坚固易用的亚克力宏观流体连接——芯片和尖端

丙烯酸树脂中坚固易用的宏观流体连接

23 APR 2012

通过娜塔丽霍纳.

罗伯特·亨德森，Nick Selock和Govind Rao提出了一种将标准高效液相色谱平底螺母连接到PMMA微流体装置的简单方案。

罗伯特·亨德森，尼克塞洛克和博士高文德饶^*
先进传感器技术中心，以及化学部，生化的，以及环境工程，马里兰大学巴尔的摩县，1000个山顶圆，巴尔的摩MD 21250，美国
电子邮箱：grao[at]umbc.edu

为什么这个有用？

随着微流体在科学中的应用的增加，在微流体中使用高效液相色谱配件和管道变得越来越普遍。新利手机客户端尽管丙烯酸或PMMA是微流体中最常用的塑料基质之一，迄今为止，将高效液相色谱（HPLC）装置与PMMA芯片紧密且容易连接的能力还很难实现。虽然有一些市售的高效液相色谱法从IDEX芯片产品，它们需要将微流控芯片加热到PMMA的玻璃化转变温度以上，以在连接件和芯片之间形成永久的环氧粘合剂。出于这些原因，我们提出了一个简单的方案，通过创建和连接一个易于制作的1/4-28 pmma微流体接头，将标准的高效液相色谱平底螺母与pmma微流体装置紧密连接。使用普通实验室设备。

我需要什么？

激光切割机或其他切割PMMA的工具，如钢锯或带锯
一个合适的设备来退火PMMA（我们使用对流烤箱）
PMMA微流体接头主体用5.3 mm厚丙烯酸板
钻头和钻头
虎钳，或另一种在敲击时将PMMA接头固定到位的方法。
阿- 28丝锥
几张逐渐变细的砂纸
50-50%的乙醇和水的混合物，以及用于清洁的超声波清洁剂和无绒布。
一种很强的丙烯酸溶剂，如氯仿或二氯甲烷
有钝针或钝针的玻璃注射器

采用LT-115和P-259¼-28平底高效液相色谱螺母和卡套组合，对1/16〃OD管子（IDEX）的连接方案进行了试验，取得了良好的效果。此方法在未使用粘合剂粘合的微流体装置。该方法适用于其他平底螺母，只要使用合适的丝锥和钻头。请记住，随着PMMA接头的壁厚减小，高效液相色谱螺母和装置之间的连接强度也是如此。

我该怎么办？

用激光切割机从5.3毫米厚的亚克力板上切出一个直径为13毫米的圆。确保您也可以蚀刻一个中心标记或使用激光切割机制作一个小的中心孔。如果没有激光切割机，使用上述另一种切割工具之一制作13mm PMMA正方形。（图1）
用小钻头，在步骤1中切出的圆的中心钻一个导向孔，使较大的钻头跟随。
使用较大的钻头（a 3或0.213英寸钻头，用于¼-28攻丝）按照步骤2中钻的导向孔，在切割件上钻中心孔。
使用1/4-28攻丝和适当的技术，轻敲在步骤1-3中创建的孔。做不使用油润滑塑料，因为它不必要且难以清洁。
把你刚做的线上的塑料碎片去掉之后，使用越来越细的砂纸研磨与微流体装置接触的表面。研磨表面将确保接头和设备之间的牢固结合。我们使用8个动作的图形进行搭接，以帮助确保接合面平整。（图）2）
以适当的方式退火创建的微流控联合和设备。退火将减轻由于激光切割和钻孔/攻丝步骤而在接头中出现的热应力。（我们使用对流烤箱，在85℃下设置90分钟，50℃30分钟，然后关闭烤箱门30分钟。我们发现在要退火的工件下方和上方放置一块光滑的金属板很有用，防止烤箱加热不均匀。）
使用50-50%乙醇和水的混合物彻底清洁要粘合的接头和微流体装置。仅在超声波清洁器中清洁接头10分钟。如果接头或装置事先经过适当退火，并且在退火后的几天内进行清洗，则这种混合物不会导致接头或装置开裂。
放置工会，侧下交叉，在需要连接的微流体装置表面。必须将联管节置于从高效液相色谱管接收液体或气体的孔的中心。我们使用一个由两个不同尺寸的塑料定位销组成的小夹具来帮助我们完成这一步（图3右下角的黑色物体）。
在玻璃注射器中加入一些溶剂。在用夹具固定接头的同时，在接头和微流体装置之间的接口处，从玻璃注射器中轻轻滴下一些溶剂（从一滴开始）。由于毛细血管的作用，溶剂会渗透到你创建的管接头和微流体装置之间的接头中。添加足够的溶剂来填充接头和设备之间的间隙，但小心不要让任何溶剂进入设备内的流体通道。
小心不要干扰工会的立场，轻轻地在接头上施加压力，直到用带手套的手指轻轻地粘合表面（图3）。轻键通常在不到一分钟内完成。在这一步骤中，同时尝试增加足够的压力，以挤出界面上的任何气泡。
拆下定位夹具，在接头和设备之间的接口周围添加更多的溶剂。这一步骤加强了接头与微流体装置的连接。
把一小块直接放在工会的顶上，然后让粘合接头过夜，以实现接头和设备之间的最强连接。
一整夜干燥后，去除质量，然后像使用其他任何平底高效液相色谱接头一样使用连接。（图4）