Name: 以减少液滴表面的相互作用来优化Bioanalytes运输中的数字微流体 (视频) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-11-10T15:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 57 s
Description: 学习制备场去湿数字微流体装置，通过蜡烛烟灰涂层和氟聚合物保护实现无添加剂生物分析物液滴运输。该方法利用电场驱动液滴转移，适用于神经科学与生物技术研究。

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

感谢Lindback基金会提供的资金支持，感谢Alexander Sidorenko博士和Elza Chu的有益讨论与技术协助，以及Robert Smith教授在秀丽隐杆线虫（C. elegans）检测方面提供的帮助。

注意：在下述实验操作中，必须始终遵守实验室安全准则。尤其重要的是处理高电压（&#62; 500 V）和化学品时的安全防护。
1. 用蜡烛烟灰涂覆导电基底
<ol>
	<li>将铜金属切割成矩形（75 × 43 毫米，厚 0.5 毫米）。将每块铜基底浸入铜蚀刻剂中约 30 秒进行清洗，然后用自来水冲洗约 20 秒，并用纸巾擦干。 
	注意：如果采用下文的方法 1，请将尺寸改为 75 × 25 毫米，以适配仪器。</li>
	<li>将点燃的石蜡蜡烛在铜基底下方缓慢移动 30–45 秒，使其表面覆盖一层大致均匀的烟灰涂层（厚度约 40 µm）。保持基底位于火焰内部约 1 厘米处。切勿触碰脆弱的烟灰表面。</li>
</ol>
2. 通过涂层保护烟灰层
注意：碳黑层非常脆弱，必须进行包埋以提供保护。此处提供了两种简单的替代方法（如下方法1和方法2），但目前更可靠的方案正在开发中。
<ol>
	<li>方法1
	<ol>
		<li>将样品装入金属蒸发仪或溅射系统中。按照系统的操作规程，对腔室抽真空，并开始在烟灰层上进行可控的金沉积（150–200 nm）。让装置冷却至室温。</li>
		<li>在通风橱内，将金属化基底浸入1-十二烷硫醇溶液（1% v/v，溶于95%乙醇，ACS/USP级）中，浸泡10分钟。然后将装置倾斜至接近60°的角度，仅用数滴乙醇轻轻冲洗表面。让装置在室温下过夜干燥。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>方法2
	<ol>
		<li>在通风橱内，于基底涂覆烟灰后立即操作，此时基底仍残留蜡烛火焰的余热，将数滴氟化液体滴加到基底的一侧，并将基底倾斜至接近90°的角度。继续滴加更多液滴，使其滚过整个烟灰表面。 
		注意：当液滴落在某处时，该区域的烟灰将被冲走。应尽量使氟化液体的液滴充分铺展。</li>
		<li>在通风橱内，将基底置于加热板上烘烤（160 °C，15分钟）。</li>
		<li>使用前让基底在室温下静置过夜。可长期保存。</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
3. 顶电极的制备（改编自 Abdelgawad 等人et al.12）
<ol>
	<li>使用图形设计软件绘制电极。每个电极长 2 mm，宽 0.3 mm，电极之间的间隙为 0.3 mm。电极与连接点（用于插入连接器，见下文）之间的间距为 2.3 mm（图 1）。</li>
	<li>将一块柔性铜箔（厚度 35 µm）裁剪成君主格式（3.87 x 7.5 英寸）。若打印机兼容，也可使用其他尺寸。将铜箔装入彩色打印机的手动进纸托盘。</li>
	<li>在铜箔上打印时，务必使用“深黑色”或“套准黑色”（详见 Abdelgawad 等12），以在铜基底上形成更致密的黑色墨层，从而在蚀刻过程中保护所打印的图案。让打印后的基底完全干燥，过夜。</li>
	<li>在化学通风橱内，将盛有 50 ml 铜蚀刻液的烧杯加热至 40 °C。将打印好的铜箔浸入烧杯中，轻轻摇晃约 10 分钟。蚀刻时间取决于所用铜蚀刻液的种类。每隔几分钟检查一次腐蚀情况，确认图案是否完整。</li>
	<li>用清水小心冲洗铜箔，然后在化学通风橱内用丙酮和乙醇去除墨层。再次冲洗，并用纸巾轻轻擦干铜箔。</li>
	<li>使用双面胶带将带有电极的铜箔小心地粘贴到载玻片（75 x 25 mm，厚度约 1 mm）上。避免产生气泡。</li>
	<li>使用胶带将一层聚全氟烷氧基（PFA）薄膜固定在电极上。此举可防止液滴意外接触电极，避免因短路而损坏上层电极。</li>
</ol>
4. 电子接口（图2中的电路）
<ol>
	<li>将继电器和电容器 C 焊接到通用电路板上。</li>
	<li>在无焊面包板上组装其余的10个继电器驱动器，用于电子电路。</li>
	<li>将每个继电器驱动器的输入端连接到控制板的一个通道。</li>
	<li>小心地将顶部电极插入连接器中（图3将每个继电器驱动器的输出端连接至顶部电极，如图所示。注意，在来自继电器的一对导线之间有一个接地的连接器触点，以尽量减少电噪声。 
	注意：连接器置于可调平台上，用于控制顶部与底部（涂有烟灰的）基底之间的距离（0.1–0.5 mm）。</li>
	<li>使用程序控制向4个电极同时施加高压（HV）的时序（约0.8秒），并沿运动方向依次移动1个电极即， 持续0.8秒，启动1234；然后启动2345、3456 等等。，每组0.8秒，然后反向移动，使液滴也向相反方向运动。</li>
</ol>
5. 液滴的可视化与操作
<ol>
	<li>为了记录液滴运动，使用可视化系统，该系统由24倍至96倍放大组件与CCD相机组合而成。通过S端子视频线将录像机连接至相机。</li>
	<li>用移液器将含有在培养基中的 C. elegans 的4 µl液滴置于烟灰涂层基底的底部。</li>
	<li>将顶部电极移至液滴上方约0.3 mm处。液滴应靠近中心位置，位于第五个电极正下方，以便于操作。</li>
	<li>打开电子接口并施加高压（500 VRMS），调节顶部电极与液滴之间的距离，直至液滴开始移动。切勿使顶部电极接触液滴。</li>
	<li>通过记录设备上对电脉冲响应的液滴成功转移次数来收集数据。一次成功的实验表现为至少完成700次液滴转移，即每次电脉冲后均发生一次转移。</li>
	<li>持续收集数据，直至液滴在连续5到10次脉冲刺激下不再发生移动。 
	注意：当表面开始退化时，可通过将顶部电极更靠近液滴来恢复液滴运动。</li>
</ol>

<ol><li>Fair, R. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Digital+microfluidics%3A+is+a+true+lab-on-a-chip+possible%5BTitle%5D)+AND+%22Microfluid+Nanofluid%22%5BJournal%5D)">Digital microfluidics: is a true lab-on-a-chip possible.</a> Microfluid Nanofluid. 3 (3), 245-281 (2007).</li>
<li>Gupta, S., Alargova, R. G., Kilpatrick, P. K., Velev, O. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((On-Chip+Dielectrophoretic+Coassembly+of+Live+Cells+and+Particles+into+Responsive+Biomaterials%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">On-Chip Dielectrophoretic Coassembly of Live Cells and Particles into Responsive Biomaterials.</a> Langmuir. 26 (5), 3441-3452 (2009).</li>
<li>Shih, S. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dried+blood+spot+analysis+by+digital+microfluidics+coupled+to+nanoelectrospray+ionization+mass+spectrometry%5BTitle%5D)+AND+%22Anal+Chem%22%5BJournal%5D)">Dried blood spot analysis by digital microfluidics coupled to nanoelectrospray ionization mass spectrometry.</a> Anal Chem. 84 (8), 3731-3738 (2012).</li>
<li>Gorbatsova, J., Borissova, M., Kaljurand, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrowetting-on-dielectric+actuation+of+droplets+with+capillary+electrophoretic+zones+for+off-line+mass+spectrometric+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22J+Chromatogr%22%5BJournal%5D)">Electrowetting-on-dielectric actuation of droplets with capillary electrophoretic zones for off-line mass spectrometric analysis.</a> J Chromatogr. 1234 (0), 9-15 (2012).</li>
<li>Qin, J., Wheeler, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Maze+exploration+and+learning+in+C.+elegans%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+Chip%22%5BJournal%5D)">Maze exploration and learning in C. elegans.</a> Lab Chip. 7 (2), 186-192 (2007).</li>
<li>Koc, Y., de Mello, A. J., McHale, G., Newton, M. I., Roach, P., Shirtcliffe, N. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nano-scale+superhydrophobicity%3A+suppression+of+protein+adsorption+and+promotion+of+flow-induced+detachment%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+Chip%22%5BJournal%5D)">Nano-scale superhydrophobicity: suppression of protein adsorption and promotion of flow-induced detachment.</a> Lab Chip. 8 (4), 582-586 (2008).</li>
<li>Perry, G., Thomy, V., Das, M. R., Coffinier, Y., Boukherroub, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Inhibiting+protein+biofouling+using+graphene+oxide+in+droplet-based+microfluidic+microsystems%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+Chip%22%5BJournal%5D)">Inhibiting protein biofouling using graphene oxide in droplet-based microfluidic microsystems.</a> Lab Chip. 12 (9), 1601-1604 (2012).</li>
<li>Kumari, N., Garimella, S. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrowetting-Induced+Dewetting+Transitions+on+Superhydrophobic+Surfaces%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Electrowetting-Induced Dewetting Transitions on Superhydrophobic Surfaces.</a> Langmuir. 27 (17), 10342-10346 (2011).</li>
<li>Freire, S. L. S., Tanner, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Additive-Free+Digital+Microfluidics%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Additive-Free Digital Microfluidics.</a> Langmuir. 29 (28), 9024-9030 (2013).</li>
<li>Deng, X., Mammen, L., Butt, H. -J., Vollmer, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Candle+Soot+as+a+Template+for+a+Transparent+Robust+Superamphiphobic+Coating%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Candle Soot as a Template for a Transparent Robust Superamphiphobic Coating.</a> Science. 335, 67-70 (2011).</li>
<li>Kang, K. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((How+Electrostatic+Fields+Change+Contact+Angle+in+Electrowetting%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">How Electrostatic Fields Change Contact Angle in Electrowetting.</a> Langmuir. 18 (26), 10318-10322 (2002).</li>
<li>Abdelgawad, M., Watson, M. W. L., Young, E. W. K., Mudrik, J. M., Ungrin, M. D., Wheeler, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Soft+lithography%3A+masters+on+demand%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+Chip%22%5BJournal%5D)">Soft lithography: masters on demand.</a> Lab Chip. 8 (8), 1379-1385 (2008).</li>
<li>Barbulovic-Nad, I., Yang, H., Park, P. S., Wheeler, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Digital+microfluidics+for+cell-based+assays%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+Chip%22%5BJournal%5D)">Digital microfluidics for cell-based assays.</a> Lab Chip. 8 (4), 519-526 (2008).</li>
<li>Brenner, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+genetics+of+Caenorhabditis+elegans%5BTitle%5D)+AND+%22Genetics%22%5BJournal%5D)">The genetics of Caenorhabditis elegans.</a> Genetics. 77 (1), 71-94 (1974).</li>
</ol>

作者声明不存在任何竞争性经济利益。

该方案中最关键的步骤是保护烟灰层，这直接关系到液滴移动的成功率。对烟灰层进行金属化处理（如上文方法1）可实现接近100%的制备成功率。然而，其最长操作时间约为10分钟；可能的原因是液滴组分通过金属层中的孔隙润湿了烟灰层。使用氟化液体涂覆烟灰层是最简单、最快捷的替代方法，且所需资源最少，但仅有40–50%的制备基底有效（最长20分钟），且涂层不均匀。事实上，烟灰层非常脆弱，而黏稠的氟化液体极易对其造成损伤。目前我们正在探索更坚固的烟灰层保护方案，以延长器件的操作时间。然而，另一个重要方面是液滴内容物在表面的吸附问题。此前9，我们曾量化了器件运行过程中附着在表面的蛋白量，并发现持续运动与牛血清白蛋白（BSA）在表面吸附减少之间存在相关性。尽管如此，生物污染是一个复杂的问题，一些研究者甚至认为完全抑制该效应可能是不可能的；理论上，只要有一个蛋白分子附着在表面，就会吸引更多的蛋白分子聚集到该位点。事实上，其他研究者6报道的数字微流控器件最长运行时间约为40分钟。因此，表面的稳定性至关重要，目前仍是亟待解决的研究课题。
需要注意的是，在电润湿过程中...

液体操作设备的小型化对于“芯片实验室”平台的发展至关重要。在这方面，过去二十年间微流控领域取得了显著进展，并展现出多种应用前景1-5。与在封闭通道中输送液体的通道微流控技术不同，数字微流控（DMF）通过电极阵列对液滴进行操控。该技术最具吸引力的优点之一在于无需可移动部件来输送液体，且只需关闭电信号即可瞬间停止液滴运动。
然而，液滴的运动依赖于其内容物，这对于通用的“芯片实验室”平台而言无疑是一种不理想的特性。含有蛋白质及其他分析物的液滴会粘附在装置表面，导致无法移动。可以说，这一直是限制数字微流控（DMF）应用范围扩展的主要障碍；6-8 为减轻这种非期望的表面污染，现有替代策略通常需要向液滴或其周围环境添加额外的化学物质，而这可能会影响液滴的内容成分。
此前，我们的研究团队开发了一种装置，可在数字微流控（DMF）中实现细胞和蛋白质的传输，且无需额外添加剂（即Field-DW装置）9。该装置通过结合基于蜡烛烟灰的表面10与一种有利于液滴滚动的器件结构，使液滴受到向上的力，从而进一步降低液滴与表面之间的相互作用。在此方法中，液滴的运动与表面润湿性无关11。
以下详述方法的目标是制备一种数字微流控（DMF）装置，该装置能够在无需额外添加剂的情况下，运输含有蛋白质、细胞以及完整生物体的液滴。场致-去润湿（Field-DW）装置为实现几乎不受液滴化学性质影响的全可控平台铺平了道路。
本文还展示了模拟结果，表明尽管器件工作需要较高的电压，但液滴上的电压降仅占所加电压的一小部分，说明对液滴内生物分析物的影响可忽略不计。事实上，利用秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans，C. elegans）——一种广泛用于生物学多种研究的线虫——进行的初步测试显示，在施加电压时，线虫仍能不受干扰地游动。

<table><tbody><tr><td>石蜡蜡烛</td><td></td><td></td><td>任意石蜡蜡烛</td></tr><tr><td>溅射系统</td><td>Denton Vacuum，美国新泽西州摩尔斯特敦</td><td></td><td>配备金靶材的 Desk V HP 溅射镀膜仪。&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>1-十二烷硫醇</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>471364</td><td></td></tr><tr><td>聚四氟乙烯（Teflon）</td><td>Dupont</td><td>AF-1600</td><td></td></tr><tr><td>氟化液 Fluorinert FC-40</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>F9755</td><td>氟化液体：将 Teflon-AF 树脂以 1:100（w/w）的比例溶于 Fluorinert FC-40 中，制备疏水涂层。</td></tr><tr><td>图形设计软件 — Adobe Illustrator</td><td>Adobe Systems</td><td></td><td>也可使用其他软件。</td></tr><tr><td>铜箔层压板</td><td>Dupont</td><td>LF9110</td><td></td></tr><tr><td>激光打印机</td><td>Xerox</td><td>Phaser 6360 或类似型号</td><td>需确认是否兼容 &quot;浓黑&quot; 或 &quot;套准黑&quot;（见正文）。</td></tr><tr><td>铜蚀刻剂</td><td>Transene</td><td>CE-100</td><td></td></tr><tr><td>全氟烷氧基乙烯（PFA）薄膜</td><td>McMaster-Carr</td><td>84955K22</td><td></td></tr><tr><td>面包板</td><td>Allied Electronics</td><td>70012450 或类似型号</td><td>尺寸需足够大，以容纳 10 个驱动器的组装。</td></tr><tr><td>通用电路板</td><td>Allied Electronics</td><td>70219535 或类似型号</td><td></td></tr><tr><td>连接器</td><td>Allied Electronics</td><td>5145154-8 或类似型号</td><td></td></tr><tr><td>控制板及控制程序（LabView 软件）</td><td>National Instruments</td><td>NI-6229 或类似型号</td><td></td></tr><tr><td>高压放大器</td><td>Trek</td><td>PZD700</td><td></td></tr><tr><td>电容器 C 和 C1，100 nF，60 V</td><td>Allied&amp;nbsp;</td><td>8817183</td><td></td></tr><tr><td>晶体管 T，NPN 型</td><td>Allied&amp;nbsp;</td><td>9350289</td><td></td></tr><tr><td>二极管 D，1N4007</td><td>Allied&amp;nbsp;</td><td>2660007</td><td></td></tr><tr><td>继电器&amp;nbsp;</td><td>Allied&amp;nbsp;</td><td>8862527</td><td></td></tr><tr><td>可视化系统</td><td>Edmund Optics</td><td>VZM 200i 或类似型号</td><td>系统放大倍数为 24X &amp;#8211; 96X，与 Hitachi KP-D20B 1/2 英寸 CCD 彩色相机配合使用。</td></tr><tr><td>录像机</td><td>Sony</td><td>GV-D1000 NTSC 或类似型号</td><td>通过 S 视频线与相机连接。</td></tr><tr><td>模拟仿真</td><td>COMSOL Multiphysics</td><td>V. 4.4</td><td></td></tr></tbody></table>

利用降低液滴-表面相互作用优化数字微流控中生物分析物的传输

Taking Advantage of Reduced Droplet-surface Interaction to Optimize Transport of Bioanalytes in Digital Microfluidics

数字微流控（DMF）是一种操控液滴的技术，为“芯片实验室”平台的开发提供了极具前景的替代方案。通常，液滴的运动依赖于表面的润湿性，而这与外加电场直接相关；然而，表面相互作用使得液滴运动受其内容物的影响，从而限制了该技术的应用范围。
已提出一些替代方案以尽量减少这种依赖性。然而，这些方案依赖于向液滴或其周围环境添加额外的化学物质，这可能会与液滴中的组分发生相互作用。针对这一挑战，我们课题组近期开发了场驱动-数字微流控（Field-DW）装置，可在无需额外添加剂的情况下实现细胞和蛋白质在数字微流控（DMF）系统中的运输。
本文提供了器件制备与操作的实验方案，包括用于运动控制的电子接口。我们还进一步利用这些器件开展研究，结果表明，多细胞、相对较大的模式生物也可被运输，且在器件运行所需电场作用下可能基本不受影响。

此前，我们已使用场驱动数字微流控（Field-DW）装置实现蛋白质在数字微流控（DMF）中的运动。特别是，含有牛血清白蛋白（BSA）的液滴可在比其他研究者此前报道的浓度高出2000倍的条件下移动（无需添加任何助剂）。这得益于液滴与表面之间相互作用的减弱；图4展示了一个含有荧光标记BSA的液滴（有关实验的更多细节，请参见Freire 等9）。最左侧的图片显示液滴静置于烟灰涂层表面；中间的图片展示了电场的作用，该电场除了引起液滴滚动外，还会对液滴施加向上的力，进一步降低其与表面的相互作用。请注意右侧与DMF中常用的另一种替代方案的明显对比：该方案仅使用氟化液体涂层（不含蜡烛烟灰）；由于与表面存在较强的相互作用，接触角较低，常常阻碍液滴的运动。
此处，我们使用该实验装置（图3）继续对这些设备进行测试，现运输含有较大生物体的液滴，即线虫C. elegans，这是一种广泛用于多种生物学检测的线虫。
在涂有炭黑的基...

介绍了电场诱导去润湿装置（Field-DW）的制备与操作方案，以及电场对液滴内含物影响的初步研究。

数字微流控（digital microfluidics, DMF）是一种操控液滴的技术，为“芯片实验室”（lab-on-a-chip）的发展提供了极具前景的替代方案……

本实验的总体目标是制备一种能够在无添加剂条件下运输含有生物分析物液滴的场致脱润湿装置。该目标首先通过在导电基底上涂覆蜡烛烟灰来实现。该基底将作为装置的底部电极。第二步是通过涂覆液态氟聚合物来保护烟灰层。接下来，制备器件的顶部电极。然后将顶部和底部电极连接到实验的电子设备上。最后一步是将样品置于电极之间以测试该装置。最终结果表明，介电去润湿装置能够响应每次电脉冲，持续进行液滴转移，至少可支持700次脉冲。该技术相较于现有方法（如电润湿）的主要优势在于，电场不会引起润湿现象，且无需添加额外助剂即可实现液滴输运。该技术的应用前景在于开发一种完全自动化的芯片实验室平台，该平台可适用于任意液滴化学体系。本实验操作将由我实验室的本科研究人员 Michael Kowski 和 Selena do 演示。第一步是为接地电极准备导电基底。为此，已将铜片切割成矩形。矩形尺寸为 75 毫米 × 43 毫米，厚度为 0.5 毫米。准备一个铜刻蚀容器以清洗基底。本视频将按照仅使用一个基底的方案进行演示。将基底浸入蚀刻液中约30秒。浸渍后取出基底，用流水冲洗，以自来水冲淋后用纸巾擦干，并在继续操作前将其水平放置于支撑物上，以便接触其朝下的表面。本视频中使用一个固定安装的开放式环。准备液态氟聚合物混合物及用于施加的滴管。取一支石蜡蜡烛，以提供待施加的烟灰。点燃后，继续将蜡烛在铜基底下方移动。保持火焰顶端距离基底底部约1厘米。持续移动蜡烛30至45秒。注意不要触碰烟灰表面。用烟灰涂覆基底后，立即移除并熄灭蜡烛。使用镊子夹住基底并旋转，使覆盖烟灰的一面朝上。当液体氟聚合物仍处于温热状态时，使用滴管将其液滴滴加到边缘处，以局部扰动碳黑层。滴加完成后，将基底倾斜至接近垂直的位置，再滴加更多液滴，使其滚过整个碳黑表面并铺展开来。尽可能地。随后将基底置于设定为160摄氏度的加热板上。同时在通风橱内，将基底烟灰面朝上放置于加热板上，烘烤15分钟。15 分钟后，将基底从加热板上取下，在室温下静置过夜，然后用作底电极。当对电极准备就绪后，基底可无限期保存。下一步是制备顶电极。本视频使用的电极是根据文献中的方案制备的。电极设计被打印在薄铜覆板上，经过蚀刻和清洗后得到最终的电极。每个电极的宽度为2毫米，厚度为0.3毫米。将电极安装在尺寸为75毫米×25毫米、厚度约为1毫米的玻璃载玻片上。在载玻片的一端贴上双面胶带，并避免产生气泡。然后小心地将层压膜贴附到载玻片上，使电极靠近边缘。接下来，裁剪一块宽度与载玻片相当的聚四氟乙烯薄膜。将薄膜覆盖在电极上，以防止意外短路，并用胶带固定。现在可以将电极与电子接口配合使用。将顶部和底部电极连接至实验装置，以完成电场去润湿装置的组装。在实验装置中，底部电极接地。其上方，顶部电极通过可调节高度的连接器与继电器相连。通过计算机程序控制微流控装置，驱动液滴在相邻电极之间移动。本实

taking-advantage-reduced-droplet-surface-interaction-to-optimize

Research

科研

JoVE Journal

Engineering

工程

以减少液滴表面的相互作用来优化Bioanalytes运输中的数字微流体

数字微流控技术是一种通过施加电场，在电极阵列上操控离散液滴（约纳升至毫升级）的方法。该技术非常适合进行快速、连续、微型化的自动化生化分析。本文报道了一种能够自动化完成多个蛋白质组学处理步骤的平台。...

用于自动化蛋白质组学处理的数字微流控技术

基于液滴的微流控平台有望用于高通量实验，因其能够以千赫兹速率低成本生成皮升级、自成隔室的微小反应容器。通过与快速、灵敏且高分辨率的荧光光谱方法相结合，可高效地提取、利用并整合这些系统中产生的大量信息。...

微流控液滴平台的荧光检测方法

我们开发了一种用于微尺度细胞刺激实验的自动化细胞培养与检测平台。该平台在培养和刺激少量细胞群体以及回收裂解液用于分子分析方面，具有操作简便、功能多样和控制精确的优点。该平台非常适合使用珍贵细胞和/或试剂的研究。...

一种用于微尺度细胞刺激实验的多功能自动化平台

我们介绍一种用于电感耦合等离子体质谱（ICPMS）的离散液滴样品引入系统。该系统基于一种廉价且可弃用的微流控芯片，可在40−60 µm尺寸范围内以90至7,000...

用于ICPMS样品引入的微流控芯片

我们描述了一种具有简化（模拟）读出方式的终点数字检测方法，用于定量核酸。我们使用标准的qPCR仪对基于液滴的数字检测进行整体荧光测量，并通过显微镜确认结果。...

数字核酸定量检测的简易批量读取方法

采用低成本干膜光刻胶技术设计并制备了一种微流控生物传感器平台，用于多种分析物的快速、高灵敏度定量检测。该一次性使用系统通过停流技术实现对芯片上固定的酶联检测方法进行电化学读出。...

基于干膜光刻胶的电化学微流控生物传感器平台：器件制备、芯片上检测构建与系统操作

本文介绍了一种利用移液器吸头将稀有细胞群体接种至液滴微流控装置的实验方案，以提高细胞在液滴中的包封效率。...

一种基于移液枪头的细胞接种至液滴微流控平台的方法

基于电润湿的数字微流控技术是一种利用电压驱动微升体积液滴的表观接触角变化来实现液滴操控的方法。将该技术与功能化磁珠相结合，可集成多种实验室单元操作，用于基于酶联免疫吸附测定（ELISA）的病原体样本制备与鉴定。...

基于电润湿的数字微流控平台用于自动化酶联免疫吸附测定

我们介绍一种教育套件，该套件允许用户执行多个实验，获得数字微流控技术的实践操作经验。...

一种基于数字微流控液滴操控的多功能科学教育套件

油包水液滴检测在分析化学、酶进化和单细胞分析中具有重要应用价值，但通常需要微流控技术来生成液滴。本文中，我们描述了一种基于颗粒模板的乳化方法，这是一种无需微流控设备即可进行液滴检测的技术。...

颗粒模板乳化实现无需微流控的液滴分析

本文介绍了一种基于聚二甲基硅氧烷（PDMS）的双层装置的制备方法，用于在油包水乳液（液滴）中生成组合文库。方案中详细描述了实现液滴自动化生成所需的硬件和软件，并展示了荧光液滴定量文库的制备过程。...

用于组合式液滴生成的双层微流控装置

学习制备场去湿数字微流体装置，通过蜡烛烟灰涂层和氟聚合物保护实现无添加剂生物分析物液滴运输。该方法利用电场驱动液滴转移，适用于神经科学与生物技术研究。

利用降低液滴-表面相互作用优化数字微流控中生物分析物的传输

探索更多视频