即使是簡單的微流控裝置，通常也需要復雜而昂貴的泵送和閥門系統來精確計量和控制流體流量。這通常需要大量且耗時的設置，有時會使這些芯片不便且難以想象。它也可能代表著與相當簡單的將液體從一個小體積移到另一個體積的直接過程的重大偏離，使得非微流控專家不太可能采用。然而，培養板微流體的開發為研究流體交換和剪切流動提供了一種高通量、簡化的方法，同時最大限度地減少了設置和對多個流體連接的需要。在聚苯乙烯(PS)板和聚二甲基硅氧烷(PDMS)流體之間建立界面是制造這些混合設備的最大障礙。Khine等人利用壓力創造了緊密的界面，而Conant等人使用膠水粘合表面，但這兩個人都沒有詳細說明他們的技術，實際上工藝上的微小變化都不會導致設備故障。這里詳細介紹了兩種在培養板和微流體之間始終如一地建立有效界面的技術。從而產生通過附連到培養板底部的PDMS設備中的定制微通道互連的各個井。然后將試劑添加到井中，并通過下層通道網絡通過靜液壓力或壓力控制系統驅動到出口井中。

利用這一平臺，可以將流量引入傳統的培養板研究，從而更接近地模擬各種生理條件。此外，這些定制設備與培養板微流控系統的兼容性提供了精確和動態控制實驗條件的機會，包括溫度、壓力和氣體環境。多培養板的使用還允許將多個設備并行地結合到同一板上，從而在不增加控制系統復雜性的情況下增加產量5。此外，培養板平臺的熟悉性和無處不在為實驗室內的技術專業人員提供了一個熟悉的平臺，并自動與已可用于常規培養板的顯微鏡工作臺附件主機兼容。

培養板微流控制造已經被證明是在微流體和培養板之間的壓力密封以及將兩者粘合在一起。這項工作建立在這些想法的基礎上，通過詳細說明使用液體粘合劑或化學活化和粘合進行粘合。在此，我們提出了兩種方法，一種是使用(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷(ATPES)來修飾PS培養板的表面以與經等離子體處理的PDMS結合，另一種是使用未固化的PDMS作為PS和PDMS表面之間的粘合劑。雖然APTES改性在不添加額外材料的情況下提供了更強的結合，但未固化的PDMS結合過程需要較少的壓力，避免了納米級特征的任何扭曲。該過程的概述如圖1所示：

圖1-上面使用APTES工藝，下面使用PDMS膠的制造流程示意圖。

所需材料

材料：

PDMS設備復制品，其入口和出口設計為與培養板對齊

48培養板；平底，非組織培養處理

異丙醇(IPA)

大到足以覆蓋流道的蓋板或滑板。

X-Acto刀

透明膠帶

APES鍵合：

APTES

去離子水

硬質橡膠烘干機

可密封塑料容器

僅PDMS鍵合：

錐形針頭塑料注射器

未固化的PDMS(10：1 w/w彈性體基與固化劑)

設備：

鉆床

等離子清洗機

烘膠臺

烘箱

步驟：

培養板準備(用于兩種粘接方法)：

1. 通過在每口井的中心鉆一個對應于PDMS復制品上的入口或出口的孔來準備培養板(圖2)。

2. 使用X-Acto刀清潔鉆孔的邊緣，使培養板的底面光滑，并清除可能因鉆井而形成的唇部。

圖2 -制備好的PDMS器件如圖a所示，制備好的培養板如圖b所示

APTES鍵合步驟：

培養板APTES改性

1.用IPA清潔培養板的底面，并在高設置下暴露在氧氣等離子體中2分鐘，底面朝上(圖3a)。

2.在通風柜中，準備100毫升1%v/v APTES的水溶液，并將溶液倒入一個淺的可再密封的容器中。

3.將等離子體處理過的培養板放入APTES容器中，使板的底面完全淹沒。密封容器并浸泡30分鐘(圖3b)。

4.從APTES浴缸中取出盤子，用水沖洗頂部和底部。用壓縮空氣干燥培養板，并將其放在50°C的熱板上，以確保徹底干燥。

圖3-將培養板暴露在空氣等離子體中，并浸入水/APTES溶液中，以改變表面化學并實現PS和PDMS之間的粘合。然后將蓋片等離子粘合到PDMS表面。圖3-將培養板暴露在空氣等離子體中并浸入水/APTES溶液中，以改變表面化學并實現PS與PDMS之間的粘接。然后將蓋片等離子粘接到PDMS表面

裝配

1.使用透明膠帶清潔PDMS復制品的頂部(與通道相對)，并在高處等離子體清潔1分鐘。

2.使PDMS復制品的槽側朝上，將復制品的入口/出口與APTES修改的培養板的孔對齊，并將各層壓在一起。在表面上滾動剎車器以消除任何氣泡，并確保均勻、均勻的粘合。在75°C下烘焙20分鐘(圖3c)。

3.將帶有粘合裝置的培養板從烤箱中取出，并使用透明膠帶從暴露在通道中的PDMS中清除碎屑。用IPA清洗玻璃蓋板，并將蓋板和培養板置于高壓氧氣等離子體中1分鐘。將蓋片粘合到PDMS復制品上，從而將通道封閉并在75°C下烘烤20分鐘。

未加工的PDMS處理：

1.用透明膠帶清除PDMS復制品底部(暴露在通道外)的灰塵，并用IPA清潔玻璃蓋板。在高設置下將兩者暴露在氧氣等離子體中1分鐘，并將它們粘合在一起，封閉通道。在75°C下烘焙1小時(圖4a)。

2.用IPA清洗已準備好的培養板的底面。使用錐形針頭注射器，將未固化的PDMS小液滴放在將粘合PDMS裝置的培養板的底部表面上(圖4b)。

3.使用透明膠帶，清除蓋板粘合的PDMS復制品頂部(與通道相對)的任何灰塵。將設備的入口/出口與培養板的孔對齊，然后將設備輕輕按在培養板上(圖4c)。取出可能已泄漏到設備的井或入口/出口中的任何未固化的PDMS。在75°C下烘烤1小時。

圖4-PDMS設備首先粘合到蓋板(A)上，然后使用未固化的PDMS(B)粘接到培養板上。C從頂視圖和側視圖顯示了完整的設備。

結論

我們提出了兩種將PDMS微流控裝置連接到聚苯乙烯培養板上的方法，為利用定制的培養板微流體提供了機會。使用這些設備的分析可以與培養板微流控裝置一起運行，或使用簡單的移液方法，只需將所需的試劑或介質添加到進氣孔中(圖9)。雖然制造過程比典型的PDMS工藝更復雜，但培養板微流體通過使用單個歧管控制器或使用井高產生壓力的靜壓流動，消除了對復雜油管連接的需要。