Picoinjection de microfluidos gotas sin electrodos metálicos

Resumen

Hemos desarrollado una técnica para picoinjecting gotas de microfluidos que no requieren electrodos de metal. Como tales, los dispositivos que incorporan nuestra técnica son más simples de fabricar y de usar.

Resumen

Los métodos existentes para picoinjecting reactivos en gotas de microfluidos requieren electrodos de metal integradas en el chip de microfluidos. La integración de estos electrodos añade pasos engorrosos y propensos a errores en el proceso de fabricación del dispositivo. Hemos desarrollado una técnica que obvia las necesidades de electrodos de metal durante picoinjection. En lugar de ello, se utiliza el propio fluido de inyección como un electrodo, ya que la mayoría de los reactivos biológicos contienen electrolitos disueltos y son conductores. Mediante la eliminación de los electrodos, se reduce el tiempo de fabricación del dispositivo y la complejidad, y hacer los dispositivos más robustos. Además, con nuestro enfoque, el volumen de inyección depende de la tensión aplicada a la solución picoinjection; esto nos permite ajustar rápidamente el volumen inyectado mediante la modulación de la tensión aplicada. Se demuestra que nuestra técnica es compatible con los reactivos que incorporan compuestos biológicos comunes, incluyendo tampones, enzimas y ácidos nucleicos.

Introducción

En la microfluídica basada en gotitas, gotitas acuosas escala de micras se utilizan como "tubos de ensayo" para reacciones biológicas. La ventaja de llevar a cabo reacciones en las pequeñas gotas es que cada gota utiliza sólo unos pl de reactivo y, con la microfluídica, las gotas se puede formar y procesada a tasas kilohercios ^1. En combinación, estas propiedades permiten a millones de reacciones con las células individuales, moléculas de ácido nucleico, o compuestos que se deben realizar en cuestión de minutos con l de total de material.

Para usar las gotas para aplicaciones de este tipo, se necesitan técnicas para la adición ....

Protocolo

1. Diseño Dimensiones del dispositivo y topologías Basado en Experimental necesidades mediante diseño asistido por ordenador (CAD) Software

Nota: Selección de diámetros del canal de emulsión más pequeñas que las de las gotitas esféricas. Esto obliga a las gotitas en una forma cilíndrica o "salchicha" y permite picoinjection más eficaz. Para nuestros propósitos, hemos diseñado 30 x 30 micras canales de gotas que eran 50 m de diámetro.

1. Sitio picoinjection Modelo (s) después de los descritos por Abate et al. ³ con la excepción de que se eliminan los canales para los electrodos de metal, ya que son innecesarias.....

Resultados

Imágenes microscópicas tomadas en el lugar muestran picoinjection que la electrificación del fluido picoinjection es suficiente para desencadenar la inyección (Figura 2). El volumen inyectado se puede controlar mediante la modulación de la amplitud de la tensión aplicada, con tensiones más elevadas que permiten volúmenes de inyección más altas. Trazamos el volumen de inyección en comparación con la magnitud de la tensión aplicada durante tres molaridades representativas de fluido de inyección en

Discusión

La relación entre el volumen de inyección y la tensión aplicada depende de muchos factores incluyendo las dimensiones del dispositivo, la longitud del tubo que lleva el fluido picoinjection al dispositivo, molaridad de fluido picoinjection, y la velocidad de las gotitas a medida que pasan que inyector. Por este motivo, se recomienda que la relación volumen / tensión caracterizarse antes de cada ejecución de picoinjection midiendo volúmenes de inyección en los bordes de los rangos de trabajo de la tensión y la molaridad........

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo

Nombre	Empresa	Número de catálogo	Comentarios
1 ml Luer-Lok™ jeringas	BD Medical	309628
LocTite Adhesivo curado con UV	Henkel	35241
Tubo PE-2	Scientific Commodities	BB31695-PE/2
Novec HFE-7500	3M	98-0212-2928-5
NaCl	Sigma Aldrich	S9888
Tubos de centrífuga de	1,5 mlEppendorf	22363531
BD Falcon Tubo de 15 ml	BD Biosciences	352097
Bomba de control de presión de aire	Control Air Inc.		Recomendamos uno bajo el control de DAQ y software de control
Las bombas de jeringa	New Era		deben ser capaces de contener jeringas de 1 ml y fluir a velocidades tan bajas como 100 μ l/hr
		de alta tensión	Debe ser capaz de amplificar 1.000x de señales entre 0,01 y 10 V
Bonder/limpiador de plasma	Harrick Plasma
Obleas de silicio de 3"	Sigma Aldrich	647535
PDMS	Dow Corning		Sylgard 184 con agente de curado debe incluirse
SU-8 fotorresistente	MicroChem		La viscosidad depende de las dimensiones del dispositivo

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