يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية

مقالة منهجية

منصة ميكروفلويديك مع تعدد كشف الالكترونية لتتبع المكانية من الجسيمات

9K مشاهدة

⸱

DOI:

10.3791/55311

⸱

مارس 13, 2017

 ,  , 

في هذه المقالة

ملخص

علينا أن نظهر منصة ميكروفلويديك مع شبكة القطب سطح المتكاملة التي تجمع بين الاستشعار عن نبض مقاوم (RPS) مع سي دي إم أيه (CDMA)، إلى تعدد كشف والتحجيم من الجزيئات في قنوات ميكروفلويديك متعددة.

الملخص

معالجة ميكروفلويديك من العينات البيولوجية عادة ما ينطوي على تلاعب التفاضلية من الجسيمات العالقة ضمن الحقول قوة مختلفة من أجل يجزئ مكانيا العينة على أساس الملكية البيولوجية من الفائدة. للتوزيع المكاني الناتجة لاستخدامها قراءات الفحص، وكثيرا ما تتعرض أجهزة ميكروفلويديك إلى التحليل المجهري تتطلب أجهزة معقدة مع ارتفاع التكاليف وتخفيض قابلية. لمعالجة هذا القيد، قمنا بتطوير تكنولوجيا الاستشعار إلكترونية متكاملة للكشف عن المضاعفة من الجسيمات في مواقع مختلفة على رقاقة ميكروفلويديك. لدينا التكنولوجيا، ودعا رموز ميكروفلويديك، تجمع نبض مقاوم الاستشعار مع سي دي إم أيه لضغط 2D المعلومات المكانية إلى إشارة كهربائية 1D. في هذه الورقة، ونحن تقديم دليل عملي لهذه التكنولوجيا رموز ميكروفلويديك للكشف عن وحجم الخلايا السرطانية مثقف توزيعها عبر قنوات ميكروفلويديك متعددة. مثلالمصادق عليها من قبل المجهر عالية السرعة، ويمكن للتكنولوجيا لدينا تحليل بدقة السكان الخلية كثيفة جميع إلكترونيا دون الحاجة إلى أداة خارجية. على هذا النحو، يمكن للرموز ميكروفلويديك يحتمل تمكين متكاملة من الأجهزة منخفضة التكلفة المختبر على واحد في رقاقة التي هي مناسبة تماما لاختبار نقطة من الرعاية من العينات البيولوجية.

المقدمة

كشف دقيق وتحليل الجزيئات البيولوجية مثل الخلايا والبكتيريا أو الفيروسات العالقة في السائل هو من مصلحة كبيرة لمجموعة من التطبيقات 1، 2، 3. حسنا المطابقة في الحجم وأجهزة ميكروفلويديك توفر مزايا فريدة من نوعها لهذا الغرض مثل ذات حساسية عالية، لطيف التلاعب العينة والمكروية تسيطر عليها بشكل جيد، 4، 5، 6، 7. وبالإضافة إلى ذلك، أجهزة ميكروفلويديك يمكن أن تكون مصممة لاستخدام مزيج من ديناميات السوائل وحقول القوة ليجزئ....

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

البروتوكول

1. تصميم أقطاب الترميز

ملاحظة: يظهر الشكل 1A هيكل 3-D من الأقطاب micropatterned.

  1. تصميم مجموعة من أربعة رموز الذهب 7 بت لترميز قنوات الموائع الدقيقة 23.
    1. بناء اثنين من الخطية ردود الفعل التحول سجلات (LFSRs)، يمثل كل منها متعدد الحدود البدائية.
    2. استخدام LFSRs لإنشاء زوج يفضل من -sequences 7 بت ....

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

النتائج

يظهر جهاز رموز ميكروفلويديك تتألف من أربعة أجهزة استشعار موزعة على أربع قنوات ميكروفلويديك في الشكل 1B. في هذا النظام، وقد تم تصميم المقطع العرضي من كل قناة ميكروفلويديك لتكون قريبة من حجم الخلية بحيث (1) خلايا متعددة لا يمكن ان تمر على الأقطاب في موازاة و (2) ما زالت خلايا قريبة من الأقطاب زيادة حساسية . تم تصميم كل جهاز استشعار لتوليد الرمز الفريد 7 بت. ثم تم اختبار الجهاز باستخدام تعليق خلية. وتظهر إشارات كهربائية سجلت المقابلة .......

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المناقشة

وقد سبق أن أدرجت أجهزة استشعار نبض مقاوم متعددة في رقائق ميكروفلويديك 28، 29، 30، 31، 32. في هذه الأنظمة، وإما غير المضاعفة أجهزة استشعار نبض مقاوم 28، 29، 30، 31 أو أنها تتطلب أجهزة الاستشعار.......

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

الإفصاحات

ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.

شكر وتقدير

تم دعم هذا العمل من قبل جائزة المؤسسة الوطنية للعلوم رقم. 1610995 ECCS. يود المؤلفون أن يشكروا معهد الإلكترونيات وتكنولوجيا النانو وموظفي معهد باركر إتش بيتي للهندسة الحيوية والعلوم الحيوية على دعمهم في استخدام المرافق المشتركة. يود المؤلفون أيضا أن يشكروا Chia-Heng Chu على مساعدته في إعداد المخطوطة.

....

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسمالشركةرقم فهرسيالتعليقات
98٪ حامض الكبريتيك   ;    BDH ChemicalsBDH3074-3.8LP
30٪ بيروكسيد الهيدروجين   ؛  BDH للكيماوياتBDH7690-3
ثلاثي كلورو سيلانألدريتش كيمياء235725-100G
NR9-1500PY سلبي مقاوم للضوءFuruttex
مقاومة المطور RD6Furuttex
AcetoneBDH ChemicalsBDH1101-4LP
SU-8 2015 مقاوم للضوءميكروكيمياءSU8-2015
SU-8 DeveloperMicrochemY010200
Polydimethylsiloxane (PDMS)Dow Corning3097358-1004Sylgard 184 مجموعة المطاط الصناعي السيليكون
Isopropyl الكحولBDH ChemicalsBDH1133-4LP
RPMI 1640Corning Cellgro10-040-CV
مصل الأبقار الجنينية (FBS)Seradigm1500-050
البنسلين ستربتومايسينأمريسكوK952-100ML
ملحي مخزن بالفوسفات (PBS) CorningCellgro21-040-CM
PHD 22/2000 مضخة حقنةجهاز هارفارد70-2001
HF2LI مكبر للصوتقفل زيورخ أداة
HF2TA مكبر للصوت الحاليزيورخ
الكسوف Ti-U المجهرنيكون
DS-Fi2 كاميرا ملونة عالية الوضوح نيكون كوربوريشن
v7.3 كاميرا عالية السرعةفانتوم
PCIe-6361 لوحة الحصول على البيانات الأدوات الوطنية781050-01
BNC-2120 كتلة الموصل المحميةالأدوات الوطنية777960-01 
نظام معالجة البلازما PX-250Nordson MARCH 
سلبي محلول أداة شركة

المراجع

  1. De Roy, K., Clement, L., Thas, O., Wang, Y., Boon, N. Flow cytometry for fast microbial community fingerprinting. Water Res. 46 (3), 907-919 (2012).
  2. Vives-Rego, J., Lebaron, P., Nebe-von Caron, G. Current and future applications of flow cytometry in aquatic microbiology. FEM....

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

إعادة الطباعة والأذونات

استكشف المزيد من المقالات

أجهزة CODES الموائعية الدقيقةاستشعار النبض المقاومالنفاذ المتعدد بتقسيم الكودالكشف عن الجسيماتالقنوات الموائعية الدقيقةتحديد حجم الخلاياالمختبر على رقاقةاختبارات نقطة الرعايةالاستشعار الإلكتروني