适配体辅助声泳法用于微流控分离革兰氏阴性菌

摘要

来源：Choi, H. J., et al. 利用适配体亲和微珠通过微流控声泳实现革兰氏阴性菌的流通分离。J. Vis. Exp. (2022)

本视频演示了利用适配体包被的微珠和微流控芯片内的声学力，从混合细菌样本中选择性分离革兰氏阴性菌的方法。

方案

1. 声泳装置的设置与操作
   1. 将聚醚醚酮（PEEK）管连接至两个用于注入样品和缓冲液的入口，以及两个用于收集和排放废液的出口（图1）。
   2. 使用10 mL注射器手动将无气泡的去离子水注入微流控声泳通道中。
   3. 准备一个具有两个或更多输出通道的精密压力控制器以控制流体流动。然后，分别在样品瓶和缓冲液瓶的瓶盖上打两个孔，将样品和缓冲液各装入一半，并连接至芯片入口。
      注意：具有两个或多个输出通道的精密压力控制器可用多个独立的精密压力控制器替代。在缓冲液入口处，通过流量控制器注入能够形成层流的缓冲液，以防止样品注入时样品向通道中心移动。
   4. 设备准备就绪后，使用精密压力控制装置，在样品入口施加2 kPa压力，在缓冲液入口施加4 kPa压力，以注入样品和缓冲液。
      注意：为实现平稳的层流，缓冲液的注入压力应高于样品的注入压力。流速由固定在连接至入口通道的吸液装置上的流量控制器调节。
   5. 通过压电换能器（PZT）调节，使微珠在显微镜下向微流控通道中心移动并聚焦。
      注意：微珠尺寸越大，对声波波形的影响越显著，因此更容易与波节对齐。函数发生器配合放大器向PZT供电，在微通道内产生正弦波。由于微通道上下部分由玻璃制成，产生的正弦波会被反射，从而形成波节。

结果

图1：用于分离和收集细胞的声流控系统的示意图。 样品或缓冲液通过流量控制器注入入口端。在微通道中，通过信号发生器和功率放大器向PZT施加交流电，从而产生声辐射力，实现微珠的居中和样品的分离。分离后的目标样品通过收集管收集，剩余废液则通过另一出口回收。使用高速摄像模块对分离过程进行可视化观察。....

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
10 µm 链霉亲和素包被微珠	Bang Laboratories	CP01007	适配体亲和 beads
适配体	Integrated DNA Technologies	GN3-6'	用于细菌偶联的 RNA
Escherichia coli DH5α	KCTC	KCTC2571	靶标细菌
函数发生器	GW Instek	AFG-2225	生成频率
高速相机	Photron	FASTCAM Mini	分离过程的观察
KOVAX-SYRINGE 10 mL 注射器	Koreavaccine	22G-10ML	用无气泡去离子水填充微流控声泳通道
显微镜	Olympus Corp.	IX-81	分离过程的观察
PEEK 管	Saint-Gobain Ppl Corp.	AAD04103	注入或收集颗粒
压电换能器	Fuji Ceramics	C-213	在通道内产生特定波形
功率放大器	Amplifier Research	75A250A	放大频率
压力控制器/μflucon	AMED	AMED-μflucon	气压/流速控制