Mikrocsatornák készítése protonnyalábos mikromegmunkálással és alkalmazásuk Lab-on-a-chip eszközökben  részletek

súgó  nyomtatás 
vissza »

 

Projekt adatai

 
azonosító
108366
típus K
Vezető kutató Rajta István
magyar cím Mikrocsatornák készítése protonnyalábos mikromegmunkálással és alkalmazásuk Lab-on-a-chip eszközökben
Angol cím Creating microchannels by Proton Beam Writing and their applications in Lab-on-a-chip devices
magyar kulcsszavak Lab-on-a-chip alkalmazások, Mikrofluidika, Szilícium, Polimerek
angol kulcsszavak Lab-on-a-chip applications, Microfluidics, Silicon, Polymers
megadott besorolás
Anyagtudomány és Technológia (gépészet-kohászat) (Élettelen Természettudományok Kollégiuma)40 %
Ortelius tudományág: Nanotechnológia (Anyagtechnológiák)
Anyagtudomány és Technológia (fizika) (Élettelen Természettudományok Kollégiuma)40 %
Ortelius tudományág: Mikrorendszerek
Analitikai kémia (Élettelen Természettudományok Kollégiuma)20 %
Ortelius tudományág: Kémiai- és bioszenzorok
zsűri Gépész-, Építő-, Építész- és Közlekedésmérnöki
Kutatóhely Ionnyaláb-fizikai Laboratórium (MTA Atommagkutató Intézet)
résztvevők Erdélyiné Dr. Baradács Eszter
Fekete Zoltán
Fürjes Péter
Guttman András
Huszánk Róbert
Nagy Gyula
Patai Zoltán
Szabó Attila
Szilasi Szabolcs Zoltán
Vajda István
projekt kezdete 2013-09-01
projekt vége 2018-08-31
aktuális összeg (MFt) 34.418
FTE (kutatóév egyenérték) 19.63
állapot aktív projekt





 

Zárójelentés

 
kutatási eredmények (magyarul)
A projekt fő célkitűzését megvalósítottuk: kifejlesztettünk egy olyan mikrofluidikai eszközt, amellyel vérből kiszűrhetők a cirkuláló ráksejtek (CTC). A mikrofluidikai sejtbefogó chipek (MCCDs) különleges 3D geometriával rendelkeznek, ezért alkalmasak a ritka sejtek csapdázására és dúsítására. A mikrofluidikai eszközök nagy felület/térfogat arányuk miatt különleges a fizikai tulajdonságokkal rendelkeznek, amelyek nagyon különbözőek a makroszkopikus világra jellemző jelenségektől. Egy ígéretes kombinációval - a protonnyalábos írás (PBW) és a hagyományos UV litográfia alkalmazásával - komplex mikrofluidikai eszköz készítését terveztük és valósítottuk meg. A tervezéshez nagyszámú numerikus áramlástani modellt (CFD) készítettünk, melyek segítségével jelenősen felgyorsítottuk a mikrofluidikai eszközök prototipizálását valamint nagymértékben csökkentettük a fejlesztési folyamatok költségeit. A PBW - direkt írásos litográfiai módszer lévén - lehetőséget nyújt a kialakítandó mintázat egyszerű módosítására, és egyedi módon döntött struktúrák készítését is lehetővé teszi (ezzel megnövelve a felületet és a keveredést). Az UV litográfiával kialakítható nagy felületű chip lehetővé teszi a makroszkopikus csatlakozásokat. A működést először festett vízzel és élesztősejtekkel validáltuk, majd vérrel és CTC sejtekkel is demonstráltuk. A jelen projekttel együttműködésben folyó Lendület projekt - MTA-PE Transzlációs Glikomika Kutatócsoport, #97101 - is lezárult, értékelése kiváló.
kutatási eredmények (angolul)
We have achieved the main goal of the project: developed a microfluidic device that is applicable to filter circulating tumor cells (CTCs) out of blood. Microfabricated cell capture devices (MCCDs) with special 3D geometry are able to satisfy the requirements of rare cell capture and enrichment. Microfluidic devices have large surface/volume ratio thus offer unique physical characteristics, very different than the governing phenomena dominating the macroscopic world. A promising new combination of proton beam writing (PBW) and conventional UV lithography allowed us to design and fabricate a complex microfluidic device. For the design we used computational fluid dynamics (CFD) simulations, which speeded up the prototyping and reduced the cost of development. PBW, being a direct write lithographic method, allows quick modification of the pattern and uniquely able to produce tilted structures (which increases the surface and enhances the fluid mixing). UV lithography is capable to integrate the PBW-made central piece of the device into the larger area chip and couple it to the macroscopic connectors. The device was validated using tinted water and yeast cells, and then blood and CTCs were used to demonstrate the operation. The present project was completed in close collaboration with the Momentum grant #97101 (MTA-PE Translational Glycomics), which was evaluated with “excellent” final report.
a zárójelentés teljes szövege https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=108366
döntés eredménye
igen





 

Közleményjegyzék

 
Járvás Gabor, Varga Tamas, Szigeti Marton G, Hajba Laszlo, Fürjes Peter, Rajta Istvan, Guttman Andras: Tilted pillar array fabrication by the combination of proton beam writing and soft lithography for microfluidic cell capture Part 2: Image sequence analysis based evaluation and biological application, ELECTROPHORESIS 39: (3) pp. 534-539., 2018
Robert Huszank, Attila Bonyár, Judit Kámán, Enikő Furu: Wide range control in the elastic properties of PDMS polymer by ion beam (H+) irradiation, Polymer Degradation and Stability 152 (2018) 253-258, 2018
Nagy GUL, Lavrentiev V, Bányász I, Szilasi SZ, Havranek V, Vosecek V, Huszánk R, Rajta I: Compaction of polydimethylsiloxane due to nitrogen ion irradiation and its application for creating microlens arrays, THIN SOLID FILMS 636: 634-638, 2017
Huszánk R., Csedreki L., Török Zs.: Direct trace element analysis of liquid blood samples by in-air ion beam analytical techniques (PIXE-PIGE)., Analytical Chemistry 89 (2017)1558-X./ 6.3202016, 2017
I. Rajta, R. Huszánk, A.T.T. Szabó, G.U.L. Nagy, S. Szilasi, P. Fürjes, E. Holczer, Z. Fekete, G. Járvás, M. Szigeti, L. Hajba, J. Bodnár and A. Guttman: Fabrication of a microfluidic cell capture device by the combination of proton beam writing and soft lithography: 1. design and feasibility, ELECTROPHORESIS 37 (2016)3:498-503., 2016
I. Rajta, R. Huszánk, A.T.T. Szabó, G.U.L. Nagy, S. Szilasi, P. Fürjes, E. Holczer, Z. Fekete, G. Járvás, M. Szigeti, L. Hajba, J. Bodnár and A. Guttman: Fabrication of a microfluidic cell capture device by the combination of proton beam writing and soft lithography: 1. design and feasibility, ELECTROPHORESIS Accepted manuscript online: 23 JUN 2015, 2015
Huszank Robert, Rajta István, Cserháti Csaba: Proton beam lithography in negative tone liquid phase PDMS polymer resist, NUCL INSTRUM METH B 348: 213-217, 2015
Huszank Robert, Rajta István, Cserháti Csaba: Direct formation of high aspect ratio multiple tilted micropillar array in liquid phase PDMS by proton beam writing, EUR POLYM J 69: 396-402, 2015
I. Rajta, G.U.L. Nagy, R. Huszánk, A.T.T. Szabó, P. Fürjes, Z. Fekete, G. Járvás, M. Szigeti, A. Guttman: Proton beam micromachining, microfluidical applications, 15th Joint Vacuum Conference. JVC 15. 15-20 June 2014, Vienna, Austria, (Abstr.: p. 191). Invited talk at the International Vacuum Conference, 2014
R. Huszank, I. Rajta, C. Cserháti: Proton beam lithography in a new, liquid phase negative resist material, 14th International Conference on Nuclear Microprobe Technology and Applications, ICNMTA2014, 6-11 July 2014, Padova, Italy, (Abstr.: p. 36). Contributed talk, 2014
I. Rajta, A.T.T. Szabó, G.U.L. Nagy, R. Huszánk, E. Baradács, P. Fürjes, Z. Fekete, G. Járvás, M. Szigeti, L. Hajba, J. Bodnár, S.Z. Szilasi, A. Guttman: Creation of double tilted pillar structures for microfluidic applications, 14th International Conference on Nuclear Microprobe Technology and Applications, ICNMTA2014, 6-11 July 2014, Padova, Italy, (Abstr.: p. 70). Conference poster, 2014
I. Rajta: Closing remarks, ICNMTA2014, The organizers of the International Microprobe Conference asked me to give the closing talk of the conference: a prestigious task, so I was happy to accept., 2014
I. Rajta, A.T.T. Szabó, G.U.L. Nagy, R. Huszánk, E. Baradács, P. Fürjes, Z. Fekete, G. Járvás, M. Szigeti, L. Hajba, J. Bodnár, S.Z. Szilasi, A. Guttman: Development of improved high efficiency cell capture device and fabrication by proton beam writing, Submitted to Nuclear Instruments and Methods B, 2014
I. Bányász, I. Rajta, G.U.L. Nagy, Z. Zolnai, V. Havranek, S. Pelli, M. Veres, S. Berneschi, G. Nunzi-Conti, G.C. Righini: Fabrication of optical channel waveguides in crystals and glasses using macro- and micro ion beams, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms Volume 331, 15 July 2014, Pages 157–162, 2014
Bányász I, Rajta I, Nagy Gy, Zolnai Z, Havranek V, Pelli S, Veres M, Himics L, Berneschi S, Nunzi-Conti G, Righini GC: Ion beam irradiated optical channel waveguides, PROCEEDINGS OF SPIE 8988: Paper 898814. 10 p. , 2014
Rajta I, Vajda I, Gyürky Gy, Csedreki L, Kiss ÁZ, Biri S, van Oosterhout HAP, Podaru NC, Mous DJW: Accelerator characterization of the new ion beam facility at MTA Atomki in Debrecen, Hungary, NUCL INSTRUM METH A 880: 125-130, 2018
Ponomarov A, Rajta I, Nagy G, Romanenko OV: Single-stage quintuplet for upgrading triplet based lens system: Simulation for Atomki microprobe, NUCL INSTRUM METH B 404: pp. 34-40., 2017
L. Csedreki, I. Vajda, I. Rajta, Gy. Gyürky, R. Huszánk, Á.Z. Kiss: Differential cross sections of proton induced reactions on 14N and 28Si and recommended resonances for accelerator energy calibration, NUCL INSTRUM METH B (közlésre elküldve), 2018
I. Rajta, G.U.L. Nagy, I. Vajda, S.Z. Szilasi, G.W. Grime, F. Watt: First resolution test results of the Atomki nuclear nanoprobe, NUCL INSTRUM METH B (közlésre elküldve), 2018





 

Projekt eseményei

 
2015-09-28 14:31:10
Résztvevők változása
2014-04-04 09:40:41
Résztvevők változása




vissza »