikrofluidikai eszköz VIZSGÁLATI MÓDSZEREK Fluoreszcens mikroszkópia: Zeiss AxioVert A1 Képfeldolgozás: ImageJ + Zeiss ZEN (intenzitásprofil) támaszfolyadék: víz tonic* támaszfolyadék: víz tonic* : fluoreszcens kinin molekula Az elkészített eszköz maszkterve

FOLYTONOS MIKROFLUIDIKA azonos viszkozitású folyadékok viselkedése geometria kontrakcióban FOLYADÉKFÓKUSZÁLÁS pl. vérsejtszámláláshoz (sorba rendezés) 400mm 0,5 / 1 (mL/s) 400mm 0,5 / 3,7 (mL/s)

CSEPPES MIKROFLUIDIKA – LÓTUSZ-EFFEKTUS Lótuszvirág: vízlepergetés Alkalmazások: öntisztuló felületek Biomimetika – a „természet utánzása” Mi okozza? Mikro-nanostrukturáltság (oszlopocskák) Viaszos hidrofób réteg (paraffinszerű anyag) Mesterséges megvalósítás dekorációs műhóspray orvosi paraffin (hidrofób) mikroszerkezet Lótusz-effektus a levélen A műhóval kezelt felületen lévő cseppek A műhó szerkezete a SEM alatt

CSEPPES (kétfázisú) MIKROFLUIDIKA alkalmazások: sejtcsapdázás

Az elkészített eszköz maszkterve CSEPPES MIKROFLUIDIKA különböző viszkozitású folyadékok viselkedése geometria kontrakcióban Geometriai kontrakció (szingularitás) instabilitás támaszfolyadék: olaj tonic* támaszfolyadék: olaj Plateau-Reyleigh instabilitás 400mm VIZSGÁLATI MÓDSZEREK Nagy sebsségű mikroszkópia: Zeiss AxioVert A1 Képfeldolgozás: ImageJ Az elkészített eszköz maszkterve

CSEPPES MIKROFLUIDIKA különböző viszkozitású folyadékok viselkedése geometria kontrakcióban átlagos átmérő: 259mm szórás: 9,7mm átlagos átmérő: 224mm szórás: 3,3mm 400mm 400mm átlagos átmérő: 190mm szórás: 2,9mm átlagos átmérő: 126mm szórás: 5mm 400mm 400mm átlagos átmérő: 95mm szórás: 3,5mm átlagos átmérő: 67mm szórás: 3,4mm 400mm 400mm

Köszönjük a figyelmet!