Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Engineering

Mikrofluidisk akustoforese for gjennomstrømningsseparasjon av gramnegative bakterier ved bruk av aptameraffinitetsperler

Published: October 17, 2022 doi: 10.3791/63300

Summary

Dette papiret beskriver fabrikasjon og drift av mikrofluidiske akustoforetiske chips ved hjelp av mikrofluidisk akustoforeseteknikk og aptamermodifiserte mikroperler som kan brukes til rask, effektiv isolering av gramnegative bakterier fra et medium.

Abstract

Denne artikkelen beskriver fabrikasjon og drift av mikrofluidiske akustoforetiske sjetonger ved hjelp av en mikrofluidisk akustoforeseteknikk og aptamermodifiserte mikroperler som kan brukes til rask, effektiv isolering av gramnegative bakterier fra et medium. Denne metoden forbedrer separasjonseffektiviteten ved hjelp av en blanding av lange, firkantede mikrokanaler. I dette systemet injiseres prøven og bufferen i innløpsporten gjennom en strømningsregulator. For dråpesentrering og prøveseparasjon påføres vekselstrøm på den piezoelektriske svingeren via en funksjonsgenerator med en effektforsterker for å generere akustisk strålingskraft i mikrokanalen. Det er en todelt kanal ved både innløpet og utløpet, noe som muliggjør samtidig separasjon, rensing og konsentrasjon. Enheten har en utvinningsgrad på >98% og renhet på 97,8% opp til en 10x dosekonsentrasjon. Denne studien har vist en utvinningsgrad og renhet høyere enn de eksisterende metodene for å separere bakterier, noe som tyder på at enheten kan skille bakterier effektivt.

Introduction

Mikrofluidiske plattformer utvikles for å isolere bakterier fra medisinske og miljømessige prøver, i tillegg til metoder basert på dielektrisk overføring, magnetophorese, perleekstraksjon, filtrering, sentrifugalmikrofluidikk og treghetseffekter, og overflateakustiske bølger 1,2. Påvisning av patogene bakterier fortsetter ved bruk av polymerasekjedereaksjon (PCR), men det er vanligvis arbeidskrevende, komplekst og tidkrevende 3,4. Mikrofluidiske akustoforesesystemer er et alternativ for å løse dette gjennom rimelig gjennomstrømning og ikke-kontaktcelleisolasjon 5,6,7. Akustoforese er en teknologi som separerer eller konsentrerer perler ved hjelp av fenomenet materiell bevegelse gjennom en lydbølge. Når lydbølger kommer inn i mikrokanalen, sorteres de i henhold til størrelsen, tettheten etc., av perlene, og celler kan separeres i henhold til de biokjemiske og elektriske egenskapene til suspensjonsmediet 7,8. Følgelig har mange akustoforetiske studier blitt aktivt forfulgt 9,10,11, og nylig har 3D numeriske simuleringer av akustoforetisk bevegelse indusert av grensedrevet akustisk streaming i stående overflate akustisk bølgemikrofluidikk blitt introdusert 12.

Studier på ulike felt undersøker hvordan antistoffer kan erstattes 2,3. Aptamer er et målmateriale med høy selektivitet og spesifisitet, og mange studier gjennomføres 2,9,10,13. Aptamerer har fordeler av liten størrelse, utmerket biologisk stabilitet, lave kostnader og høy reproduserbarhet sammenlignet med antistoffer og studeres i diagnostiske og terapeutiske applikasjoner 2,3,14.

Her beskriver denne artikkelen en mikrofluidisk akustoforeseteknologiprotokoll som kan brukes til rask, effektiv separasjon av gramnegative (GN) bakterier fra et medium ved bruk av aptamermodifiserte mikroperler. Dette systemet genererer en todimensjonal (2D) akustisk stående bølge gjennom enkel piezoelektrisk aktivering ved samtidig å stimulere to ortogonale resonanser i en lang rektangulær mikrokanal for å justere og fokusere aptamerfestede mikroperler ved noden og antinodepunktene for separasjonseffektivitet 2,11,15,16 . Det er en todelt kanal ved både innløpet og utløpet, noe som muliggjør samtidig separasjon, rensing og konsentrasjon.

Denne protokollen kan være nyttig innen tidlig diagnose av bakterielle smittsomme sykdommer, samt en rask, selektiv og sensitiv respons på patogene bakterielle infeksjoner gjennom vannovervåking i sanntid.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Mikrofluidisk akustoforesechipdesign

MERK: Figur 1 viser et skjema for separasjon og innsamling av målmikroperler fra mikrokanaler ved akustoforese. Den mikrofluidiske akustoforesebrikken er designet med et CAD-program.

  1. Design en mikrofluidisk akustoforesebrikke som bruker en blanding av aptamermodifiserte perler og streptavidinbelagt polystyren (PS) perler som tilsvarer størrelsen på bakterier for å studere separasjonsytelsen til enheten.
  2. Design en mikrofluidisk akustoforesebrikke som samler PS-perler ved måluttaket og kaster resten gjennom utløpet etter at en PS-prøveblanding er injisert i prøveinnløpet (se figur 2 og tabell 1).
    MERK: For dette formålet er den akustofluidiske brikken designet bestående av to innløp for injeksjon av prøver og buffer, en hovedkanal med en vedlagt piezoelektrisk transduser (PZT) slik at mikroperlene kan justeres sentralt, og to utløp gjennom hvilke prøver samles inn og avfall slippes ut (figur 3A)
  3. Design en mikrofluidisk akustoforesebrikke der mikroperler, buffer, bakterier og aptamerer passerer gjennom hovedkanalen, med mikroperlene justert sentralt via in-chip akustoforese indusert av PZT (figur 3B, C)

2. Mikrofluidisk akustoforese chip fabrikasjon

MERK: Sett sammen fire lag i følgende rekkefølge: et borosilikatglass-silisiumlag, et silisiumlag, et borosilikatglasslag og et PZT-lag, som vist i figur 3A, B.

  1. Forbered borosilikatglass (det øverste laget) med hull på 2 mm med en diameter ved sandblåsing17 ved innløpet og utløpet for tilkobling av polyetheretherketon (PEEK) rør. Borosilikatglasset måler 20 × 80 × 0,5 mm3.
  2. Forbered et 200 μm tykt silisiumkanallag med en mikrokanal med et tverrsnittsareal på 0,2 × 0,2 mm2 dannet ved hjelp av en fotoresist og et silisiummønster oppnådd via dyp reaktiv ionetsing (RIE) 18. Bor hull med en diameter på 1 mm for prøve- og bufferinnløpskanalene og oppsamlings- og avfallsutløpskanalene under reaktiv ionetsing.
    MERK: Her bruker ionetsing RITE-prosessen til å danne mikrokanaler. En fotoresist ble påført i form av en kanal på en silisiumskive for silisiumkanallaget. Den PR-belagte silisiumskiven ble etset med plasma generert ved å påføre 13,56 Mhz på fluor18.
  3. Forbered en brikke med lagene over og under silisiumlaget (20 × 80 × 0,5 mm 3) fremstilt i trinn 2,2 (20 × 80 × 0,5 mm3) bundet til borosilikatglasset i trinn 2.1 og et tredje borosilikatglasslag ved bruk av anodisering ved 1000 V og 400 °C19.
  4. Fest en PZT (20 × 40 mm2) til borosilikatglasslaget langs den mikrofluidiske kanalen ved hjelp av et cyanoakrylatlim (10 μL eller mindre).
    MERK: Påfør limet som et veldig tynt lag i kanalen ved hjelp av en bomullspinne for å minimere høydeendringer. Figur 3C er et bilde av enheten.

3. Bakteriestammer og kultur

MERK: Se tabell 2 for å velge og inkubere GN- og Gram-positive (GP) bakterier for eksperimenter. For kulturmetoden kan du se trinn 3.1–3.4. Alle bakterier skal inkuberes under aerobe forhold til en absorpsjon på 0,4 ved 600 nm (OD600) oppnås.

  1. For GN-bakterier som Escherichia coli DH5α, Escherichia coli KCTC2571, Sphingomonas insulae og Pseudomonas pictorum og GP-bakterier som Staphylococcus epidermidis og Staphylococcus pasteuri, inkuberer i Luria-Bertani medium ved 37 °C og 220 rpm i 16 timer.
  2. For Enterobacter (GN) og Bacillus megaterium (GP; KCTC 1021), inkuber i næringsbuljongmedium ved 37 ° C og 220 o / min i 16 timer.
  3. For Enterococcus thailandicus (GP), inkuber i de Man, Rogosa og Sharpe (MRS) medium ved 37 ° C og 220 rpm i 16 timer.
  4. Ved Listeria grayi (GP) ruges i et medium for hjerteinfusjon i hjernen ved 37 °C og 220 o/min i 16 timer.
  5. Sentrifuge (9056 x g) de dyrkede bakteriene i 1 minutt ved romtemperatur (RT), vask deretter to ganger med 1x fosfatbufret saltvann (PBS) buffer.
  6. Forbered de valgte GN- og GP-bakteriene for analyse ved å resuspendere i PBS-buffer.

4. Mikroperler og immobilisering av aptamer på mikroperler

  1. Resuspender den streptavidinbelagte mikroperleblandingen (10 μm) (materialtabell) før bruk (blandes via vortexing i 20 s).
  2. Tilbered aptamer ved å denaturere ved 95 °C i 3 minutter og deretter brette på nytt ved 0 °C i 2 minutter.
  3. Overfør 250 μL av den resuspenderte streptavidinbelagte mikroperleblandingen til et 1,5 ml rør og vask med Tris-HCl-buffer (50 mM Tris, pH 7,4, 1 mM MgCl2, 5 mM KCL, 100 mM NaCl) ved RT. Tilsett deretter 100 μL biotinylert DNA-aptamer til røret.
  4. Inkuber blandingen ved RT i 30 minutter mens du roterer (25 o / min).
  5. Etter sentrifugering (9056 x g), vask røret to ganger med 200 μL Tris-HCl buffer ved RT.
  6. Tilsett 10 μL BSA (100 mg / ml) til det vaskede prøverøret og inkuber i 30 minutter ved RT med rotasjon (25 o / min).
  7. Til slutt vasker du de aptamermodifiserte mikroperlene to ganger ved sentrifugering (9056 x g) i Tris-HCl-buffer ved RT.

5. Oppsett og drift av akustoforese

  1. Koble PEEK-rør til de to innløpene for injeksjon av to prøver og buffer og de to utløpene for innsamling og utslipp av avfall (figur 4).
  2. Fyll den mikrofluidiske akustoforesekanalen manuelt med boblefritt demineralisert vann ved hjelp av en 10 ml sprøyte.
  3. Forbered en presisjonstrykkregulator med to eller flere utgangskanaler for å kontrollere væskestrømmen. Fyll deretter hetteglassene halvveis med prøve og buffer med henholdsvis to hull i hettene, og koble til sponinnløpet.
    MERK: En presisjonstrykkregulator med to eller flere utgangskanaler kan erstattes med flere presisjonstrykkregulatorer. Ved bufferinnløpet injiseres en buffer som er i stand til å generere en laminær strømning som forhindrer prøven i å bevege seg til senteret under prøveinjeksjon, gjennom en strømningsregulator.
  4. Etter klargjøring av enheten injiserer du prøven og bufferen ved å påføre et trykk på 2 kPa på prøveinntaket og 4 kPa på bufferinnløpet ved hjelp av presisjonstrykkreguleringsenheten.
    MERK: På dette tidspunktet, for jevn laminær strømning, bør injeksjonstrykket til bufferen være høyere enn injeksjonstrykket i prøven. Strømmen styres av en strømningsregulator festet til aspiratoren som er koblet til innløpskanalen.
  5. Fokuser på en perle for å flytte den inn i midten av den mikrofluidiske kanalen ved hjelp av PZT mens du sjekker gjennom mikroskopet.
    MERK: Jo større perlen er, desto større er effekten på bølgeformen, så det er lettere å justere seg etter nodepunktet. Funksjonsgenerator med forsterker bruker strøm til PZT for å generere sinusbølge i mikrokanalen. Siden de øvre og nedre delene av mikrokanalen er laget av glass, reflekteres den genererte sinusbølgen og skaper et nodepunkt7.
  6. Generer en resonansfrekvens på 3,66 MHz ved hjelp av en enkeltkanalsfunksjonsgenerator og forsterk et typisk signal med 16 dB (omtrent ni ganger) ved hjelp av en effektforsterker (figur 4).
    MERK: Aktuatorens resonansfrekvens må samsvare med kanalens størrelse; Fordi kanalen er firkantet, opererer PZT med en nøyaktig frekvens for å opprette en enkelt node.
  7. Observer separasjons- og anrikningsprosessene på den akustofluidiske brikken med et fluorescensmikroskop og et høyhastighetskamera som opererer med 1,200 fps.
  8. Kvantifiser og analyser tilstedeværelsen eller fraværet av GN-bakterier og GP-bakterier ved å sjekke bildene tatt med fluorescensmikroskopkameraet til de bakteriebundne perlene og bakteriene som slippes ut gjennom innsamlings- og avfallsutløpsprøvene.
    MERK: Mikroperler med buffer, bakterier og aptamerer passerer gjennom hovedkanalen, og mikroperlene justeres sentralt via in-chip akustoforese indusert av PZT. Til slutt samles mikroperler som har bundet GN-bakterier ved oppsamlingsutløpet, og de uoppsamlede bakteriene slippes ut gjennom avfallsutløpet.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Figur 5 viser bildet av perlestrømmen som en funksjon av PZT-spenning (AV, 0,1 V, 0,5 V, 5 V). I tilfelle av den akustophoretiske brikken introdusert i denne studien, ble det bekreftet at når spenningen til PZT økte, økte den sentrale konsentrasjonen av de 10 μm store perlene. De fleste av de 10 μm store perlene ble konsentrert i midten ved 5 V av PZT-spenningen. Gjennom dette resultatet ble en resonansfrekvens på 3, 66 MHz generert i en enkeltkanalsfunksjonsgenerator, og et generelt signal ble forsterket med 16 dB (ca. 9 ganger) ved hjelp av en effektforsterker.

Tabell 3 viser at mikroperleblandingen på 1 μm (cellestørrelse) og 10 μm (aptamerfestet perle) ble injisert i den akustiske væskebrikken som ble brukt i denne studien, og chipseparasjonsytelsen i henhold til utløpsstrømningshastigheten (400, 450 og 475 μL / min) er resultatet av evalueringen. Utvinningsgraden er forholdet mellom antall perler samlet ved utløpet og totalt antall injiserte perler for 10 μm store perler, som var henholdsvis 98% ± 2,2%, 98% ± 2,5% og 90% ± 9,8%. Renhet er forholdet mellom antall 10-μm størrelsesperler til totalt antall innsamlede perler, som var henholdsvis 97,1% ± 3,6%, 97,6% ± 2,4% og 99,4% ± 0,6%. Dette viser at enheten har en høy separasjonseffektivitet for perler med en størrelse på 10-μm.

Figur 6 viser bilder og en graf over bakteriebundne tall per perle. Data knyttet til akustoforesebrikkeoperasjon vedrørende mål- og avfallsprøver ble samlet inn ved henholdsvis utløp og innløp. Alle prøvene ble utsatt for 10-μL prøvetaking i oppsamlingsrør, og antall bakterier som bandt seg til mikroperler ble observert under et fluorescensmikroskop. Mange GN-bakterier (f.eks . Coli DH5α) er bundet til alle perler, mens noen få GP-bakterier (f.eks. Listeria grayi) er bundet til noen perler. Antall GN- og GP-bakterier bundet til hver aptamermodifisert mikroperle (av 25 perler) ble målt ved hjelp av et mikroskop med høyhastighetskamera. Alle de fem GN-bakteriene var bundet til perler (4,96 ± 0,77 hver), mens signifikant færre fastlegebakterier var bundet til stoffene (0,08 ± 0,08 hver) som ble testet. Signalstyrken varierte betydelig mellom GN- og GP-bakteriene. Disse dataene bekrefter at denne enheten var vellykket i å isolere GN-bakterier.

Figure 1
Figur 1: Skjematisk mikrokanal, sentraljustering av mikroperler via akustoforese og innsamling av mål. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 2
Figur 2: CAD-bilde av Microfluidic acoustophoresis chip for separasjon av GN-bakterier ved bruk av aptamer affinitetsperler . (A) Silisiumkanallag. (B) Øvre glasslag. (For dimensjonene 1 til 4, se tabell 1). Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 3
Figur 3: Struktur av akustoforesemikrodevice . (A) Gulvplott, (B) tverrsnittsplan og (C) fotografi av enheten. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 4
Figur 4: Skjematisk av det akustofluidiske systemet som brukes til å skille og samle celler. Prøve- eller bufferløsningen injiseres i innløpsporten gjennom strømningsregulatoren. For dråpesentrering og prøveseparasjon påføres vekselstrøm på PZT via en funksjonsgenerator med en effektforsterker for å generere en akustisk strålingskraft i mikrokanalen. Den separerte målprøven samles gjennom et oppsamlingsrør, og den gjenværende avfallsvæsken gjenvinnes gjennom et annet utløp. En høyhastighets kameramodul brukes til å visualisere separasjonen. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 5
Figur 5: Bilde av perler flyter som en funksjon av PZT-spenning. (A) PZT AV, (B) PZT 0,1 V, (C) PZT 0,5 V, (D) PZT 5 V. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

Figure 6
Figur 6: Antall GN (E. coli DH5α) og GP (Listeria grayi) bakterier bundet til aptamermodifiserte mikroperler (n = 25 , feilfelt = standardfeil). Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Nummer Innretning Bredde (W) eller diameter (D) (μm)
1 Innløps- og uttaksport (silisium) 1000 (D)
2 Mikrofluidisk kanal 200 (W)
3 Innløps- og utløpskanal 400 (W)
4 Innløps- og uttaksport (glass) 1500 (D)

Tabell 1: Dimensjoner på den pneumatiske mikrofluidiske plattformen (1 til 4 i figur 2).

GN-bakterier GP-bakterier
Escherichia coli (DH5α) Bacillus megaterium (KCTC 1021)
Enterobacter cloacae Staphylococcus epidermidis
Sfingomonas insulae Listeria gråi
Escherichia coli KCTC 2571 Enterococcus thailandicus
Pseudomonas pictorum Staphylococcus pasteuri

Tabell 2: GN- og GP-bakteriene som ble studert.

Strømningshastighet ved vateutløp (μL/min) Restitusjonsgrad (%) Renhet (%)
400 (5x volumetrisk concetnration) 98 ± 2.2 97.1 ± 3.6
450 (10x volumetrisk concetnration) 98 ± 2.5 97.6 ± 2.4
475 (20x volumetrisk concetnration) 90 ± 9.8 99,4 ± 0,6

Tabell 3: Utvinningsgrad og renhet av separasjon.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Vi utviklet en sonisk levitasjonsmikrofluidisk enhet for fangst og overføring av GN-bakterier fra kulturprøver med høy hastighet basert på en kontinuerlig kjøremetode i henhold til størrelse og type, og aptamermodifiserte mikroperler. Den lange, firkantede mikrokanalen muliggjør en enklere design og større kostnadseffektivitet for 2D-akustoforese enn tidligere rapportert 20,21,22,23,24,25,26. Enheten har en utvinningsgrad på >98% opp til en 10x dosekonsentrasjon. Denne studien viser en høyere utvinningsgrad og renhet enn de eksisterende etikettfrie metodene 20,21,22,23,24 og affinitetsperlemetoder 25,26 for separering av bakterier. Dette antyder at enheten kan skille bakterier effektivt. Men da 10-μm perlene kan strømme inn i sidekanalene, reduseres gjenvinningsgraden til 90% ved en 20x dosekonsentrasjon på grunn av den sterke tilbaketrekningskraften som oppstår fra det lukkede uttaket som blokkerer akustisk stråling i en ytelsestest. Mens utvinningsgraden på brikken kan nå 98%, reduserer flere faktorer utvinningsgraden, for eksempel utfelling av perler i inhalatoren eller tilstopping av røret som forbinder inhalatoren til brikken.

Det er noen viktige punkter som trengs for å få denne akustoforetiske brikken til å fungere. Limet som brukes til å feste PZT bør brukes så lite som mulig for nøyaktighet av korrugering, og PZT og mikrokanalen skal være parallelle. Feil i dette trinnet resulterer i overføring av feil bølgeformer gjennom PZT til brikken, som manifesterer seg som feiljustering av perler. Vær også forsiktig når du bruker, da flere faktorer kan forverre utvinningshastigheten, for eksempel sedimentering av perler fra sprøyten eller blokkering av forbindelsesrøret med flis fra sprøyten.

Denne enheten kan ikke bare brukes til å oppdage levende bakterier eller bakterieavledede biomarkører innen tidlig diagnose av bakterielle smittsomme sykdommer, men kan også utvides til å overvåke vannforurensning, noe som vil bidra til å identifisere bioterrorisme og patogene bakterielle infeksjoner.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne har ingen interessekonflikter å opplyse om.

Acknowledgments

Dette arbeidet ble støttet av National Research Foundation of Korea (NRF) stipend finansiert av den koreanske regjeringen (Ministry of Science and ICT). (Nei. NRF-2021R1A2C1011380)

Materials

Name Company Catalog Number Comments
1 µm polystyrene microbeads Bang Laboratories PS04001 Cell size beads
10 µm Streptavidin-coated microbeads Bang Laboratories CP01007 Aptamer affinity beads
4-inch Silicon Wafer/SU-8 mold 4science 29-03573-01 Components of chip
Aptamer Integrated DNA Technologies GN3-6' RNA for bacteria conjugation
Borosilicate glass Schott BOROFLOAT 33 Components of chip
Centrifuge Daihan CF-10 Wasing particles
Cyanoacrylate glue 3M AD100 Attach PZT to microchip
Escherichia coli DH5α KCTC KCTC2571 Target bacteria
Functional generator GW Instek AFG-2225 Generate frequency
High-speed camera Photron FASTCAM Mini Observation of separation
Hot plate As one HI-1000 Heating plate for curing of liquid PDMS
KOVAX-SYRINGE 10 mL Syringe Koreavaccine 22G-10ML Fill the microfluidic acoustophoresis channel with bubble-free demineralized water.
Liquid polydimethylsiloxane, PDMS Dow Corning Inc. Sylgard 184 Components of chip
LB Broth Miller BD Difco 244620 Cell culture (Luria-Bertani medium)
Microscope Olympus Corp. IX-81 Observation of separation
PBS buffer Capricorn scientific PBS-1A Wasing bacteria
PEEK Tubes Saint-Gobain Ppl Corp. AAD04103 Inject or collect particles
Piezoelectric transducer Fuji Ceramics C-213 Generate specific wave in channel
Power amplifier Amplifier Research 75A250A Amplify frequency
Pressure controller/μflucon AMED AMED-μflucon Control of air pressure/flow controller
Tris-HCl buffer invitrogen 15567027 Wasing particles
Tube rotator SeouLin Bioscience SLRM-3 Modifiying aptamer and bead

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Wu, M., et al. Acoustofluidic separation of cells and particles. Microsystem & Nanoengineering. 5 (1), 1-18 (2019).
  2. Lee, S. W., et al. Aptamer affinity-bead mediated capture and displacement of Gram-negative bacteria using acoustophoresis. Micromachines. 10 (11), 770 (2019).
  3. Hirvonen, J. J., et al. One-step sample preparation of positive blood cultures for the direct detection of methicillin-sensitive and -resistant Staphylococcus aureus and methicillin-resistant coagulase-negative staphylococci within one hour using the automated GenomEra CDXTM PCR system. European Journal of Clinical Microbiology & Infectious Diseases. 31 (10), 2835-2842 (2012).
  4. Swaminathan, B., Feng, P. Rapid detection of food-borne pathogenic bacteria. Annual Review of Microbiology. 48 (1), 401-426 (1994).
  5. Ding, X., et al. On-chip manipulation of single microparticles, cells, and organisms using surface acoustic waves. Proceeding of the National Academy of Sciences of the United States of America. 109 (28), 11105-11109 (2012).
  6. Karthick, S., et al. Acoustic impedance-based size independent isolation of circulating tumor cells from blood using acoustophoresis. Lab on a Chip. 18 (24), 2802 (2018).
  7. Lenshof, A., et al. Acoustofluidics 8: Applications of acoustophoresis in continuous flow microsystems. Lab on a Chip. 12 (7), 1210-1223 (2012).
  8. Persson, J., et al. Acoustic microfluidic chip technology to facilitate automation of phage display selection. The FEBS journal. 275 (22), 5657-5666 (2008).
  9. Klussmann, S. The aptamer handbook: Functional oligonucleotides and their applications. , John Wiley & Sons. Hoboken, New Jersey. (2006).
  10. Ellington, A., Szostak, J. W. In vitro selection of RNA molecules that bind specific ligands. Nature. 346 (6287), 818-822 (1990).
  11. Tuerk, C., Gold, L. Systematic evolution of ligands by exponential enrichment: RNA ligands to bacteriophage T4 DNA polymerase. Science. 249 (4968), 505-510 (1990).
  12. Namnabat, M. S., et al. 3D numerical simulation of acoustophoretic motion induced by boundary-driven acoustic streaming in standing surface acoustic wave microfluidics. Scientific Reports. 11 (1), 11326 (2021).
  13. Nimjee, S. M., et al. Aptamer as therapeutics. Annual Review of Pharmacology and Toxicology. 57, 61-79 (2017).
  14. Zhang, Y., et al. Recent advances in aptamer discovery and application. Molecules. 24 (5), 941 (2019).
  15. Park, J. W., et al. Acousto-microfluidics for screening of ssDNA aptamer. Scientific Reports. 6 (1), 1-9 (2016).
  16. Persson, J., et al. Acoustic microfluidic chip technology to facilitate automation of phage display selection. The FEBS Journal. 275 (22), 5657-5666 (2008).
  17. Van Toan, N., et al. An investigation of processes for glass micromachining. Micromachines. 7 (3), 51 (2016).
  18. Jansen, H., et al. A survey on the reactive ion etching of silicon in microtechnology. Journal of Micromechanics and Microengineering. 6 (1), 14 (1996).
  19. Hanneborg, A., et al. Silicon-to-silicon anodic bonding with a borosilicate glass layer. Journal of Micromechanics and Microengineering. 1 (3), 139 (1991).
  20. Mach, A. J., Di Carlo, D. Continuous scalable blood filtration device using inertial microfluidics. Biotechnology and bioengineering. 107 (2), 302-311 (2010).
  21. Wang, S., et al. Simple filter microchip for rapid separation of plasma and viruses from whole blood. International Journal of Nanomedicine. 7, 5019-5028 (2012).
  22. Ai, Y., et al. Separation of Escherichia coli bacteria from peripheral blood mononuclear cells using standing surface acoustic waves. Analytical Chemistry. 85 (19), 9126-9134 (2013).
  23. Ohlsson, P., et al. Acoustic impedance matched buffers enable separation of bacteria from blood cells at high cell concentrations. Scientific Reports. 8 (1), 1-11 (2018).
  24. Park, S., et al. Continuous dielectrophoretic bacterial separation and concentration from physiological media of high conductivity. Lab on a Chip. 11 (17), 2893-2900 (2011).
  25. Kim, U., Soh, H. T. Simultaneous sorting of multiple bacterial targets using integrated Dielectrophoretic-Magnetic Activated Cell Sorter. Lab on a Chip. 9 (16), 2313-2318 (2009).
  26. Cai, G., et al. A fluidic device for immunomagnetic separation of foodborne bacteria using self-assembled magnetic nanoparticle chains. Micromachines. 9 (12), 624 (2018).

Tags

Engineering aptamer akustoforese mikrofluidikk Gram-negative bakterier
Mikrofluidisk akustoforese for gjennomstrømningsseparasjon av gramnegative bakterier ved bruk av aptameraffinitetsperler
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Choi, H. J., Kim, B. W., Lee, S.,More

Choi, H. J., Kim, B. W., Lee, S., Jeong, O. C. Microfluidic Acoustophoresis for Flowthrough Separation of Gram-Negative Bacteria using Aptamer Affinity Beads. J. Vis. Exp. (188), e63300, doi:10.3791/63300 (2022).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter