## Zelf maken van simpele Lab on a chip

## Low tech microfluidics

http://science-practice.com/blog/2015/01/29/low-tech-microfluidics/

Chemicaliën en reagentia zijn soms erg duur. Met schaalverkleining valt daarom winst te behalen. Microfluïdics! Kan in kleine kanaaltjes, reactor ter grootte van een postzegel. Gaat vaak automatisch en snel. De chips zijn echter nog wel duur. Daarom gezocht naar goedkope alternatieven. Dit biedt mogelijkheden voor toepassing in arme landen of afgelegen gebieden om ziekteverwekkers op te sporen bijvoorbeeld.

Papier (of beter: filtreerpapier) kan gebruikt worden als microfuïdisch materiaal, De voordelen worden opgesomd: hydrofiel, patronen zijn eenvoudig te maken, het kan opgesloten worden in een hydrofobe omgeving, door capillaire werking is geen pomp nodig (dit wordt een passief systeem genoemd), kan klein zijn, is draagbaar en disposable. Het is eenvoudig te verspreiden en te gebruiken, is last but not least ook goedkoop.

Behalve papier is het ook mogelijk gesneden kanaaltjes in plastic folie te maken, wat met plakband wordt afgewerkt.

Allereerst wordt een methode beschreven waarbij in papier met waskrijt een hydrofobe barrière gemaakt wordt, door een lijn van waskrijt te verwarmen. Dit geeft overigens niet erg fijne patronen omdat de was erg uitloopt.

Methode 1 waskrijt op papier microfluïdics

Werkwijze:

Teken op filtreerpapier dunne maar stevige lijnen, desnoods eerst een potloodlijntje voor het ontwerp. Het stevige papier van cleanroom wipes voldoet. Een liniaal gebruiken is aan te bevelen. Verwarm het een of twee minuten in de magnetron. De was smelt en trekt in het papier. Op de plaatsen waar was zit kan geen water komen.

Zoals eerder gezegd, het maken van erg fijne patronen valt tegen omdat de was uitloopt. Ook treedt verzadiging op als de kanalen vol zijn en kan het gaan lekken.

Het is wel geschikt om een vloeistof buiten of juist binnen een gesloten gebied te houden.

Methode 2: de papier-plakband methode

Dit is een eenvoudig uit te voeren methode met een nieuwe dimensie: meerdere lagen maken die onderling verbonden kunnen worden.

Het werkt als volgt: Plak het gewenste patroon dunne reepjes filtreerpapier op plakband. Door een gaatje in de volgende laag, die er bovenop komt, kan de vloeistof verder stromen in de nieuwe laag. De afbeeldingen geven weer hoe het werkt:

Een snij mat met cm=verdeling en een hobby-mes is erg handig!

En natuurlijk is het niet beperkt tot twee lagen.

Het lastigste is het in lijn brengen van de kleine strookjes en de gaatjes.

Een voorbeeld van de stroming door bovengenoemde 3D chip

De snelheid waarmee de vloeistof stroomt kun je met een pomp regelen, maar dit is een passief systeem, zonder pomp. Toch is het mogelijk de snelheid te beïnvloeden. Er is verschil in loopsnelheid bij verschillende soorten filtreerpapier. Je kunt ook een tissue gebruiken of een koffiefilter. Verder blijkt het van invloed te zijn of de vezels in de lengte-richting of dwars liggen, de looprichting van het papier.

In een dergelijk figuur kan de loopsnelheid in relatie tot de vezelrichting vergeleken worden.

Methode 3

Het is mogelijk kanaaltjes te maken door drie lagen plastic op elkaar te plakken met eenvoudig materiaal als plakband en overheadsheet. Het kan ook met dubbelzijdig plakband en sheet, maar de eerste is eenvoudiger. Opnieuw is een plaatje beter dan veel woorden:

Ontwerp eerst een patroon, teken en knip het uit de stevige folie en plak het op plakband. Plak er ook plakband bovenop waar een gaatje in zit. Let wel: Het kan alleen in een capillair kanaal stromen als het eind open is. Dit gegeven kun je gebruiken door een kanaal eerst af te sluiten en pas te openen als je dat wilt.

Het blijkt ook mogelijk om een kanaal te maken door de folie met een niet scherp voorwerp alleen maar in te deuken op een stevige ondergrond. Het is echter lastig om een kanaal te maken van constante diepte. Als je de folie helemaal doorsnijdt met een hobbymes is de vorm van het kanaaltje vaak wel constant.

In een dergelijk patroon kun je een monster verdelen over verschillende punten zodat meerdere tests uitgevoerd kunnen worden.