Sistemas de microcanais em vidro para aplicações em microfluidica.

Abstract

Dedico este trabalho à minha família, em especial aos meus pais, Carlos e Zulmira. AGRADECIMENTOSAo Prof.º Dr. Marcelo Nelson Pàez Carreño, pela orientação e pelo constante estímulo transmitido durante todo trabalho.A todos os membros do grupo GNMD, pelo apoio, pelas sugestões e críticas ao longo do trabalho.Aos meus pais, Carlos Roberto Schianti e Zulmira Novais Schianti, e também a minha irmã Elizandra Novais Schianti, pelo apoio e estímulos dados no decorrer deste trabalho e ao longo de toda minha vida estudantil.Ao Daniel Orquiza de Carvalho, meu namorado, pela dedicação, paciência e compreensão, que sem dúvida nenhuma foram imprescindíveis para a conclusão deste trabalho.A minha amiga Taís Aparecida Garcia Moreira, pelo apoio a este trabalho e pela amizade desde os tempos do IFUSP.A minha amiga Patrícia Gomes do Amaral, pela amizade de longa data e pela orientação com sobre o uso dos scalps e cateteres. ABSTRACTIn this work, a process for the fabrication of microchannels over borlosilicate 7059 Corning Glass is presented. The main objective is to develop a simple and complete process for the fabrication of microfluidic systems over glass, that can be further improved in the future, with the integration of optical, electronic and active microfluidic devices such as valves and micropumps, for sensing and flow control.The fabrication process has three main parts. The first part is the microchannel production, which is achieved through contact-lithography and wet etching. In the etching studies, a solution that led to the fabrication of channels with uniform and smooth surfaces, without residue formation was sought. The best results were attained with a HF + HCl + H 2 O (1:2:3), which allow for the production of channels with depths of up to 150 μm.The second part of the fabrication process is the microchannels encapsulation, which is achieved through direct (glass-glass) bonding at room temperature, with applied pressure ranging from 0.1 to 1.0 MPa. The best results were obtained with pressure values above 0.5 MPa, which allowed for the bonding of up to 95 -100% of the glass sufaces.The third part of the fabrication process concerns the interconnection with the outside environment, which involves hole production and the introduction of tubes, to allow external access of liquids. For the hole production, a computer controlled positioning system was developed, for accurate positioning of the glass substrate in the x, y and z directions, with a precision of a few micrometers. This system guaranteed the necessary alignment of the upper and lower glass substrates, which were bonded for the encapsulation of the microchannels. The holes were made with diamond burs with a common drill. Medical catheters and scalps were used as access tubes, with epoxy resin.The characterization of the fabricated microfluidic systems was achieved by monitoring the flow of aniline aqueous solutions, which was maintained through a peristaltic pump. Reproducible results were obtained, with the production smooth and residue free microcha...

Sistemas microfluídicos aplicados na produção de micro e nanopartículas.

“…Em trabalho anterior, o uso do vidro Corning 7056 foi estudado para produção de sistemas microfluídicos, buscando viabilizar um processo de produção de menor custo [45] . Os microcanais foram obtidos via corrosão úmida com ácido fluorídrico e devido à presença de inúmeros sais na composição do vidro, notou-se que a adição de ácido clorídrico era importante para eliminação desses sais bem como o uso de maior agitação ao longo do processo.…”

“…Este método para produção dos microcanais já é bem conhecido e produz resultados bastante eficientes, com a possibilidade de se produzir canais de poucas dezenas de microns de largura e com profundidades da ordem de até algumas centenas de microns. Há uma limitação neste processo devido à formação de resíduos ao longo do processo de corrosão o que é contornado com o acréscimo de ácido clorídrico e também com o uso de agitação [45] .…”

Desenvolvimento e caracterização do filtro óptico de interferência variável para detectores de alta resolução espectral e biossensores.

“…Porém, esta concepção pode acarretar canais longos de acordo com a necessidade do aumento da velocidade de circulação do fluxo, e/ou quando a mistura envolver moléculas grandes e/ou com baixos coeficientes de difusão. Uma explanação aprofundada poderá ser encontrada em [47][48]. …”

Fabricação de matrizes multieletrodos de 60 canais para futuro uso em culturas de células neurais

“…Normalmente as espessuras utilizadas para a intercamada isolante são padrão de 100 nm [2]. Quando o substrato é de silício, a intercamada de SiO 2 é necessária, pois garante as propriedades isolantes e torna a superfície do silício, que é um semicondutor, quimicamente homogênea e inerte [65,66].…”

“…Assim, com os dispositivos concluídos, mostramos os resultados da caracterização dos mesmos. Após todos os testes realizados podemos concluir que, no teste de ruído, 6 eletrodos da MEA2(15,16,25,65, 73 e 74) apresentaram bons resultados, com amplitudes de 10 µV p-p , compatíveis com o padrão MCS e dentro do intervalo esperado[15,66], embora um elevado nível tenha sido obtido em grande parte dos eletrodos da MEA2, com amplitudes de pico -apico (V p-p ) excessivas, totalizando 40µV p-p (valor bastante elevado se comparado com o padrão MCS), além de efeito capacitivo. Já na MEA1, os resultados foram semelhantes ao anterior, apesar de apenas 5 eletrodos(15,16,25, 34 e 66) estarem conectados, estando os demais desconectados.…”