Method Article
فحوصات التألق هي أكثر القراءات شيوعا المستخدمة في الموائع الدقيقة بالقطرات نظرا لإشاراتها الساطعة واستجابتها السريعة للوقت. تتطلب تطبيقات مثل فحوصات تعدد الإرسال وتطور الإنزيم وفرز الخلايا المعزز بالبيولوجيا الجزيئية الكشف عن لونين أو أكثر من الألوان الفلورية. أنظمة الكشف القياسية متعددة الألوان التي تربط ليزر الفضاء الحر بالمجاهر الفائقة الفلورية ضخمة ومكلفة ويصعب صيانتها. في هذه الورقة ، نصف مخططا لإجراء الكشف عن الألوان المتعددة من خلال مناطق منفصلة مثيرة لقناة موائع دقيقة مع ليزر مقترن بالألياف الضوئية. يتم جمع الضوء المنبعث بواسطة ألياف ضوئية مقترنة بكاشف ضوئي واحد. نظرا لأن الإثارة تحدث في مواقع مكانية مختلفة ، يمكن ترميز هوية الضوء المنبعث كتحول زمني ، مما يلغي الحاجة إلى مخططات تصفية الضوء الأكثر تعقيدا. تم استخدام النظام للكشف عن مجموعات القطرات التي تحتوي على أربع مجموعات فريدة من الأصباغ وللكشف عن تركيزات الفلورسينات دون النانوية.
توفر على microfluidics الحبرية منبرا للعلم الأحياء إنتاجية عالية من compartmentalizing التجارب في عدد كبير من قطرات مائية معلقة في الناقل للنفط 1. وقد استخدمت قطرات لتطبيقات متنوعة مثل تحليل خلية واحدة 2، البلمرة الرقمي سلسلة من ردود الفعل (PCR) 3، وانزيم تطور 4. المقايسات الفلورسنت هي الوضع العادي من الكشف عن على microfluidics الحبرية، وإشاراتها مشرقة وزمن الاستجابة سريعة متوافقة مع اكتشاف كميات قطرات نانولتر الفرعي في معدلات كيلوهيرتز. تتطلب العديد من التطبيقات الكشف عن مضان لمدة سنتين على الأقل الألوان في وقت واحد. على سبيل المثال، لدينا مختبر يؤدي عادة PCR تنشيط قطرة فرز التجارب التي تستخدم القناة كشف واحد لنتيجة لفحص، ويستخدم صبغة خلفية الثانوي لجعل-فحص سلبي قطرة قابل للعد 5.
محطات الكشف نموذجية لعلى microfluidics الحبرية هي باالحوار الاقتصادي الاستراتيجي على المجاهر epifluorescence، وتتطلب معقدة مخططات التلاعب الخفيفة لإدخال ضوء الإثارة من الليزر مساحة حرة داخل المجهر لأن تركز على العينة. بعد خروجه مضان من قطرات، يتم تصفية ضوء fluoresced المنبعثة بحيث تستخدم كل قناة الكشف عن أنبوب مضخم واحد (PMT) تركزت على نطاق الطول الموجي. توفر أنظمة الكشف البصري Epifluorescence أساس المجهر عائقا أمام دخول السوق بسبب نفقتهم والتعقيد، وتتطلب صيانة. توفر الألياف البصرية وسيلة لبناء نظام كشف مبسط وقوية، منذ الألياف يمكن إدراجها يدويا في أجهزة ميكروفلويديك، وإزالة الحاجة لالقائم على مرآة ضوء التوجيه، والسماح للمسارات الضوء على أن ربطه باستخدام موصلات الألياف البصرية.
في هذه الورقة، ونحن تصف الجمعية والمصادقة على مخطط صغير وحدات لأداء كشف مضان متعدد الألوان من خلال الاستفادة من مجموعة من الألياف البصرية لدا مكشاف ضوئي واحد (6). تقترن الألياف البصرية ليزر الفردية وإدراج طبيعية لقناة تدفق شكل حرف L في إزاحة المكانية العادية. وتوجه والألياف جمع مضان موازية للمناطق الإثارة ويرتبط إلى PMT واحد. لأن قطرات يمر عبر أشعة الليزر في أوقات مختلفة، والبيانات التي سجلتها PMT يظهر الزمنية تعويض التي تسمح للمستخدم للتمييز بين مضان المنبعثة بعد هو متحمس الحبرية كل شعاع الليزر واضح. هذا التحول الزمني يلغي الحاجة لفصل الضوء المنبعث من هذه الفرق منفصلة باستخدام سلسلة من المرايا مزدوج اللون والمرشحات ممر الموجة. للتحقق من صحة فعالية للكشف، ونحن quantitate مضان في السكان قطرة التغليف الأصباغ من لون مختلف والتركيز. تم دراسة حساسية نظام واحد كشف اللون فلوريسئين، ويظهر القدرة على الكشف عن قطرات مع تركيزات الى 0.1 نانومتر، حساسية الظهور 200Xovement بالمقارنة مع النهج الألياف مقرها الأخيرة التي أعلن عنها في الأدب 7.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
1. SU8 تصنيع ماستر
2. PDMS تصنيع الأجهزة
3. إعداد مكونات البصرية
4. الجيل مستحلب مختلط غير متصل
5. الألياف البصرية الإدراج
6. كشف الإسفار من المستحلبات المختلطة
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
تصنيع جهاز PDMS التي تسمح لإدخال الألياف البصرية يتطلب إجراء ضوئيه متعددة الخطوات لإنشاء قنوات متفاوتة الارتفاع (الشكل 1). أولا، يتم نسج 80 ميكرون طبقة طويل القامة من SU-8 على رقاقة السيليكون ومنقوشة باستخدام قناع لخلق التعامل مع هندسة السوائل. المقبل، ونسج على 40 ميكرون طبقة إضافية من SU-8 على الرقاقة، ومنقوشة باستخدام قناع الثاني لخلق الميزات التي ستشكل 120 ميكرون ليزر طويل القامة قنوات الألياف الإدراج. وأخيرا، ونسج 100 ميكرون أك...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
كشف الألياف البصرية يتطلب محاذاة الألياف البصرية فيما يتعلق قنوات السوائل. لأن لدينا جهاز يستخدم القنوات دليل ملفقة مع ضوئيه متعدد الطبقات، وضع أقنعة مع الاحترام لبعضهما البعض هو من أهمية كبيرة. إذا كانت القنوات دليل الألياف هي قريبة جدا من قناة السوائل، وهناك احتمال لتسرب السوائل؛ إذا توجد قنوات دليل بعيدة جدا أو المنحرفة، إشارة مضان من الألياف كشف تجمع قد تضاءل بشكل ملحوظ. المحاذاة الصحيحة يمكن بمساعدة من تصميم علامات المحاذاة، مثل دوائر متحدة المركز إلى أقنعة لتكون متواجدا خلال...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.
تم دعم هذا العمل من خلال منحة DARPA رقم 84389.01.44908 ، وجائزة NSF CAREER (DBI-1253293) ، ومنحة البحوث الاستكشافية / التنموية من المعاهد الوطنية للصحة (CA195709) ، وجوائز المبتكر الجديد للمعاهد الوطنية للصحة (HD080351 ، DP2-AR068129-01) ، ومنحة اتجاهات جديدة من برنامج تخصيص الموارد في جامعة كاليفورنيا في سان فرانسيسكو.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
|---|---|---|---|
| Photomasks | CadArt Servcies | ||
| 3 "رقائق السيليكون ، نوع P ، درجة الاختبار البكر | رقائق الجامعة | 447 | |
| SU-8 3035 | Microchem | Y311074 | |
| SU-8 2050 | Microchem | Y111072 | |
| Sylgard 184 مجموعة مطاط أسطوانة السيليكون | Krayden | 4019862 | |
| 1 مل محاقن | BD | 309628 | |
| 10 مل محاقن | BD | 309604 | |
| 27 إبر قياس | BD | 305109 | |
| PE 2 أنابيب البولي إيثيلين | Scientific Commodities، Inc. | B31695-PE / 2 | |
| Novec 7500 | Fisher Scientific | 98-0212-2928-5 | المعروف باسم HFE 7500 |
| التوتر | Krytox في المرجع # 10 | ||
| زرقاء مترافقة مع ديكستران | Life Technologies | D-1976 | |
| ملح الصوديوم الفلوريسين | Sigma | 28803 | |
| ممر | النطاق الرباعيSemrock | FF01-446 / 510/581 / 703-25 | |
| PMT | Thorlabs | PMM02 | |
| منفذ الألياف | Thorlabs | PAFA-X-4-A | |
| أنبوب عدسة | Thorlabs | SM1L05 | |
| كابل التصحيح مع 200 & # 956 ؛ م كور / 225 &# 956; م الكسوة الألياف الضوئية مع طرف واحد مجرد وموصل FC / PC | Thorlabs | Custom | |
| Patch مع 105 &# 956 ؛ م كور / 125 &# 956; م الكسوة الألياف الضوئية مع طرف واحد مجرد وموصل FC / PC | Thorlabs | Custom | |
| 125 &# 956 ؛ م أداة تجريد الألياف | Thorlabs | T08S13 | |
| 225 &# 956 ؛ م أداة تجريد الألياف | Thorlabs | T10S13 | |
| محول ألياف الليزر | OptoEngine | FC / PC محول | |
| 405 نانومتر CW ليزر عند 50 & nbsp ؛ ميغاواط | OptoEngine | MDL-III-405 | الموزع لليزر CNI |
| 473 نانومتر CW ليزر في 50 & nbsp ؛ ميغاواط | OptoEngine | MLL-FN-473-50 |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request Permission