Details

Рассмотрен метод быстрого прототипирования микрофлюидного полимерного чипа с субмиллиметровыми размерами сечения рабочих каналов. Принципиально важным условием являлся выбор недорогого метода создания микрочипа в условиях научно-исследовательской лаборатории на этапе проверки его работоспособности и предварительного подбора геометрии, как устройства в целом, так и его основных функциональных элементов. В работе использован метод «ксюрографии» (xurography), заключающийся в формировании структуры чипа в тонких пленках на режущем плоттере и последующем их соединении между собой с помощью адгезивных слоев. В результате была создана работоспособная конфигурация микрофлюидного устройства, обеспечивающая смешивание двухкомпонентной пробы и перенос продукта реакции к зоне детектирования. Для модельного объекта по заданным характеристикам в приближении метода моментов были получены оценки дополнительного размывания концентрационного пика и подтверждено повышение эффективности перемешивания компонентов при использовании серпантинного микроканала. В Институте аналитического приборостроения РАН метод ксюрографии используется для оперативного прототипирования микрофлюидных устройств с рабочими каналами шириной свыше 300 мкм и глубиной от 100 мкм.

A method of rapid prototyping of a microfluidic polymer chip with submillimeter cross-sectional dimensions of working channels is considered. A fundamentally important condition was the choice of an inexpensive method for creating a microchip in a research laboratory at the stage of checking its operability and pre-selecting the geometry of both the device as a whole and its main functional elements. The paper discusses the method of "xurography", which consists in forming the chip structure in thin films on a cutting plotter and then connecting them to each other using adhesive layers. As a result, a workable configuration of the microfluidic device was created, which ensures mixing of the two-component sample and transfer of the reaction product to the detection zone. For the model object, estimates of additional dilution of the concentration peak were obtained based on the specified characteristics in the approximation of the method of moments and an increase in the mixing efficiency of components using a serpentine microchannel was confirmed. At the Institute for Analytical Instrumentation of the Russian Academy of Sciences, the xyrography method is used for operational prototyping of microfluidic devices with working channels over 300 microns wide and 100 microns deep.

"Современное машиностроение: наука и образование", международная научная конференция (14; 2025; Санкт-Петербург). Современное машиностроение: наука и образование 2025: материалы 14-й Международной научной конференции, 18 июня 2025 года = Modern Mechanical Engineering: Science and Education 2025: proceedings of the 14th International Scientific Conference, Russia, June 18, 2025 / Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого; [под редакцией: А. Н. Евграфова, А. А. Поповича]. — 1 файл (64,9 Мб). — Санкт-Петербург: ПОЛИТЕХ-ПРЕСС, 2025. — Загл. с титул. экрана. — Ч. текста на англ. яз. — Электронная версия печатной публикации 2025 г. — Свободный доступ из сети Интернет (чтение, печать, копирование). — <URL:http://elib.spbstu.ru/dl/2/i25-199.pdf>. — DOI 10.18720/SPBPU/2/i25-199. — Текст: электронный