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Articles by Xize Niu in JoVE
JoVE Bioengineering
microfluidic 비말 플랫폼 형광 검출 방법
1Department of Chemistry, Imperial College London, 2Department of Biochemistry, Protein Chip Research Center, Chungbuk National University, 3Department of Chemistry and Applied Biosciences, Institute for Chemical and Bioengineering, ETH Zurich
그들은 kHz에서 속도 저렴 picoliter, 자기들에게만 혈관을 생성할 수 있기 때문에 비말 기반 microfluidic 플랫폼은 높은 처리량 실험을위한 유망한 후보자 있습니다. 빠르고, 민감하고 고해상도 형광 spectroscopic 방법과의 통합을 통해 이러한 시스템 내에서 발생하는 정보의 다량은 효율적으로 추출 무력화하고 이용하실 수 있습니다.
Other articles by Xize Niu on PubMed
고주파 미세 혼합 하이브리드 방식입니다
우리는 다단계 크로스 채널 흐름의 메커니즘에 따라 polydimethylsioxane 미세 칩에 대 한 예측된 혼란 혼합 특성의 실험적 검증 보고서. 혼란 혼합 짧은 통로 거리 내에서 달성 될 수 있다, 하는 동안를 효과가 되는 혼합 하는 최적의 측면 채널 흐름 맥 동 주파수가 이다. 푸앵카레 섹션 분석의 물리적 이해를 바탕으로, 높은-주파수 혼합을 촉진 하기 위하여 주요 미세 채널에서 수동 흐름 배플 설치 제안 한다. 결합 된 하이브리드 접근 방식을 향상 된 주파수와 2 차원 흐름에 감소 된 통행 거리에서 혼란 혼합 수 있습니다.
실시간 탐지, 제어 및 미세 방울의 정렬
우리 보고서 디자인 및 용량 성 감지의 구현 및 결합 장치에 미세 방울의 제어. Detectioncontrol 회로와 통합 된 미세 chip(s) 현장에서 모니터링을 우리가 nanoliter에서 picoliter, 속도 및 여러 헤르츠의 동작 주파수와 심지어 구성에 이르기까지 작은 물방울의 개별 볼륨이 있습니다. 전자 피드백을 통해 우리는 쉽게 계산, 정렬 및 미세 방울을 직접 수 있습니다. 이 방법의 잠재적인 응용 프로그램 biomicrofluidic microchemical 반응으로 디지털 microfluidics 처리의 분야에서 사용할 수 있습니다.
기둥을 이용한 물방울 미세 회로에 병합 합니다
소설 메서드 controllably 세그먼트 흐름 결합 장치 내 수성 microdroplets 병합에 대 한 표시 됩니다. 우리의 접근 방식은 연속 위상의 유체 저항과 미세 채널 내에 포함 된 수동 구조를 통해 개별 단계의 표면 장력의 차이 이용 하는 작업이 포함 됩니다. 기둥 거리 대표 물방울 크기 보다 더 작은 구분 행 유체 네트워크 내에서 설치 하 고 수동 병합 요소 또는 챔버를 정의 합니다. 초기 실험 입증 병합 요소 controllably 인접 한 방울 사이의 거리를 조정할 수 있습니다. 드롭릿은 일반적인 시나리오에서 챔버 입력 하 고, 천천히 하 고, 중지 됩니다. 그것은 기다린 다음 성공 방울 표면 장력은 유압 압력에 의해 압도 될 때까지 병합 합니다. 우리 병합 프로세스를 inter-droplet 분리 독립 하지만 오히려 방울 크기에 따라 보여줍니다. 또한, 언제 든 지 병합 될 수 있는 방울의 수 작은 물방울와 병합 챔버 질량 흐름 속도 볼륨 비율에 따라 이기도 합니다. 마지막으로, 우리는 물방울 인터페이스를 병합 압축 및 압축 정권 내에서 발생 합니다 참고.
Electrorheological 캐리어 유체를 사용 하 여 미세 방울의 조작입니다
Electrorheological (ER) 체액은 가역 점도 변화, 또는 심지어 응고는 적용 되는 전기 분야에 대 한 응답에서 수 있는 '스마트 ' 콜 로이드의 종류. 응답 시간이 짧은 몇 밀리초 수입니다. 응급실을 사용 하 여 미세 칩에서 캐리어 유체와 유체, 우리 보고서 생성 및 microdroplets의 조작 및 거품을 통해 통합, 마이크로 전극 피드백 시스템 (디지털 제어). 강한 전기 응답 ER 유체를 이용 하 여 유량 제어할 수 있습니다 쉽게 디지털, 함으로써 가변 생성 된 물방울 크기의 분판을 만들기. 특히, 작은 물방울의 체인에 변화를 주문 설명 되어 있습니다. 이 문서에 소개 된 기 동력 랩 칩 화학 반응, bioassays, 뿐만 아니라 미세 논리 계산에 대 한 다양 한 잠재적인 응용 할 수 있습니다.
합성 생물학의 결합 기술에 대 한 기회입니다
합성 생물학 실험을 위한 핵심 기초 기술로 microfluidics 기술을 소개합니다. Microfluidics 분야의 최근 발전은 검토 하 고 합성 생물학 솔루션의 신속한 개발을 지 원하는 기술 플랫폼의 가능성을 논의 했다.
디지털 제어 방울의 전기 접착입니다
이 신문에 우리 오일 캐리어 단계의 구성 된 흐르는 스트림 내의 여러 수성 microdroplets 병합 하기 위한 범용 메커니즘을 설명 합니다. 우리의 접근 방식은 두 기둥 배열 수동 병합 요소 역할을 활성 병합 요소 내장 전극으로 행동의 사용이 포함 됩니다. 기둥 배열에는 감속 하 고 오일 단계 배수를 통해 방울의 트래핑 수 있습니다. 이 가까운 거리에 인접 한 작은 물방울을 제공합니다. 이 시점에서 전기 분야 병합의 결과로 방울을 둘러싼 얇은 기름 영화를 분할 전극에 적용.
FT-적외선 분 광 이미징와 통합을 위한 미세 소자의 신속한 프로토 타입
미세 소자 FT-적외선 분 광 이미징에 사용의 신속한 프로토 타입에 대 한 다양 한 접근 방식은 도입 했다. 장치 제조 파라핀 캡슐화 이어서 적외선 투명 기판의 표면에 직접 인쇄를 기반으로 합니다. 이 방법의 주요 특징은 낮은 운영 비용, 신속한 생산 시간, 디자인 수정 및 통합 FT-적외선 분 광 측정을 위한 적합성의 단순성. 현재 실험에서 채널 벽의 최소 너비는 약 120 미 라 발견 하 고 약 200 때 25 엄마와 12 엄마 스페이서는 각각 사용 됩니다. 물과 poly(ethylene glycol) 류 정권에서 모델 체액으로 사용 하 고 전송 및 감쇠 총 반사 (ATR) 모드에서 몇 군데. 전송 모드 측정의 ATR 모드는 더 강한 스펙트럼 흡수 밴드를 사용 하 여 정량 분석에 적합 하는 동안 우수한 감도 생성을 설정 합니다. 결과이 접근을 사용 하 여 제조 하는 장치는 원래의 장소에 FT-적외선 분 광 이미징 사용 하기에 적합을 나타냅니다.
Microelectrodes의 배치에 대 한 미세 분석 챔버의 최적화
임상 microdialysate의 실시간 분석을 위한 집 microelectrode 감지기를 설계 하는 미세 챔버를 입력 하는 방울의 행동을 설명 합니다. 우리는 오일과 인공 대뇌 척수의 다 상 흐름에 의해 생산 하는 작은 물방울을 수집 분석 챔버를 디자인 했다. 접착 챔버 microelectrodes 오일에 의해 microelectrode 표면 오염 방지의 배치에 대 하 이상적 상수 수성 환경을 만듭니다. 고속 카메라를 사용 하 여 챔버를 통과의 빛과 어두운 색의 방울을 대체 스트림 촬영 했다. 이 동영상의 이미지 분석 챔버 길이 따라 각 지점에서 컬러 변경 진화를 보여줍니다. 챔버의 흐름은 사각형 챔버에서 Poiseuille 흐름에 대 한 일반적인 솔루션을 사용 하 여 시뮬레이션 했다. 그것은 보이지 센터 라인에 속도 프로필 매우 포물선을 닫고 식이 센터 라인 속도 평균 흐름 속도 사이의 비율에 대 한 채널의 가로 세로 비율의 기능으로 제공 됩니다. 너비/높이의 가로 세로 비율이 2 인 경우의 흐름 속도의 비율을 밀접 하 게 결합 채널과 연결 튜빙 연결에 대 한 의미와 원형 튜브에서 Poiseuille 흐름의 일치. 작은 물방울은 점성 세력을 지배 하는 석유와 인터페이스에 표면 장력으로 잘 혼합 됩니다. 그러나 드롭릿에 챔버에 솔루션 coalesces, 일단 벽 없음-슬립 상태를 정복 Poiseuille 흐름 수 있습니다. 드롭릿에 뒤쪽 초승달은 방울을 섞어 계속 하 고는 초승달 이동을 중지 될 때까지 피스톤 역할. 우리는 챔버의 벽 없음-슬립 조건 이전 상품의 역사를 기록 하는 줄무늬 효과 만들 것으로 나타났습니다. 센서에 대 한 최적의 위치는 채널 중심에 이상적으로 물방울 합체의 평면에 배치 하는 것 어디에 갑작스러운 농도 변화 응답 시간 ≪16 ms로 이어지는 비디오의 압축 된 프레임 속도. 또한이 시점에서 응답 시간과 감도 감소 대류 분산 때문.
높은 처리량 검열을 위해 Microdroplet Dilutor입니다
Pipetting 및 희석 분석 결과와 실험 화학 및 생물 실험실에서 사용 되는 범용 프로세스는. Microfluidics에서 이러한 작업은 동일 하 게 수요에, 하지만 구현 하기가 어렵습니다. 최근, 드롭릿 기반 microfluidics 높은 처리 실험을 위한 흥미 진 진한 새로운 플랫폼으로 떠오르고 있다. 그러나, 그것은 신속 하 고 controllably 방울의 농도 다양 하 게 도전 이다. 이 위해 우리 microfluidics 물방울-기반을 사용 하 여 높은 처리량 검열을 위해 희석 모듈 개발. 간단 하 게 정의 된 농도의 nanolitre 크기의 샘플 드롭릿 미세 챔버 안에 갇혀. 물방울을 병합 하 고, 혼합 하 고, re-splitting의 과정을 통해이 물방울 출력 방울 디지털 농도 그라데이션을 정의 하는 시퀀스를 생성 하려면 작은 버퍼 방울의 시리즈와 함께 결합 됩니다. 중요 한 것은, 급속 한 화학 및 생물 학적 화면 사용할 수 있도록 다른 시 약 방울 형성된 된 작은 물방울 병합할 수 있습니다. 개념 증명 샘플의 nanolitres만을 사용 하 여 높은 처리량 균질 DNA 바인딩 시험을 수행 하는 dilutor를 사용 했습니다.
