$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
تم التحقيق في تأثير الجهد الكهربي من أجل توضيح الظروف المثلى لإجراء المقالات. تم دفع قطرة من المخزن المؤقت في مختلف الفولتية الفولتية الفولتية وسجلت حركتها. وأظهرت النتائج(الشكل 3)وجود ارتباط بين الجهد الجذر المتوسط للتشغيل التربيعي (Vrms)ومتوسط السرعة. ومع ذلك، تم تقليل طول عمر لوحة التشغيل عند استخدام قيم عاليةلـ V rms. وبناء على هذه النتائج، تم اختيار 105 Vrms كجهد التشغيل القياسي، ووجد أن 120V rms تعمل بشكل أفضل لقطرة H2O2/Luminol وتم تنفيذ 165 Vrms لاستخراج LUO. تم تضمين هذه الفولتية في تسلسل البرمجة الآلي(الملف التكميلي 1).
تم اختبار اثنين من المناعة(الشكل 4)بنجاح باستخدام رقاقة EWOD مع منصة DMF لأربعة مسببات أمراض مختلفة(الجدول 1). سهلت رقاقة EWOD الحركة المتتالية للقطرات من منصات التحميل إلى منطقة الخلط وأخيراً إلى النفايات. وكان هناك اثنين من المنظمات الأساسية التي تكررت في جميع أنحاء البروتوكول لإكمال ELISA. الأول كان استخراج LUO; وصف ها هنا، تم دفع قطرات تحتوي على الخرز المعلق إلى موقع الفصل في منتصف منطقة الخلط، تم تنشيط المغناطيس تلقائيا للاقتراب من رقاقة وتجميع الخرز المغناطيسي في بيليه(الشكل 5). بعد ذلك ، تم نقل القطرات نحو وسادة النفايات ، وترك الخرز على لوحة التشغيل ، وبالتالي الانتهاء من استخراج LUO. وكان خلط LUO الرئيسية التالية التي تجري على رقاقة EWOD. تم نقل عينة التحليل مع تركيز غير معروف من مسببات الأمراض على الخرز عن طريق الكهربة. ثم تم إعادة تعليق الخرز عن طريق تحريك القطرات مع الخرز المقطوع فوق منطقة الخلط (10 منصات في المجموع). وكان هذان الـ LUOs ضروريين حيث يسّران معالجة عينة مصغرة وسريعة وقابلة للاستنساخ مع الكشف المتتالي عن مسببات الأمراض في 6 إلى 10 دقيقة.
ولتلبية المستويات المطلوبة من التشغيل الآلي، يمكن إدخال اختلافات في البروتوكول. على سبيل المثال ، تم فصل الخرز عن القطرة المستضدة المستنفدة ، والتي تم نقلها بعد ذلك إلى وسادة النفايات ، مكررة LUO الاستخراج الأساسي. في هذه المرحلة ، يمكن للبروتوكول أن يتفرع اعتمادًا على ما إذا كان الجسم المضاد للكشف مترافقًا مع HRP بالفعل ، باستخدام ثمانية من LUOs بشكل فعال في المجموع للكشف عن المستضدات المختلفة(الشكل 7A-C). في هذه الحالات ، تم إحضار القطرات مع الجسم المضاد للكشف إلى الخرز ثم مختلطة عن طريق التشغيل. بدلاً من ذلك، يمكن ربط الأجسام المضادة للكشف باقتران Neutravidin-HRP بالتتابع في الموقع على رقاقة EWOD، كما تم إثباتها للقياس الكمي للكولاي (الشكل 7D). كلا البروتوكولين ، وثمانية وعشر خطوات ELISA(الشكل 4)، وأسفرت عن الكشف عن المستضدات استنساخها.
تم تنوع أوقات الحضانة وتركيزات الاقتران للعثور تجريبيًا على الظروف المثلى للمقاة(الشكل 7A). ووجد أن وقت الحضانة من 160 s وتركيز ملاقاة من 2 ميكروغرام/مل حققت أفضل إشارة إلى نسبة الضوضاء مع زيادة 36٪ من قوة الإشارة وتقريبا أي تغيير في مستويات الضوضاء الخلفية. تم تعديل جميع الأرقام والبيانات المستخدمة في قسم النتائج التمثيلية من عمل سابق6.
| الابتدائي / التقاط الأجسام المضادة | الكشف عن الأجسام المضادة | Antigen |
| لمكافحة الإنسان مصل الألبومين [15C7] (المضادة HSA، Abcam ab10241) | الحصان الفجل بيروكسيديز (HRP) الموسومة المضادة HSA [1A9] (Abcam ab24438) | ألبوم المصل البشري (HSA, Abcam) |
| RB المضادة لBG polyclonal | Biotinylated Rb المضادة لBG polyclonal | ب. جلوببيجي (BG) الجراثيم |
| Rb مكافحة E.coli MRE 162 polyclonal | Biotinylated Rb المضادة للكولاي 162 MRE polyclonal | E. coli MRE 162 |
| الماعز المضادة MS2 متعدد الكلونة | Biotinylated Rb المضادة MS2 متعدد الكلونة | فيروس البكتيريا MS2 |
الجدول 1: المستضدات والأجسام المضادة التي تم اختبارها باستخدام هذا البروتوكول. تم استخدام أربعة أنواع من مستضدات مسببات الأمراض لإظهار قدرات رقاقة EWOD مع منصة DMF.

الشكل 1: تصميم لوحة EWOD. (أ)التدوين التخطيطي للوحة تشغيل EWOD مع موصلات (مربعات ، أعلى) التي ترتبط (خطوط) إلى الأقطاب (المربعات ، القاع). يتم تعيين رقم لكل لوحة ويمكن معالجتها من رمز البرنامج(الملف التكميلي 1). يتم وضع علامة على منصات التحميل الكهربائي بواسطة الأسهم ويشار إليها بحرف كبير فوق أو تحت كل لوحة. ومن السمات الرئيسية لمنصة DMF منطقة الخلط المكونة من عشر منصات (رقم 31، 32، 33، 36، 37، 42، 43، 44، 46، 47). كدليل مرئي، يتم وضع علامة على منطقة الخلط بمستطيل أحمر. (ب)ميكروغراف لتصميم الشبكة الدقيقة للمنصات. يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 2: المكونات والمراحل الرئيسية لتجميع نظام الموائع الإلكترونية الرقمية (DMF). (أ) إصلاح لوحة تشغيل EWOD، ووضع الشيم على مرحلة الدورية وتحميل قطرات. (ب) وضع لوحة الغطاء. (C) جبل حالة المغناطيس، وربط المزالج وتدوير المرحلة 180 درجة. (د) المغناطيس الآلي يشير إلى الأسفل. تفقد موضع وشكل القطرات، وتحقق من أن يتم محاذاة لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) دبابيس مع جهات الاتصال على رقاقة EWOD، وربط كاشف الصور ووضعه في فتحة كاشف الصور. بعد توصيل إلكترونيات التحكم بجهاز كمبيوتر، يكون النظام جاهزًا لتشغيل النسخة. يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 3: الاستخدام المتكرر للوحات التشغيل والتأثير على جهد التشغيل. يتم رسم متوسط سرعة قطرة من المخزن المؤقت قيد التشغيل كدالة لجهد التشغيل (الدوائر الزرقاء) والانحراف المعياري عن ثلاثة قياسات مستقلة (N = 3). هنا يشير عدد المقايسات لكل لوحة (القضبان الرمادية) إلى الاضمحلال المعزز للسطح في الفولتية الأعلى. يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 4: رسم تخطيطي للأدوات المناعية التي تم اختبارها باستخدام EWOD. تمثل كل دائرة في هذا الرسم التخطيطي حجم 2.5 ميكرولتر محملة على شريحة EWOD. البروتوكول الأول (على الجانب الأيسر) يظهر ثمانية LUOs باستخدام الأجسام المضادة المختلطة مسبقا- HRP مرابطة; في حين أن البروتوكول الثاني يشمل عشرة LUOs ، إضافة بشكل منفصل من الأجسام المضادة للكشف biotinylated ، استخراج خرزة وملزمة متتالية من Neutravidin - HRP ملاطة. يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 5: استخراج البزة المغناطيسية. يتم تقسيم هذه العملية إلى (a-c) تنشيط القطرة مع الخرز المغناطيسي المعلق إلى موقع الفصل المغناطيسي في منتصف منطقة الخلط (لوحة رقم 33)، (د، ه) المغناطيس يتحرك في موقف التركيز الخرز، (و، ز، ح) يتم عقد الخرز في مكان من قبل القوة المغناطيسية في حين يتم تنشيط قطرات بعيدا من قبل EWOD نحو لوحة النفايات (وسادة رقم 41). يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 6: تسلسل كامل للاقاعي باستخدام EWOD، مع إظهار الكواشف، وتحميل العينات وعمليات وحدة المختبر. يحتوي كل صف على سلسلة من صور العينة من العمليات المميزة على قطرة. وتنقسم العمليات إلى أعمدة. لا يتم إجراء خلط للحبات في تعليق، التي قدمها خط مكسورة سوداء. ويشار إلى الاتجاهات قطرة بواسطة الأسهم الزرقاء، يتم تسليط الضوء على الخرز في واحدة من الصور من قبل سهم برتقالي. يفصل المربع الرمادي (الزاوية اليمنى السفلى) بين الصورتين اللتين تمثلان الحركة والموقع في منطقة الكشف ، وتبرز دائرة الخط المكسور منطقة الكشف. يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 7: منحنيات المعايرة من الاختبارات المناعية التي أجريت على رقاقة EWOD مع منصة DMF. كما ذكرت سابقا6 يتم عرض الفولتية الناتج (mV) مقابل تركيزات ل: (A) الألبومين المصل الإنسان، الذي يستخدم لدراسة تأثير تركيز الأجسام المضادة مُقازة [C] ووقت الحضانة، tinc،يقاس من خلط الخرز مع analyte المعروفة حتى استخراج LUO، (B) B. atrophaeus (BG) الجراثيم التي تظهر استنساخ المناعة، (C) MS2 bacteriophage المناعي، و (D) عشرة-LUOs نتائج البروتوكول ل إي كولاي. الاختصارات: وحدات تشكيل المستعمرة (cfu) ، وحدات تشكيل البلاك (pfu) ، عدد التجارب المستقلة (N) ، تشغيل الوحدة المختبرية (LUO). الشكل المعدل من المنشور السابق6. يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
ملف تكميلي1: تسلسل كامل لتشغيل منصة DMF لELISA اختبار الآلي مع Neutravidin-HRP كما مُلمع. الرجاء الضغط هنا لتحميل هذا الملف.
الملف التكميلي 2: يتم عرض واجهة المستخدم الرسومية لقياس الكيمياء ومثال من قياس مع البرنامج. الرجاء الضغط هنا لتحميل هذا الملف.