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【2h】

Microfluidic impact printer with interchangeable cartridges for versatile non-contact multiplexed micropatterning

机译：带有可互换墨盒的微流体冲击式打印机用于通用的非接触式多路复用微图案

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摘要

Biopatterning has been increasingly used for well-defined cellular microenvironment, patterned surface topology, and guided biological cues; however, it meets additional challenges on biocompatibility, temperature and chemical sensitivity and limited reagent volume. In this paper, we target at combining the desired features from the non-contact inkjet printing and the dot-matrix impact printing to establish a versatile multiplexed micropatterning platform, referred to as Microfluidic Impact Printer (MI-Printer), for emerging biomedical applications. Using this platform, we can achieve the distinct features of no cross-contamination, minute volume manipulation with minimal dead volume, high-throughput and biocompatible printing process, multiplexed patterning with automatic alignment, printing availability for complex medium (cell suspension or colloidal solutions), interchangeable/disposable microfluidic cartridge design with out-of-cleanroom microfabrication, simple printing system assembly and configuration, all highly desirable towards biological applications. Specifically, the printing resolution of the MI-printer platform has been experimentally characterized and theoretically analyzed. Printed droplets with 80µm in diameter have been repeatedly obtained. Furthermore, two unique features of MI-printer platform, multiplexed printing and self-alignment printing, have been successfully experimentally demonstrated (less than 10µm misalignment). In addition, combinatorial patterning and biological patterning, which utilizes the multiplexed and self-alignment printing nature of the MI-printer, have been devised to demonstrate the applicability of this robust printing technique for emerging biomedical applications.
机译：生物图案化已经越来越多地用于定义明确的细胞微环境，图案化的表面拓扑结构和引导的生物学线索。但是，它在生物相容性，温度和化学敏感性以及试剂体积有限方面还面临其他挑战。在本文中，我们的目标是结合非接触式喷墨打印和点阵式冲击印刷的所需功能，以建立适用于新兴生物医学应用的多功能多重微图案化平台，称为微流体冲击式打印机（MI-Printer）。使用此平台，我们可以实现以下独特功能：无交叉污染，最小体积处理，最小死体积，高通量和生物相容性印刷工艺，具有自动对齐功能的多重图案，适用于复杂介质（细胞悬浮液或胶体溶液）的印刷可用性，可互换/一次性使用的微流控墨盒设计，洁净室外的微制造，简单的打印系统组装和配置，所有这些对于生物学应用都是非常理想的。具体来说，已通过实验对MI-printer平台的打印分辨率进行了特性描述并进行了理论分析。重复获得了直径为80μm的印刷液滴。此外，已经成功地通过实验证明了MI-打印机平台的两个独特功能，即多重打印和自对准打印（对准误差小于10μm）。此外，利用MI打印机的多重打印和自对准打印特性的组合图案和生物图案已经被设计出来，以证明这种强大的打印技术对新兴的生物医学应用的适用性。

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