SU-8-üveg struktúrával kialakított mikrofluidikai eszközök orvosbiológiai alkalmazásra

Manapság egyre nagyobb figyelem kíséri a lab-on-a-chip technológiát, amely lehetővé teszi egy vagy több laboratóriumi funkciónak egyetlen chipbe való integrálását. Ezen chipeknek fontos része a mikrofluidikai csatornarendszer.

Dolgozatomban egy olyan mikrotechnológiai eljárást mutatok be, amivel üveg hordozón kialakított SU-8 anyagú mikrofluidikai rendszerek hozhatóak létre, valamit bemutatok egy módszert fludikai be- és kiömlő nyílások létrehozására is.

A hordozón hagyományos litográfiai módszerekkel hozzuk létre a csatornákat, különböző típusú SU-8 negatív epoxi fotólakkokból. A lakk felpörgetése és hőkezelése rendkívül kényes, így részletesen foglalkozom ennek hatásával. Két ilyen módon strukturált szelet termokompressziós kötésével készítjük el a lezárt csatornákat. Ezen kötési folyamat kihozatala szintén rendkívül függ a két oldal hőkezelésétől, valamint a szeletkötés paramétereitől, ezeknek a hatását is megvizsgáltam.

A chipek külvilággal való összeköttetését a hordozóban kialakított lyukak biztosítják. A Spark Assisted Chemical Engraving (SACE, szikrával segített kémiai gravírozás) módszerét vizsgáltam, amellyel a már felfűrészelt chipekbe lehet lyukakat létrehozni. Az így készült lyukakat minősítettem és ez alapján összehasonlítottam más technológiákkal.

A dolgozatban leírt technológiával nagy stabilitású, mikroméretű és pontos mérettartással rendelkező eszközök gyárthatóak. Ezen eszközök nagy üzemi nyomást bírnak, kémiailag ellenállnak a legtöbb savnak és bázisnak és biokompatibilisek. A hordozóválasztás miatt optikai vizsgálatra is alkalmasak, valamint könnyen ellenőrizhető a kötés minősége, akár automatikusan.

A technológiai sor kellően flexibilis ahhoz, hogy lehetővé tegye elektródahálózatok kialakítását egy vagy két oldalon, melyekkel biológiai minták impedancia mérése lehetséges. Ezen felül a technológia alkalmas öntartó SU-8 eszközök elkészítésére is.

Irodalom:

1. Blanco, F. J., Agirregabiria, M., Garcia, J., Berganzo, J., Tijero, M., Arroyo, M. T., . . . Mayora, K. (2004). Novel three-dimensional embedded SU-8 microchannels fabricated using a low temperature full wafer adhesive bonding. Journal of Micromechanics and Microengineering, 14(7), 1047-1056. Retrieved from www.scopus.com

2. Wüthrich, R., & Fascio, V. (2005). Machining of non-conducting materials using electrochemical discharge phenomenon - an overview. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 45(9), 1095-1108. Retrieved from www.scopus.com

szerző

Kiss Marcell
villamosmérnöki
nappali

konzulensek

Dr. Pongrácz Anita
kutató, Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék
Bein Márton
mérnök, Mentor Graphics Mo. kft. (külső)