ポリスチレンベースのマイクロ流体デバイスにおける複数のコンポーネントの統合パートI：製造と特性評価

2部構成のシリーズのパートIでは、PDMS金型または電極材料の周りにポリスチレン（ペトリ皿または粉末形式から）を溶かすことに基づいたポリスチレン装置を製造するためのシンプルで安価なアプローチについて説明します。ポリスチレンにマイクロチャネルを組み込み、結果のデバイスを、分析物の読み取り用の光学プレートリーダーや液推進用のピペットなどの標準的な実験装置と統合する機能が最初に説明されています。標準のマルチチャネルマイクロピペットとPDMSベースのインジェクションブロックを使用したデバイスチャネルへのサンプルおよび試薬の配信のための簡単なアプローチが詳細です。マイクロ流体デバイスとこれらのオフチップ機能（サンプル配信と読み取り）との統合により、ハイスループットの画面と分析が可能になります。埋め込まれた電極を備えたポリスチレンベースのデバイスを製造するアプローチも実証されているため、パラジウム電極（デカプラー用）および炭素繊維バンドル（検出用）を使用して、マイクロチップ電気泳動と電気化学的検出との統合が可能になります。このデバイスは、PDMSベースのマイクロチャネルに対して密閉され、ドーパミン、エピネフリン、カテコール、および3,4-ジヒドロキシフェニル酢酸の電気泳動分離とアンペロメトリック検出に使用されました。最後に、これらのデバイスは、PDMSベースのマイクロチップと比較して、抗植物薬物のクロピドグレルの光学的透明性と吸収の観点から比較されました。このシリーズのパートIには、これらのデバイスがさまざまなオンチップセルラー分析に使用されたパートIIの基礎が定められています。

In Part I of a two-part series, we describe a simple and inexpensive approach to fabricate polystyrene devices that is based upon melting polystyrene (from either a Petri dish or powder form) against PDMS molds or around electrode materials. The ability to incorporate microchannels in polystyrene and integrate the resulting device with standard laboratory equipment such as an optical plate reader for analyte readout and pipets for fluid propulsion is first described. A simple approach for sample and reagent delivery to the device channels using a standard, multi-channel micropipette and a PDMS-based injection block is detailed. Integration of the microfluidic device with these off-chip functions (sample delivery and readout) enables high-throughput screens and analyses. An approach to fabricate polystyrene-based devices with embedded electrodes is also demonstrated, thereby enabling the integration of microchip electrophoresis with electrochemical detection through the use of a palladium electrode (for a decoupler) and carbon-fiber bundle (for detection). The device was sealed against a PDMS-based microchannel and used for the electrophoretic separation and amperometric detection of dopamine, epinephrine, catechol, and 3,4-dihydroxyphenylacetic acid. Finally, these devices were compared against PDMS-based microchips in terms of their optical transparency and absorption of an anti-platelet drug, clopidogrel. Part I of this series lays the foundation for Part II, where these devices were utilized for various on-chip cellular analysis.