Waiting
Login processing...

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

Engineering

Mikrofluidisk acoustophorese til gennemstrømningsseparation af gramnegative bakterier ved hjælp af Aptamer-affinitetsperler

Published: October 17, 2022 doi: 10.3791/63300

Summary

Dette papir beskriver fremstilling og drift af mikrofluidiske acoustophoretiske chips ved hjælp af den mikrofluidiske acoustophorese-teknik og aptamer-modificerede mikroperler, der kan bruges til hurtig, effektiv isolering af gramnegative bakterier fra et medium.

Abstract

Denne artikel beskriver fremstilling og drift af mikrofluidiske acoustophoretiske chips ved hjælp af en mikrofluidisk acoustophorese-teknik og aptamer-modificerede mikroperler, der kan bruges til hurtig og effektiv isolering af gramnegative bakterier fra et medium. Denne metode forbedrer separationseffektiviteten ved hjælp af en blanding af lange, firkantede mikrokanaler. I dette system injiceres prøven og bufferen i indløbsporten gennem en flowregulator. Til perlecentrering og prøveseparation påføres vekselstrøm på den piezoelektriske transducer via en funktionsgenerator med en effektforstærker for at generere akustisk strålingskraft i mikrokanalen. Der er en todelt kanal ved både indløb og udløb, hvilket muliggør samtidig adskillelse, rensning og koncentration. Enheden har en restitutionshastighed på >98% og renhed på 97,8% op til en 10x dosiskoncentration. Denne undersøgelse har vist en genopretningshastighed og renhed højere end de eksisterende metoder til adskillelse af bakterier, hvilket tyder på, at enheden kan adskille bakterier effektivt.

Introduction

Mikrofluidiske platforme udvikles til at isolere bakterier fra medicinske og miljømæssige prøver ud over metoder baseret på dielektrisk overførsel, magnetophorese, perleekstraktion, filtrering, centrifugalmikrofluidik og inertielle effekter og overfladeakustiske bølger 1,2. Påvisning af patogene bakterier fortsættes ved anvendelse af polymerasekædereaktion (PCR), men det er normalt besværligt, komplekst og tidskrævende 3,4. Mikrofluidiske acoustophoresis-systemer er et alternativ til at løse dette gennem rimelig gennemstrømning og ikke-kontaktcelleisolering 5,6,7. Acoustophoresis er en teknologi, der adskiller eller koncentrerer perler ved hjælp af fænomenet materiel bevægelse gennem en lydbølge. Når lydbølger kommer ind i mikrokanalen, sorteres de efter perlernes størrelse, densitet osv., Og celler kan adskilles i henhold til suspensionsmediets biokemiske og elektriske egenskaber 7,8. Derfor er mange acoustophoretiske undersøgelser blevet aktivt forfulgt 9,10,11, og for nylig er 3D numeriske simuleringer af acoustophoretic motion induceret af grænsedrevet akustisk streaming i stående overflade akustisk bølge mikrofluidik blevet introduceret12.

Undersøgelser på forskellige områder undersøger, hvordan man kan erstatte antistoffer 2,3. Aptamer er et målmateriale med høj selektivitet og specificitet, og mange undersøgelser udføres 2,9,10,13. Aptamere har fordele ved lille størrelse, fremragende biologisk stabilitet, lave omkostninger og høj reproducerbarhed sammenlignet med antistoffer og undersøges i diagnostiske og terapeutiske applikationer 2,3,14.

Her beskriver denne artikel en mikrofluidisk acoustophoresis-teknologiprotokol, der kan bruges til hurtig og effektiv adskillelse af gramnegative (GN) bakterier fra et medium ved hjælp af aptamer-modificerede mikroperler. Dette system genererer en todimensionel (2D) akustisk stående bølge gennem enkelt piezoelektrisk aktivering ved samtidig at stimulere to ortogonale resonanser inden for en lang rektangulær mikrokanal for at justere og fokusere aptamer-fastgjorte mikroperler ved knudepunktet og antiknudepunkterne for separationseffektivitet 2,11,15,16 . Der er en todelt kanal ved både indløb og udløb, hvilket muliggør samtidig adskillelse, rensning og koncentration.

Denne protokol kan være nyttig inden for tidlig diagnose af bakterielle infektionssygdomme samt et hurtigt, selektivt og følsomt svar på patogene bakterielle infektioner gennem vandovervågning i realtid.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Mikrofluidisk acoustophoresis chip design

BEMÆRK: Figur 1 viser en skematisk oversigt over adskillelse og indsamling af målmikroperler fra mikrokanaler ved acoustophorese. Den mikrofluidiske acoustophoresis chip er designet med et CAD-program.

  1. Design en mikrofluidisk acoustophoresechip, der bruger en blanding af aptamer-modificerede perler og strøptondadinbelagt polystyren (PS) perler svarende til bakteriestørrelsen for at studere enhedens separationsydelse.
  2. Design en mikrofluidisk acoustophoresechip, der opsamler PS-perler ved måludløbet og kasserer resten gennem udløbet efter injektion af en PS-prøveblanding i prøveindløbet (se figur 2 og tabel 1).
    BEMÆRK: Til dette formål er den acoustofluidiske chip designet bestående af to indløb til injektion af prøver og buffer, en hovedkanal med en vedhæftet piezoelektrisk transducer (PZT), der gør det muligt at justere mikroperlerne centralt, og to udløb, hvorigennem prøver indsamles og affald udledes (figur 3A)
  3. Design en mikrofluidisk acoustophoresechip, hvor mikroperler, buffer, bakterier og aptamere passerer gennem hovedkanalen, med mikroperlerne justeret centralt via in-chip acoustophorese induceret af PZT (figur 3B, C)

2. Mikrofluidisk acoustophoresis chip fabrikation

BEMÆRK: Saml fire lag i følgende rækkefølge: et borosilikatglas-siliciumlag, et siliciumlag, et borosilikatglaslag og et PZT-lag, som vist i figur 3A,B.

  1. Forbered borosilikatglas (det øverste lag) med huller med en diameter på 2 mm ved sandblæsning17 ved indløbet og udløbet til tilslutning af polyetheretherketonrør (PEEK). Borosilikatglasset måler 20 × 80 × 0,5 mm3.
  2. Der fremstilles et 200 μm tykt siliciumkanallag med en mikrokanal med et tværsnitsareal på 0,2 × 0,2 mm2 dannet ved hjælp af en fotoresist og et siliciummønster opnået via dyb reaktiv ionætsning (RIE)18. Der bores huller med en diameter på 1 mm til prøve- og bufferindløbskanalerne og opsamlings- og affaldsudløbskanalerne under reaktiv ionætsning.
    BEMÆRK: Her bruger ionætsning RIE-processen til at danne mikrokanaler. En fotoresist blev påført i form af en kanal på en siliciumskive til siliciumkanallaget. Den PR-belagte siliciumskive blev ætset med plasma genereret ved at påføre 13,56 Mhz på fluor18.
  3. En chip med lagene over og under siliciumlaget (20 × 80 × 0,5 mm3) klargjort i trin 2.2 (20 × 80 × 0,5 mm3) bundet til borosilikatglasset i trin 2.1 og et tredje borosilikatglaslag ved hjælp af anodisering ved 1.000 V og 400 °C19.
  4. Fastgør en PZT (20 × 40 mm2) til borosilikatglaslaget langs den mikrofluidiske kanal ved hjælp af et cyanoacrylatklæbemiddel (10 μL eller mindre).
    BEMÆRK: Påfør klæbemidlet som et meget tyndt lag i kanalen ved hjælp af en vatpind for at minimere enhver ændring i højden. Figur 3C er et billede af enheden.

3. Bakteriestammer og kultur

BEMÆRK: Se tabel 2 for at vælge og inkubere GN og Gram-positive (GP) bakterier til forsøg. For dyrkningsmetoden henvises til trin 3.1-3.4. Alle bakterier skal inkuberes under aerobe forhold, indtil der opnås en absorbans på 0,4 ved 600 nm (OD600).

  1. For GN-bakterier som Escherichia coli DH5α, Escherichia coli KCTC2571, Sphingomonas insulae og Pseudomonas pictorum og GP-bakterier såsom Staphylococcus epidermidis og Staphylococcus pasteuri inkuberes i Luria-Bertani-medium ved 37 ° C og 220 o / min i 16 timer.
  2. For Enterobacter (GN) og Bacillus megaterium (GP; KCTC 1021), inkuberes i næringsbouillonsmedium ved 37 °C og 220 o/min i 16 timer.
  3. For Enterococcus thailandicus (GP) inkuberes i de Man, Rogosa og Sharpe (MRS) medium ved 37 ° C og 220 o / min i 16 timer.
  4. For Listeria grayi (GP) inkuberes i hjernehjerteinfusionsmedium ved 37 ° C og 220 o / min i 16 timer.
  5. Centrifuger (9056 x g) de dyrkede bakterier i 1 minut ved stuetemperatur (RT), og vask derefter to gange med 1x fosfatbufferet saltvand (PBS) buffer.
  6. Forbered de udvalgte GN- og GP-bakterier til analyse ved genoplivning i PBS-buffer.

4. Mikroperler og immobilisering af aptamer på mikroperler

  1. Resuspend den streptavidin-belagte mikroperler (10 μm) blanding (Tabel over materialer) før brug (bland via hvirvel i 20 s).
  2. Aptamer klargøres ved denaturering ved 95 °C i 3 min. og foldes derefter igen ved 0 °C i 2 min.
  3. 250 μL af den resuspenderede strøpostavidinbelagte mikroperleblanding overføres til et 1,5 ml rør og vaskes med Tris-HCl-buffer (50 mM Tris, pH 7,4, 1 mM MgCl2, 5 mM KCL, 100 mM NaCl) ved RT. Derefter tilsættes 100 μL biotinyleret DNA aptamer til røret.
  4. Inkuber blandingen ved RT i 30 minutter under rotation (25 o / min).
  5. Efter centrifugering (9056 x g) vaskes røret to gange med 200 μL Tris-HCl-buffer ved RT.
  6. Der tilsættes 10 μL BSA (100 mg/ml) til det vaskede prøverør, og der inkuberes i 30 minutter ved RT med rotation (25 o/min).«
  7. Til sidst vaskes de aptamermodificerede mikroperler to gange ved centrifugering (9056 x g) i Tris-HCL-buffer ved RT.

5. Opsætning og drift af acoustophoresis

  1. Peek-rør forbindes med de to indløb til injektion af to prøver og buffer og de to udløb til opsamling og udledning af affald (figur 4).
  2. Fyld manuelt den mikrofluidiske acoustophoresekanal med boblefrit demineraliseret vand ved hjælp af en 10 ml sprøjte.
  3. Forbered en præcisionstrykregulator med to eller flere udgangskanaler til styring af væskestrømmen. Derefter fyldes hætteglassene halvt med prøve og buffer med henholdsvis to huller i deres hætter, og tilslut til chipindløbet.
    BEMÆRK: En præcisionstrykregulator med to eller flere udgangskanaler kan udskiftes med flere præcisionstrykregulatorer. Ved bufferindløbet injiceres en buffer, der er i stand til at generere en laminær strømning, der forhindrer prøven i at bevæge sig til midten under prøveinjektion, gennem en flowregulator.
  4. Efter klargøring af anordningen injiceres prøven og bufferen ved at påføre et tryk på 2 kPa på prøveindløbet og 4 kPa på bufferindgangen ved hjælp af præcisionstrykreguleringsanordningen.
    BEMÆRK: På dette tidspunkt skal bufferens injektionstryk være højere end prøvens injektionstryk for jævn laminær strømning. Flowet styres af en flowregulator, der er fastgjort til aspiratoren, der er forbundet til indløbskanalen.
  5. Fokuser på en perle for at flytte den ind i midten af den mikrofluidiske kanal ved hjælp af PZT, mens du kontrollerer gennem mikroskopet.
    BEMÆRK: Jo større perlen er, desto større er effekten på bølgeformen, så det er lettere at justere med nodepunktet. Funktionsgenerator med forstærker anvender strøm til PZT for at generere sinusbølge i mikrokanalen. Da de øvre og nedre dele af mikrokanalen er lavet af glas, reflekteres den genererede sinusbølge og skaber et knudepunkt7.
  6. Generer en resonansfrekvens på 3,66 MHz ved hjælp af en enkeltkanals funktionsgenerator, og forstærk et typisk signal med 16 dB (ca. ni gange) ved hjælp af en effektforstærker (figur 4).
    BEMÆRK: Aktuatorens resonansfrekvens skal svare til kanalens størrelse; fordi kanalen er firkantet, fungerer PZT med en nøjagtig frekvens for at skabe en enkelt knude.
  7. Overhold separations- og berigelsesprocesserne på den acoustofluidiske chip med et fluorescensmikroskop og et højhastighedskamera, der fungerer ved 1.200 fps.
  8. Kvantificer og analyser tilstedeværelsen eller fraværet af GN-bakterier og GP-bakterier ved at kontrollere billederne taget med fluorescensmikroskopetskameraet af de bakteriebundne perler og bakterier, der udledes gennem indsamlings- og affaldsudløbsprøverne.
    BEMÆRK: Mikroperler med buffer, bakterier og aptamere passerer gennem hovedkanalen, og mikroperlerne justeres centralt via in-chip acoustophoresis induceret af PZT. Endelig opsamles mikroperler, der har bundet GN-bakterier ved opsamlingsudløbet, og de uafhentede bakterier udledes gennem affaldsudløbet.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Figur 5 viser billedet af perlestrøm som funktion af PZT-spænding (OFF, 0,1 V, 0,5 V, 5 V). I tilfælde af den acoustophoretic chip, der blev introduceret i denne undersøgelse, blev det bekræftet, at efterhånden som PZT's spænding steg, steg den centrale koncentration af de 10 μm-store perler. De fleste af de 10 μm store perler var koncentreret i midten ved 5 V af PZT-spændingen. Gennem dette resultat blev en resonansfrekvens på 3, 66 MHz genereret i en enkeltkanals funktionsgenerator, og et generelt signal blev forstærket med 16 dB (ca. 9 gange) ved hjælp af en effektforstærker.

Tabel 3 viser, at mikroperleblandingen af 1 μm (cellestørrelse) og 10 μm (aptamer vedhæftet perle) blev injiceret i den akustiske væskechip, der blev brugt i denne undersøgelse, og chipadskillelsesydelsen i henhold til udløbsstrømningshastigheden (400, 450 og 475 μL / min) er resultatet af evalueringen. Genvindingsgraden er forholdet mellem antallet af perler indsamlet ved udløbet og det samlede antal injicerede perler til 10 μm-størrelse perler, som var henholdsvis 98% ± 2,2%, 98% ± 2,5% og 90% ± 9,8%. Renhed er forholdet mellem antallet af 10-μm størrelse perler til det samlede antal indsamlede perler, som var henholdsvis 97,1% ± 3,6%, 97,6% ± 2,4% og 99,4% ± 0,6%. Dette viser, at enheden har en høj separationseffektivitet for perler med en størrelse på 10-μm.

Figur 6 viser billeder og en graf over bakteriebundne tal pr. perle. Data vedrørende acoustophoresis chip operation vedrørende mål og affaldsprøver blev indsamlet ved henholdsvis udløb og indløb. Alle prøver blev udsat for 10-μL prøveudtagning i opsamlingsrør, og antallet af bakterier, der binder til mikroperler, blev observeret under et fluorescensmikroskop. Mange GN-bakterier (f.eks. E. Coli DH5α) er bundet til alle perler, mens nogle få GP-bakterier (f.eks . Listeria grayi) er bundet til nogle perler. Antallet af GN- og GP-bakterier bundet til hver aptamer-modificeret mikroperle (af 25 perler) blev målt ved hjælp af et mikroskop med et højhastighedskamera. Alle fem GN-bakterier var bundet til perler (4,96 ± 0,77 hver), mens signifikant færre GP-bakterier var bundet til de testede stoffer (0,08 ± 0,08 hver). Signalstyrken varierede betydeligt mellem GN- og GP-bakterierne. Disse data bekræfter, at denne enhed havde succes med at isolere GN-bakterier.

Figure 1
Figur 1: Skematisk over mikrokanalerne, central justering af mikroperler via acoustophorese og indsamling af målene.

Figure 2
Figur 2: CAD-billede af den mikrofluidiske acoustophoresechip til adskillelse af GN-bakterier ved hjælp af aptamer-affinitetsperler. (A) Siliciumkanallag. B) Øverste glaslag. (For dimensionerne 1 til 4, se tabel 1). Klik her for at se en større version af denne figur.

Figure 3
Figur 3: Struktur af acoustophoresis mikrodevice. (A) Gulvplot, (B) tværsnitsplan og (C) fotografi af enheden. Klik her for at se en større version af denne figur.

Figure 4
Figur 4: Skematisk af det acoustofluidiske system, der bruges til at adskille og indsamle celler. Prøve- eller bufferopløsningen injiceres i indløbsporten gennem flowregulatoren. Til perlecentrering og prøveseparation påføres vekselstrøm på PZT via en funktionsgenerator med en effektforstærker for at generere en akustisk strålingskraft i mikrokanalen. Den adskilte målprøve opsamles gennem et opsamlingsrør, og den resterende affaldsvæske genvindes gennem et andet udløb. Et højhastighedskameramodul bruges til at visualisere adskillelsen. Klik her for at se en større version af denne figur.

Figure 5
Figur 5: Billede af perleflow som funktion af PZT-spænding. (A) PZT OFF, (B) PZT 0,1 V, (C) PZT 0,5 V, (D) PZT 5 V. Klik her for at se en større version af denne figur.

Figure 6
Figur 6: Antal GN-bakterier (E. coli DH5α) og GP-bakterier (Listeria grayi) bundet til aptamermodificerede mikroperler (n = 25, fejllinje = standardfejl). Klik her for at se en større version af denne figur.

Tal Apparat Bredde (W) eller Diameter (D) (μm)
1 Indløbs- og udløbsport (silicium) 1000 (D)
2 Mikrofluidisk kanal 200 (W)
3 Indløbs- og udløbskanal 400 (W)
4 Indløbs- og udløbsport (glas) 1500 (D)

Tabel 1: Dimensioner af den pneumatiske mikrofluidiske platform (1 til 4 i figur 2).

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

Tabel 2: De undersøgte GN- og GP-bakterier.

Strømningshastighed ved wate-udløb (μL/min) Inddrivelsesprocent (%) Renhed (%)
400 (5x volumetrisk koncenration) 98 ± 2.2 97,1 ± 3,6
450 (10x volumetrisk koncenration) 98 ± 2,5 97,6 ± 2,4
475 (20x volumetrisk koncenration) 90 ± 9,8 99,4 ± 0,6

Tabel 3: Restitutionsrate og renhed af adskillelse.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Vi udviklede en sonisk levitation mikrofluidisk enhed til opsamling og overførsel af GN-bakterier fra kulturprøver med høj hastighed baseret på en kontinuerlig løbemetode i henhold til deres størrelse og type og aptamermodificerede mikroperler. Den lange, firkantede mikrokanal muliggør et enklere design og større omkostningseffektivitet for 2D-acoustophorese end tidligere rapporteret 20,21,22,23,24,25,26. Enheden har en restitutionshastighed på >98% op til en dosiskoncentration på 10 gange. Denne undersøgelse viser en højere restitutionshastighed og renhed end de eksisterende etiketfrie metoder 20,21,22,23,24 og affinitetsperlemetoder 25,26 til adskillelse af bakterier. Dette tyder på, at enheden kan adskille bakterier effektivt. Da 10-μm perlerne imidlertid kan strømme ind i sidekanalerne, reduceres genvindingshastigheden til 90% ved en dosiskoncentration på 20 gange på grund af den stærke udtrapningskraft, der opstår som følge af det lukkede udløb, der blokerer akustisk stråling i en præstationstest. Mens genopretningshastigheden på chippen kan nå 98%, reducerer flere faktorer genopretningshastigheden, såsom udfældning af perler i inhalatoren eller tilstopning af røret, der forbinder inhalatoren med chippen.

Der er et par nøglepunkter, der er nødvendige for at gøre denne acoustophoretic chip og få den til at fungere. Klæbemidlet, der bruges til at fastgøre PZT, skal bruges så lidt som muligt for nøjagtigheden af korrugering, og PZT og mikrokanalen skal være parallelle. Fejl i dette trin resulterer i overførsel af forkerte bølgeformer gennem PZT til chippen, hvilket manifesterer sig som perler forkert justering. Vær også forsigtig, når du arbejder, da flere faktorer kan forværre genopretningshastigheden, såsom sedimentering af perler fra sprøjten eller blokering af forbindelsesrøret med chips fra sprøjten.

Denne enhed kan ikke kun bruges til at detektere levende bakterier eller bakterieafledte biomarkører inden for tidlig diagnose af bakterielle infektionssygdomme, men kan også udvides til overvågning af vandforurening, hvilket vil hjælpe med at identificere bioterrorisme og patogene bakterielle infektioner.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne har ingen interessekonflikter at afsløre.

Acknowledgments

Dette arbejde blev støttet af National Research Foundation of Korea (NRF) tilskud finansieret af den koreanske regering (Ministeriet for Videnskab og IKT). (Nej. 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

Ingeniørarbejde udgave 188 aptamer acoustophorese mikrofluidik gramnegative bakterier
Mikrofluidisk acoustophorese til gennemstrømningsseparation af gramnegative bakterier ved hjælp af Aptamer-affinitetsperler
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