ودقق ميكروفلويديك : تشغيل واستخدام لتصنيع السطحي المترجمة
يونيو 4, 2009
في هذا الفيديو نقدم التحقيق ميكروفلويديك 1 (MFP). نشرح بالتفصيل كيفية تجميع MFP ، تركيبها فوق مجهر مقلوب ، ومحاذاته بالنسبة لسطح الركيزة ، وأخيرا تظهر كيفية استخدامها لمعالجة سطح الركيزة منغمسين في حل العازلة.
يوضح هذا الإجراء كيفية تجميع واستخدام مسبار الموائع الدقيقة أو MFP. المكونات الدقيقة للموائع الدقيقة للطابعة متعددة الوظائف هي محاقن محكمة للغاز ، وأنابيب شعرية زجاجية ، وموصلات صغيرة ضيقة من Upchurch ورأس MFP. سيقدم هذا الفيديو الخطوات الحاسمة للتجميع والمحاذاة.
بمجرد تجميعها ، يمكن استخدام MFP مع مجموعة كبيرة ومتنوعة من الركائز والكواشف لتزيين السطح ومعالجته. مرحبا ، أنا سيسيل بيرو. أنا زميل ما بعد الدكتوراه في مختبر ديفيد ياكر في قسم الهندسة الطبية الحيوية في جامعة ماكجيل في مونتريال ، كندا.
مرحبا، أنا محمد قاسيم. أنا مرشح لنيل درجة الدكتوراه في مختبر ديفيد واي في قسم الهندسة الطبية الحيوية بجامعة ماكجيل. مرحبا ، أنا ديفيد يوكر.
أنا أستاذ مساعد في قسم الهندسة الطبية الحيوية ، وأود أن أرحب بكم اليوم في عرضنا التوضيحي على مسبار الموائع الدقيقة. سنعرض لك اليوم إجراء عملية واستخدام مسبار الموائع الدقيقة. نستخدم هذا الإجراء في مختبرنا لمعالجة الأسطح والزخرفة.
لذلك دعونا نبدأ لبدء هذا البروتوكول. تستخدم المحاقن والإبر البلاستيكية لملء المحاقن الزجاجية من نوع الغاز بكواشف ، مما يضمن عدم وجود فقاعات هواء. عادة ، نستخدم حقنة من 1 إلى 10 ميكرولتر للحقن وحقنة بحجم أكبر من خمسة إلى 10 مرات للشفط.
بعد ذلك ، باستخدام تركيبات ضيقة نانو ذات حجم ميت منخفض ، يتم توصيل المحاقن بأنابيب شعرية. ثم يتم ملء الشعيرات الدموية وفحصها بحثا عن فقاعات تحت المجهر. يتم ملء شريحة MFP مسبقا بمحلول عازل لمنع محاصرة الفقاعات عند توصيل الشعيرات الدموية.
أخيرا ، يتم توصيل الشعيرات الدموية بقطعة توصيل PDMS في رأس الدعامة الصغير الملفقة. مع تجميع الطابعة متعددة الوظائف الآن ، نحن على استعداد لبدء إعدادها. يتم إدخال الركيزة في حامل محلي الصنع.
هناك لصق على مرحلة المجهر. الفجوة بين MFP والركيزة أمر بالغ الأهمية لعمليات الزخرفة السطحية. باستخدام دعامة ثلاثية النقاط مكونة من براغي ميكرومتر ، يتم ضبط المحاذاة الأفقية بدقة ميكرومتر.
يعد ذلك ضروريا لأن الركيزة تتم معالجتها عن طريق مسحها ضوئيا أسفل الطابعة متعددة الوظائف. لبدء إعداد الطابعة متعددة الوظائف ، يتم تثبيت رأس المسبار في حامل المسبار وتثبيته على محطة المسبار أعلى المجهر المقلوب. ثم يتم وضع المحاقن في مضخات حقنة عالية الدقة.
بعد ذلك ، باستخدام زوج من مقاييس الزوايا ، يتم ضبط محاذاة ميزا الطابعة متعددة الوظائف مع الركيزة من خلال مراقبة حلقات نيوتن ، والمعروفة أيضا باسم هامش التداخل. تظهر هذه عندما تتلامس الطابعة متعددة الوظائف مع الركيزة ، وتعمل نقطة التلامس وتردد الحلقات كمؤشر على الإمالة. عندما تتم محاذاة الطابعة متعددة الوظائف مع السطح ، تمتد حلقة تداخل واحدة على السطح بأكمله.
يعملهذا الإجراء أيضا على معايرة الفصل بين MFP والركيزة. مع إعداد الطابعة متعددة الوظائف ، أصبحنا الآن جاهزين للانتقال إلى تشغيل الطابعة متعددة الوظائف. أثناء تشغيل الطابعة متعددة الوظائف يتم التحكم في التوزيع بواسطة برنامج عرض المختبر.
يتم تصور تشغيل الجهاز بالعين وكاميرا CCD. قبل البدء في الشفط الصحيح ، قم بحقن بعض السوائل للتأكد من توجيه حقنة الشفط بشكل صحيح وعدم وجود فقاعات. ثم يتم غمر الطابعة متعددة الوظائف في المخزن المؤقت.
يمكننا الآن البدء في حقن السائل أثناء مراقبة حبس الخرز. تتراوح نسبة شفط الحقن من واحد إلى ثلاثة إلى واحد إلى 10 ، اعتمادا على انتشار الكاشف مع المخزن المؤقت المحيط ونمط التدفق الهندسي المطلوب. أخيرا ، يمكن الآن استخدام المسبار في مجموعة متنوعة من التطبيقات.
تم تحقيق أنماط السطح الموضحة هنا بواسطة MFP مع البيوتين المسمى بالفلورسين على الانقسام العقدي ، وشرائح زجاج هيدروجيل مطلية ب ENC. كان معدل تدفق الحقن نانولتر واحد في الثانية ، وكان معدل تدفق الشفط 10 نانولتر في الثانية باستخدام محاقن 10 ميكرولتر و 50 ميكرولتر على التوالي. كانت الفجوة بين السطح والمسبار خمسة ميكرومترات.
يمكن أيضا استخدام MFP للتلوين الموضعي ومعالجة الخلايا والأنسجة. يحظر حبس التدفق انتشار الكاشف ويسمح بالتلوين الكيميائي الدقيق للخلايا. كما هو موضح هنا ، تم تلطيخ طبقة أحادية من خلايا الخلايا الليفية ب 100 ميكروغرام لكل مليلتر من الداي.
لذلك أوضحنا لك كيفية تشغيل مسبار الموائع الدقيقة. عند القيام بهذا الإجراء ، عليك التأكد من تجنب أي فقاعات على النظام والتأكد من أن سطح الدعامة الموائع الدقيقة مواز للركيزة. هذا كل شيء.
شكرا على المشاهدة ونتمنى لك السعادة في تجاربك.
اعرض النص الكامل واحصل على الوصول إلى آلاف الفيديوهات العلمية
نظرة عامة
يوضح هذا الفيديو كيفية تجميع واستخدام المسبار الموائع الدقيق (MFP). وهو يغطي الخطوات الحرجة لمحاذاة الـ MFP مع مجهر مقلوب ومعالجة أسطح الركيزة المغمورة في محلول منظم.
مكونات الدراسة الرئيسية
مجال العلم
- الموائع الدقيقة
- الهندسة الطبية الحيوية
- معالجة الأسطح
خلفية علمية
- تتكون منصة التشكيل الدقيق (MFP) من محاقن محكمة الغلق، وأنابيب شعرية زجاجية، وموصلات دقيقة محكمة.
- لقد صُممت هذه المنصة لتلائم مختلف الركائز والكواشف.
- يعد التجميع والمحاذاة الصحيحان أمرين بالغَي الأهمية للاستخدام الفعال.
- يمكن لمنصة MFP أن تسهل عمليات معالجة وتشكيل الأنماط السطحية.
الغرض من الدراسة
- تقديم دليل مفصل حول تجميع الـ MFP.
- توضيح كيفية محاذاة الـ MFP مع المجهر.
- عرض تطبيق الـ MFP في معالجة الركيزة.
الطرق المستخدمة
- تجميع مكونات MFP.
- تركيب MFP على مجهر مقلوب.
- محاذاة MFP بالنسبة لسطح الركيزة.
- معالجة أسطح الركيزة في محلول منظم.
النتائج الرئيسية
- يمكن تجميع ومحاذاة الـ MFP بشكل فعال.
- يتيح معالجة متنوعة لمختلف الركائز.
- إثبات نجاح تقنيات تشكيل الأنماط السطحية.
- تسليط الضوء على أهمية المحاذاة الدقيقة لتحقيق النتائج المثلى.
الاستنتاجات
- تُعد منصة الموائع الدقيقة (MFP) أداة قيمة للباحثين في الهندسة الطبية الحيوية.
- يعد التجميع والمحاذاة الصحيحان ضروريين لضمان فعاليتها التشغيلية.
- يعمل هذا الفيديو كدليل شامل لاستخدام منصة الموائع الدقيقة (MFP).
الأسئلة الأكثر شيوعاً
الأهمية التنفيذية في الصناعة
يتيح المسبار الموائع الدقيقة توصيلاً دقيقاً وموضعياً للكواشف لمعالجة الأسطح دون الحاجة إلى قنوات موائع دقيقة مغلقة، مما يدعم تطوير مقايسات قابلة للتوسع والتكرار. وتعزز هذه القدرة من عملية التحقق من الأهداف والفحص المظهري من خلال السماح ببيئات دقيقة محكومة للتفاعلات الخلوية والجزيئية. كما يوفر منصة قابلة لإعادة الاستخدام لتشكيل الأنماط السطحية عالية الدقة، مما يقلل من استهلاك الكواشف ويحسن الإنتاجية التجريبية في سير عمل الاكتشاف المبكر.
التطبيقات الاستراتيجية في البحث والتطوير في مجال الأدوية البيولوجية
الاكتشاف المبكر والتحقق من الهدف
- القيمة العلمية: تتيح استقصاء الفرضيات العلاجية من خلال ترسيب الكواشف الموضعي على الركائز.
- القيمة التشغيلية: تدعم تقليل المخاطر البيولوجية عن طريق حصر النفثات الدقيقة في مناطق سطحية محددة لتحقيق نمط جزيئي دقيق.
- القيمة التنبؤية: تسهل التحقق من صحة الأهداف الوظيفية من خلال السماح بالتوصيل المتحكم فيه للربيطات أو المثبطات إلى مناطق محددة.
الفحص وتطوير المقايسة
- القيمة العلمية: تجهيز أنظمة بيولوجية موثقة للفحص اللاحق عبر تعديل موضعي للسطح.
- القيمة التشغيلية: تعزيز توحيد المقايسات وقابلية تكرارها من خلال الحصر الدقيق للتدفق وقدرة المسح.
- القابلية للتوسع: تمكين الجاهزية للفحص عبر مساحات كبيرة من الركيزة عن طريق مسح المسبار، مما يدعم إعادة استخدام المنصة.
الأبحاث الانتقالية وما قبل السريرية
- الاستمرارية الترجمية: يدعم الأنظمة ذات الصلة بالمرض من خلال تمكين الصبغ والمعالجة الموضعية للخلايا والأنسجة.
- تقليل المخاطر الميكانيكية: يسمح بالصبغ الكيميائي الدقيق للخلايا، مثل الطبقات الأحادية من الخلايا الليفية، لتقييم ارتباط الهدف.
- الثقة التنبؤية: يوفر تحكماً كمياً في توصيل الكواشف، مما يحسن موثوقية القراءات قبل السريرية.
تكامل مسار العمل وسير العمل
يتكامل المسبار الموائع الدقيقة ضمن سلسلة الاكتشاف بدءاً من التحقق المبكر من الهدف مروراً بتطوير المقايسة وصولاً إلى الفرز قبل السريري، مما يدعم دورات التصميم والاختبار التكرارية.
- بيولوجيا الاكتشاف: تدعم اختبار الفرضيات وتوضيح المسارات عبر التوصيل الموضعي للكواشف على الركائز.
- الفحص: تتيح جاهزية المقايسات من خلال حصر النفاثات الدقيقة القابل للتكرار والمسح عبر الأسطح.
- التحليلات: توفر مخرجات كمية مثل التحكم في معدل التدفق والنمط المكاني لتحليل الظروف المقارنة.
- البحث الانتقالي: تربط بالاستمرارية قبل السريرية من خلال معالجة الخلايا والأنسجة الموضعية تحت ظروف منظمة.
- إعادة الاستخدام المؤسسي: تعمل كمنصة قابلة لإعادة الاستخدام لركائز وكواشف متعددة، مما يقلل الحاجة إلى الرقائق الموائعية الدقيقة ذات الاستخدام الواحد.
الأثر التشغيلي والمؤسسي
- القيمة العلمية: الثقة التنبؤية، والتحقق من الهدف، وتقليل الغموض الميكانيكي في المقاييس القائمة على السطح.
- القيمة التشغيلية: التنميط، وقابلية التكرار، وقابلية التوسع في المعالجة السطحية الموضعية.
- القيمة الاستراتيجية: اتخاذ قرارات أفضل بشأن المضي قدماً أو التوقف، وكفاءة رأس المال، وتقليل المخاطر البيولوجية في المراحل المتأخرة من خلال الحد من المخاطر في وقت مبكر.
- تأثير المحفظة: تحديد الأولويات واتخاذ قرارات التطوير بناءً على المخاطر المعدلة وفقاً للتوصيل الجزيئي المكاني الدقيق.
اعتبارات التنفيذ
- يتطلب خبرة في التجميع الموائع دقيقة، ومحاذاة المجهر، وتشغيل مضخة المحاقن.
- يعتمد على محاقن محكمة الغلق، وشعيرات زجاجية، وموصلات دقيقة محكمة، ومجهر مقلوب مع نظام تصور CCD.
- يستلزم توحيد المعايير بين الفرق فيما يخص محاذاة المسبار، والتحكم في معدل التدفق، والتعامل مع السوائل الخالية من الفقاعات.
- يتضمن اعتبارات التكييف عبر أنواع الركائز المختلفة، بما في ذلك شرائح الزجاج المكونة من الهيدروجيل والأسطح المغطاة بالخلايا.
- يقتصر على الحاجة إلى تحكم دقيق في الفجوة (على سبيل المثال، 5 micrometers) والمحاذاة عبر حلقات نيوتن لضمان حصر التدفق.
