Plataforma de microfluidos con multiplexado de detección electrónica para el seguimiento espacial de las partículas

Summary

Demostramos una plataforma de microfluidos con una red de electrodo de superficie integrado que combina detección de pulso resistivo (RPS) con división de código de acceso múltiple (CDMA), para multiplexar la detección y el tamaño de las partículas en múltiples canales de microfluidos.

Abstract

procesamiento de muestras biológicas de microfluidos típicamente implica manipulaciones diferenciales de partículas en suspensión en virtud de diversos campos de fuerza con el fin de fraccionar espacialmente la muestra en base a una propiedad biológica de interés. Para la distribución espacial resultante para ser utilizado como la lectura del ensayo, los dispositivos de microfluidos a menudo se sometieron a análisis microscópico que requiere instrumentación compleja con mayor coste y la reducción de la portabilidad. Para hacer frente a esta limitación, se ha desarrollado una tecnología de detección electrónico integrado para la detección multiplexada de partículas en diferentes ubicaciones en un chip microfluídico. Nuestra tecnología, conocidos como códigos de microfluidos, combina pulso resistiva de detección con Acceso Múltiple por División de Código para comprimir la información espacial 2D en una señal eléctrica 1D. En este trabajo, presentamos una demostración práctica de la tecnología microfluídica CÓDIGOS para detectar y células cancerosas cultivadas tamaño distribuida a través de múltiples canales de microfluidos. Comovalidado por la microscopía de alta velocidad, nuestra tecnología puede analizar con precisión las poblaciones de células densas todo electrónicamente sin la necesidad de un instrumento externo. Como tal, los códigos de microfluidos pueden permitir potencialmente bajo coste dispositivos integrados lab-on-a-chip que están bien adaptados para la prueba de punto de atención de las muestras biológicas.

Introduction

La detección exacta y el análisis de las partículas biológicas tales como células, bacterias o virus en suspensión en el líquido es de gran interés para una serie de aplicaciones ^{1, 2, 3.} Bien adaptado en tamaño, los dispositivos de microfluidos ofrecen ventajas únicas para este propósito, tales como alta sensibilidad, manipulación de la muestra suave y bien controlada microambiente ^{4, 5, 6, 7.} Además, los dispositivos de microfluidos pueden ser di....

Protocol

1. Diseño de electrodos de codificación

Nota: La Figura 1a muestra la estructura 3-D de los electrodos micropatterned.

1. Diseñar un conjunto de cuatro códigos Gold de 7 bits para la codificación de los canales de microfluidos ^23.
   1. La construcción de dos turnos de retroalimentación registros lineales (LFSRs), cada uno representando un polinomio primitivo.
   2. Usa los LFSR para generar un par preferido de m -sequences de 7 bits.
   3. Cíclicamente cambiar el par preferido de m -sequences y añadirlos en mod 2 para generar cuatro códigos Gold distintos.

Results

Un dispositivo de microfluidos CÓDIGOS que consta de cuatro sensores distribuidos sobre cuatro canales de microfluidos se muestra en la Figura 1b. En este sistema, la sección transversal de cada canal microfluídico fue diseñado para ser cerca del tamaño de una célula de modo que (1) múltiples células no pueden pasar por encima de los electrodos en paralelo y (2) las células se mantienen cerca de los electrodos de aumentar la sensibilidad . Cada sensor está diseñado para .......

Discussion

Sensores resistivos múltiples previamente se han incorporado en los chips de microfluidos ^{28, 29, 30, 31, 32.} En estos sistemas, sensores de pulso de resistencia fueron, o bien no multiplexadas ^{28, 29, 30, 31} o que requieren sensore.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
98% Ácido sulfúrico	BDH Chemicals	BDH3074-3.8LP
30% peróxido de hidrógeno	BDH Chemicals	BDH7690-3
Triclorosilano	Aldrich Química	235725-100G
NR9-1500PY Fotorresistencia negativa	Furuttex
Resist Revelador RD6	Furuttex
Acetona	BDH Químicos	BDH1101-4LP
SU-8 2015 Fotorresistencia negativa	Microchem	SU8-2015
SU-8 Revelador	Microchem Y010200
Polidimetilsiloxano (PDMS)	Dow Corning	3097358-1004	Sylgard 184 Kit de elastómero de silicona
Alcohol isopropílico	BDH Productos químicos	BDH1133-4LP
RPMI 1640	Corning Cellgro	10-040-CV
Suero fetal bovino (FBS)	Seradigm	1500-050
Penicilina-estreptomicina	Amresco	K952-100ML
Solución salina tamponada con fosfato (PBS)	Corning Cellgro	21-040-CM
PHD 22/2000 Bomba de jeringa	Harvard Apparatus	70-2001
HF2LI Amplificador de bloqueo	Zurich Instrument
HF2TA Amplificador de corriente	Zurich Instrument
Eclipse Microscopio Ti-U	Nikon Corporation
DS-Fi2 Cámara a color de alta definición	Nikon Corporation
v7.3 Cámara de alta velocidad	Phantom
PCIe-6361 Placa de adquisición de datos	National Instruments	781050-01
BNC-2120 Bloque de conector blindado	National Instruments	777960-01
Sistema de tratamiento de plasma PX-250	Nordson MARCH