ثلاثي الأبعاد طباعة المواد الحرارية لخلق الآلي المحاقن مضخات مع مراقبة التغذية المرتدة للتطبيقات موائع جزيئية

Ming-Cheng Chen; John R. Lake; Keith C. Heyde; Warren C. Ruder

doi:10.3791/57532

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

مقالة منهجية

ثلاثي الأبعاد طباعة المواد الحرارية لخلق الآلي المحاقن مضخات مع مراقبة التغذية المرتدة للتطبيقات موائع جزيئية

12K مشاهدة

⸱

DOI:

10.3791/57532

⸱

أغسطس 30, 2018

Ming-Cheng Chen^*¹ , John R. Lake^*¹ , Keith C. Heyde² , Warren C. Ruder¹^,²

¹Department of Bioengineering, University of Pittsburgh, ²Department of Mechanical Engineering, Carnegie Mellon University

^* These authors contributed equally

في هذه المقالة

ملخص

نقدم هنا بروتوكولا لبناء مضخة حقنه تسيطر عليها ضغط لاستخدامها في تطبيقات موائع جزيئية. هذه المضخة محقنة مصنوعة من الجسم ثنائيو المصنعة والأجهزة الجاهزة والإلكترونيات مفتوحة المصدر. النظام الناتجة منخفضة التكلفة، ومباشرة لبناء، ويسلم تدفق السائل جيد التنظيم لتمكين البحث السريع موائع جزيئية.

الملخص

ميكروفلويديكس أصبحت أداة حاسمة في البحث عبر البيولوجية، والكيميائية، والعلوم الفيزيائية. أحد المكونات الهامة للتجريب موائع جزيئية سائل مستقرة التعامل مع نظام قادر على توفير دقة معدل التدفق مدخل أو الضغط مدخل. هنا، قمنا بتطوير نظام ضخ حقنه قادرة على السيطرة وتنظيم ضغط السائل مدخل تسليمها إلى جهاز موائع جزيئية. تم تصميم هذا النظام باستخدام مواد منخفضة التكلفة ومبادئ التصنيع المضافة، الاستفادة من الطباعة ثلاثية الأبعاد (3D) المواد الحرارية والمكونات الجاهزة كلما كان ذلك ممكناً. يتكون هذا النظام من ثلاثة عناصر رئيسية: مضخة الحقن، ضغط على المفاتيح ومتحكم القابلة لبرمجة. ضمن هذه الورقة، ونحن بالتفصيل مجموعة من البروتوكولات لاختلاق وتجميع وبرمجة هذا النظام مضخة الحقن. وعلاوة على ذلك، أدرجنا النتائج التمثيلية التي تثبت عالية الدقة، مراقبة التغذية المرتدة من مدخل الضغط باستخدام هذا النظام. ونحن نتوقع هذا البروتوكول سوف تسمح للباحثين افتعال أنظمة ضخ حقنه منخفضة التكلفة، خفض حاجز الدخول لاستخدام ميكروفلويديكس الكيميائية في الطب الأحيائي، وبحوث المواد.

المقدمة

أصبحت موائع جزيئية أدوات مفيدة للعلماء في مجال البحوث البيولوجية والكيميائية. نظراً لانخفاض حجم الاستخدام، وقدرات القياس السريع، والتشكيلات الجانبية لتدفق محددة تحديداً جيدا، وقد اكتسب ميكروفلويديكس الجر في الجينوم والبروتين البحث والفرز الفائق، والتشخيصات الطبية، وتكنولوجيا النانو وخلية واحدة تحليل¹^،²^،^،من³⁴. وعلاوة على ذلك، يتيح مرونة تصميم الجهاز موائع جزيئية سهولة بحوث العلوم الأساسية، مثل التحقيق في ديناميات الزمانية المكانية للمستعمرات البكتيرية مثقف⁵.

قد وضعت العديد من أنواع أنظمة حقن....