انجذاب كهربي المستندة ميكروفلويديك للتحليل الكمي بناء على الطلب انواع معينة ايليجانس 'تنقل

الهدف العام من هذا الإجراء هو تحديد التشوهات في الإشارات العصبية والعصبية العضلية في الكائن الحي النموذجي ل C Allergan بعد التعرض الكيميائي أو التلاعب الجيني. يتم تحقيق ذلك عن طريق تصميم وحفر نمط القناة الدقيقة أولا في رقاقة السيليكون. خلال الخطوة الثانية ، يتم استخدام قالب السيليكون لصب قناة صغيرة واحدة أو أكثر من PDMS.

ثم يتم إرفاق مكونات الملحقات بقالب PDMS. بعد ذلك ، يتم تسجيل سلوك الديدان أثناء تحفيزها على السباحة عبر القناة الدقيقة باستخدام كاميرا مثبتة على المجهر. في النهاية ، يتم استخدام الموائع الدقيقة الكهربائية لتحديد التغيرات في الديدان الخيطية والخلايا العصبية والجهاز العضلي بسبب التلاعب الكيميائي أو الجيني بالحركة كقراءة.

لذا فإن الميزة الرئيسية لهذه التقنية على التقنيات الحالية ، وخاصة المقايسات السلوكية القائمة على اللوحة ، هي أنه باستخدام هذه التقنية ، يمكن التحكم بإحكام في اتجاه حركة الدودة ، مما يسمح بالقياس الكمي الدقيق لسلوكيات القاطرة مثل تردد ثني الجسم ووقت الدوران وسرعة السباحة. تمتد الآثار المترتبة على هذه التقنية نحو علاج الاضطرابات التنكسية العصبية مثل مرض باركنسون والزهايمر لأنه يمكن استخدامها للكشف عن العوامل الكيميائية والوراثية ذات الخصائص الواقية من الأعصاب. خطرت لنا فكرة هذه التقنية لأول مرة عندما أدركنا أن هناك نقصا في طريقة تحليل سلوك حركة الطريقة بطريقة كمية.

الحركة طوعية وعشوائية ، ومن الصعب توصيفها. لذلك أردنا إنشاء طريقة سهلة يمكن للجميع تعلمها لجعل القالب الرئيسي يبدأ باستحمام رقاقة سيليكون مقاس ثلاث بوصات في الأسيتون ثم الميثانول لمدة 30 ثانية لكل منهما. ثم اشطف الرقاقة بالماء منزوع الأيونات لمدة خمس دقائق.

بعد ذلك ، استخدم مسدس نفخ النيتروجين لتجفيف سطح الرقائق ثم قم بتسخين الرقاقة على لوح ساخن عند 120 درجة مئوية بعد دقيقتين ، وأكسد البلازما سطح رقاقة السيليكون عند 50 واط لمدة دقيقة واحدة. الآن باستخدام ثلاثة ملليلتر من SU eight 100 photo resist spin ، قم بتغطية سطح الرقاقة عند 1 ، 750 دورة في الدقيقة لمدة 40 ثانية ، ثم اخبز الرقاقة المطلية مسبقا على طبق ساخن عند 65 درجة مئوية. بعد 10 دقائق ، ارفعي درجة الحرارة إلى 95 درجة مئوية على مدار دقيقتين واخبزي الويفر لمدة ساعة إضافية.

بعد إزالة الرقاقة من اللوحة الساخنة ، رتب قناع صور للتصميم المطلوب فوق الرقاقة. قم بتعريض مقاومة الصورة للأشعة فوق البنفسجية لمدة 95 ثانية. ثم اخبز الرقاقة على طبق ساخن باستخدام نفس تدرج درجة الحرارة المستخدم في الخبز المسبق بعد الخبز.

اغمر الرقاقة في SU ثمانية. ضع حلا لمدة 10 إلى 15 دقيقة. شطف الرقاقة مع الأيزوبروبانول لتأكيد الانتهاء من تطوير التصميم.

ثم اشطفها بالماء منزوع الأيونات لمدة 30 ثانية. أخيرا ، جفف الرقاقة بمسدس نيتروجين واخبزها لفترة وجيزة على حرارة 120 درجة مئوية. الآن ، ضع القالب الرئيسي المصنع بالإضافة إلى رقاقة سيليكون فارغة في طبقين منفصلين من بتري مبطنين بورق الألمنيوم.

صب 20 مل من البوليمر المسبق PDMS في القالب الرئيسي والطبق ، و 15 مل في طبق الويفر الفارغ. بعد ذلك ، اضغط برفق على الرقائق باستخدام قضيب خشبي يمكن التخلص منه للتخلص من أي جيوب هوائية أسفل الرقائق ، ثم قم بتغطية كلا الطبقين واتركهما جانبا لمدة يوم للشفاء. بعد أن تنضج الرقائق ، قم بإزالة ورق القصدير وقشر PDMS.

ثم استخدم وحيد القرن Harris مقاس 2.5 ملم لكمة منافذ الوصول إلى السوائل على طرفي القناة في PDMS من القالب الرئيسي. قم بقص كلا القرصين PDMS إلى شرائح متشابهة الحجم. ثم في غرفة نظيفة ، قم بتحميل القناة وشريط PDMS الفارغ والشريحة الزجاجية في مؤكسد البلازما.

قم بتعريض المواد لبلازما الأكسجين بقوة 40 واط لمدة 40 ثانية. ثم قم بلصق قطعة القناة والشريحة الزجاجية على جانبي الشريط الفارغ واترك المواد جانبا لإكمال الترابط. بعد ساعتين ، استخدم البوليمر المسبق PDMS لربط قطعتين من الأنابيب البلاستيكية بطول ست بوصات على الأقل بالخزانات المثقوبة على صفيحة ساخنة عند 120 درجة مئوية.

اسمح ل PDMS بالشفاء قبل المتابعة. ثم قم بتثبيت موصل بلاستيكي سائل على أحد الأنابيب للسماح بمرفقات المحاقن. الآن ، أدخل أطوال ثلاث بوصات من الأسلاك النحاسية المعزولة قياس 22 في كل خزان بين أنبوب المدخل والقناة التي تثبت الأسلاك بمزيد من البوليمر المسبق PDMS.

ابدأ هذه الخطوة بوضع القناة الدقيقة المجمعة للتو على مرحلة متحركة XY من المجهر مع كاميرا مثبتة متصلة بشاشة ، وقم بتوصيل مصدر الطاقة بأقطاب القنوات الدقيقة. بعد التأكد من أن مقاومة القناة الدقيقة تبلغ حوالي 0.6 ميجا أوم ، قم بتوصيل أنبوب الإخراج للقناة الدقيقة بحقنة يمكن التخلص منها. ثم اغمر فم أنبوب المدخل في محلول من الديدان الخيطية المعلقة في المخزن المؤقت الفسيولوجي M تسعة.

ضع ضغطا سلبيا داخل المحقنة لشفط السائل في القناة. عندما تمتلئ أنابيب المدخل والمخرج ، افصل المحقنة والهيدروستاتيكية. قم بمعالجة التدفق عن طريق ضبط الارتفاع النسبي للأنابيب لوضع دودة في وسط القناة.

ثم ضع كلا الأنبوبين بشكل مسطح على نفس الارتفاع للحفاظ على التدفق الصفري داخل القناة الدقيقة. عند تبديل عينات الدودة أثناء تجربة سيارات الأجرة الكهربائية ، بعد تسوية كلا أنبوبي المدخل إلى نفس الارتفاع ، إذا كان لا يزال هناك تدفق ، فقم بإجراء تعديلات صغيرة على ارتفاع الأنبوب بالنسبة لبعضهما البعض. إذا لم نكن متأكدين مما إذا كان التدفق يساوي صفرا حقا ، فيمكننا إحداث انعكاس في حركة الدودة عن طريق تغيير قطبية المجال الكهربائي ثم تقييم السرعة الخطية للدودة أثناء دورانها.

الآن اضبط مصدر الطاقة على الجهد المناسب. قم بتنشيط الإشارة الكهربائية واترك دقيقة واحدة من التعرض المسبق للدودة للتأقلم مع الحقل ، وخلال هذه الفترة يجب أن تبدأ الدودة في التحرك نحو الكاثود عند مرور الدقيقة. ابدأ التسجيل.

عند الانتهاء من التجربة ، قم بإزالة كل السوائل والديدان من القناة. اشطف الغرفة بالماء منزوع الأيونات واترك الجهاز على لوح ساخن على حرارة 125 درجة مئوية حتى يجف. في هذا الفيديو التمثيلي ، يتم عرض محور كهربائي للديدان الخيطية البالغة من النوع البري ومخرجات موضعه وسرعته من برنامج تتبع الدودة.

يبدأ الفيديو بالكاثود على اليمين. يشير ظهور الماصة الزجاجية إلى الانعكاس الوشيك والإزالة اللاحقة لإشارات الماصة. لحظة الانعكاس هنا ، بيانات الموضع مقابل الوقت والسرعة اللحظية مقابل مخرجات الوقت لبرنامج تتبع الدودة المخصص للدودة في الفيديو ، قام البرنامج بحساب منحنى السرعة من منحنى وقت الموضع.

يعرض مخطط الصندوق هذا بيانات السرعة الكهربائية من مجموعة من البرية الخنادق. تعبر المعدلة وراثيا T عن جين ألفا سينوكلين البشري في عضلات جدار الجسم تحت سيطرة محفز الجينات ذات السلسلة الثقيلة الميوسين UNC 54 ، والذي يتسبب في تراكم البروتين ويتجلى على شكل استجابة تكتيكية كهربائية أبطأ من تلك الموجودة في البرية. بمجرد إتقانها ، يمكن فحص أكثر من 20 دودة كل ساعة إذا تم إجراء تجربة سيارات الأجرة الكهربائية بشكل صحيح.

أثناء محاولة هذا الإجراء ، من المهم أن تتذكر أن الطفرات والمواد الكيميائية التي تؤثر على الحركة أو الإحساس بالكهرباء فقط هي التي ستنتج أنماطا ظاهرية يمكن اكتشافها عن طريق فحص الضرائب الكهربائية. بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية تصميم السيليكون. قمنا بتجميع قناة الموائع الدقيقة وكيفية تحليل حركة طريقة N باستخدام اختبار axxis.