Name: Una plataforma de microfluidos para el procesamiento de precisión de pequeño volumen de la muestra y su uso para Tamaño partículas biológicas separadas con un Microdevice acústica (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-11-23T15:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 32 s
Description: Aprenda a realizar separaciones automatizadas de partículas en pequeños volúmenes utilizando un dispositivo microfluídico acústico. Este método mejora la precisión y robustez en aplicaciones de ingeniería biomédica y investigación clínica.

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Este trabajo fue realizado bajo los auspicios del Departamento de Energía de EE. UU. por el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore bajo el contrato DE-AC52-07NA27344, y parcialmente apoyado por el programa de Investigación y Desarrollo Dirigido por Laboratorio (LDRD) del LLNL, 14-LW-077. Los autores agradecen a Michael Wilson, Mark Stenglein y Joe DeRisi de la Universidad de California en San Francisco por proporcionar generosamente muestras de células GGV y Boa. EJF agradece el apoyo del Programa de Graduados Lawrence Scholar del LLNL. MS agradece el apoyo de la Oficina del Presidente de la UC Programa de Investigación de Tarifas de Laboratorio. LLNL-JRNL-665235

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Los autores no tienen nada que revelar.

Este protocolo se presenta la integración a nivel de sistema de dispositivos de microfluidos para equipos macroescala para realizar el procesamiento de la muestra biológica automatizado. La modularidad de esta plataforma permite que sea adaptable a cualquier dispositivo de flujo continuo, y, como ejemplo, el protocolo presentado se centra en la caracterización y la optimización del rendimiento de un dispositivo de separación de partículas acoustofluidic. Tres ventajas principales de este protocolo se destacan: (i) la modularidad y chip a la interconexión mundial, (ii) la caracterización robusta del rendimiento del dispositivo, y (iii) el tratamiento automatizado de los volúmenes de las muestras medidas con precisión para la separación de partículas. yo. Modularidad y chip a mundo interconexión Como se muestra en la Figura 2, el chip de microfluidos está montado sobre un tablero a medida para adaptarse fácilmente a una platina del microscopio para la observación directa. El tablero contiene # 6-40 UNF agujeros roscados en una rejilla 5 mm de paso, enaBling el chip para ser asegurado, y las conexiones de fluido que se hará. Las conexiones de fluido se PEEK tubos con extremos mecanizados, que junta contra el chip fluídico con una cara de sellado de junta de goma y un collar de acero inoxidable. Este esquema de interfaz hace que para el reemplazo fácil chip y rápido rediseño dispositivo, que requieren pocos o ningún cambio en otros componentes del sistema, las huellas de chips suministrados cumplen con el formato de cuadrícula. Por ejemplo, hemos utilizado esta plataforma con chips de microfluidos para la electroforesis de flujo continuo, la lisis celular térmica, 29 mezclado rápido de los reactivos para la síntesis química, y la captura de una sola célula y el interrogatorio. ii. Caracterización robusta del rendimiento del dispositivo Con el fin de optimizar el rendimiento de cualquier dispositivo de separación de microfluidos, su funcionamiento primero debe caracterizarse completamente. El sistema descrito aquí apoya el desarrollo de protocolos rápidos y automatizados para hacer esto. Para el examp específicale de dispositivos acústicos de enfoque, la calidad centrándose, frecuencia de operación, y la posición de las partículas se centraron en el canal de microfluidos debe medirse para cada dispositivo individual. Estas medidas requieren barriendo a través de una gama de frecuencias de accionamiento piezocerámico, voltajes y velocidades de flujo, para identificar las combinaciones óptimas de los parámetros para la separación de alta calidad. El protocolo presentado varía automáticamente estos parámetros ajustables y captura la relevancia de datos, es decir, las imágenes fluorescentes de las partículas que fluyen en el canal que son post-procesado para generar las mediciones requeridas de partículas de enfoque de la calidad, la frecuencia y la posición (Figura 3). Caracterización completa del rendimiento del dispositivo acústico requiere repetir los pasos 4.4 y 4.5, según sea necesario en diferentes condiciones experimentales. Por ejemplo, la posición de enfoque absoluta de un chip se encuentra mediante la ejecución del barrido de frecuencias a velocidades de flujo relativamente bajas y alto voltajes para asegurar la migración completa a la ubicación de nodos. Además, tales exploraciones de frecuencia pueden evaluar la calidad de montaje de dispositivo (cuando se ejecuta con perlas de poliestireno de tamaño conocido), o para determinar cómo un tipo de partícula previamente desconocido se comportará en el sistema (después de un chip se ha caracterizado con los granos). Un chip con buena transferencia de energía desde el piezocerámico al canal de microfluidos se traducirá en apretada centrándose a velocidades de flujo altas (&gt; 1 ml / min) y los voltajes bajos (12-15 V PP), mientras que aquellos con transferencia de energía pobres no se centrará incluso a bajas velocidades de flujo (&lt;100 l / min) y altos voltajes (&gt; 20 V pp). Hemos encontrado que el contacto íntimo entre el chip microfluídico y el piezocerámico es crítico para la transferencia eficiente de la energía en el fluido. La investigación adicional del método óptimo de la unión del chip de microfluidos y el piezocerámico permitirá la producción fiable de dispositivos de alto rendimiento. Por último, una completala imagen de la operación de un dispositivo de acoustophoretic se puede obtener mediante la combinación de las mediciones de barrido de frecuencia basados ​​en imágenes de la Etapa 4 (y en la Figura 3) con recuentos de partículas recogidas de la SPO y LPO como funciones de los parámetros de funcionamiento pertinentes, a partir de los experimentos de separación llevadas a cabo con microesferas , como se describe en el Paso 5. Como se muestra en la Figura 6, una serie de experimentos automatizados, puede caracterizar rápidamente el rendimiento y la capacidad de ajuste de un dispositivo individual, informando al usuario del espacio óptimo de parámetros para operar el dispositivo para la separación de partículas. iii. Automatizado de procesamiento a pequeña muestra para la separación de partículas Para el procesamiento de muestra basada en chip microfluídico éxito y exacta, es crítico para metro, la carga, entregar de forma fiable y precisa, y recoger los volúmenes de fluido a medida que pasan a través. Esta precisión es especialmente importante cuando el volumen de muestra es pequeño(~ 0,1-1 ml), que es común en entornos de laboratorio clínico o de investigación. 30 manipulación de la muestra precisa es un reto en los experimentos de microfluidos tradicionales que emplean la retirada manual de la muestra en una jeringa y la infusión en un dispositivo sin votaciones de cuando la muestra se ha separado y cuando se debe recoger. El protocolo presentado emplea automatizado muestra bobina de carga y despacho junto con información en tiempo real de sensores de flujo para permitir separaciones reproducibles de pequeños volúmenes de muestra. La Figura 5 muestra los perfiles de flujo medido en la SPO y LPO de un experimento de separación típico. En primer lugar, tampón líder de al menos 35 l se carga para asegurar un flujo estable antes de la muestra alcanza el chip acústico. Los volúmenes de muestra de menos de 100 l no se recomiendan para esta configuración del sistema, debido a dilución de la muestra debido al tampón líder se hace excesiva. Un enchufe de aire se utiliza al principio de THe inyección antes de la memoria intermedia que conduce a separar el bloque de muestra del fluido que sigue, la prevención de la mezcla y dilución de la muestra y servir como un indicador para los sensores de flujo. Después de un transitorio inicial como el líquido comienza a moverse a través del sistema, las señales de punto sostenido en ambas salidas indican el paso de la primera burbuja de aire. Estos transitorios son seguidos por un largo período de flujo estable como la muestra fluye a través del sistema, y ​​luego otro pico cuando pasa la segunda burbuja de aire, y finalmente una disminución eventual de la tasa de flujo a cero después de la bomba se detiene jeringa. El paso de los tapones de aire a través de los sensores de flujo se utiliza como puntos de activación para cambiar las válvulas para iniciar y detener la recogida de muestras, minimizando así la muestra perdido y la dilución por volúmenes de fluido no muestra. Medición de bucle cerrado de los volúmenes de muestra procesada elimina la necesidad de volver a programar estos valores antes del inicio del experimento cada vez que se cambia la muestra de entrada. Esta característica esparticularmente importante cuando el volumen de muestra es limitado, por ejemplo en el caso de muchas muestras clínicas. Monitoreo de flujo en tiempo real también ayuda en la solución de problemas; una mala racha (por ejemplo, la formación de una obstrucción en uno de los puntos de venta) es inmediatamente evidente a partir de los perfiles de flujo resultantes, como en la Figura 5b. Para demostrar la flexibilidad y la eficacia de la separación acoustofluidic utilizando la arquitectura del sistema presentado, DENV purificado y reservas de virus GGV se clavó en acciones celulares y separados por el procesamiento a través del chip de microfluidos. Figura 7a muestra que las células Raji fueron bien separados, de los virus, como 97 % de las células Raji que salen del chip se encontró que en el LPO, dejando de ese modo una muestra altamente enriquecido de DENV en el SPO. En comparación, la eficiencia de la separación DENV fue menor, con 70% de DENV que sale el chip se encuentra en la SPO. Esto se puede atribuir a una ligera mezcla convectiva inducida por las vueltas de la separatien el canal, pero más probable que algunas partículas DENV que migran junto con las células Raji en el LPO. Las células que migran lateralmente a través de líneas de corriente arrastra un poco de líquido con ellos, incluso a bajo número de Reynolds. Por este mecanismo, así como la adsorción superficial no específica, las partículas virales de transferencia en la LPO. Sin embargo, la muestra altamente enriquecido de DENV en el SPO es un beneficio significativo, por ejemplo, cuando se utiliza la secuenciación de novo para detectar e identificar virus. La figura 7b muestra que en una carrera experimental, sólo alrededor del 70% de las células Boa que salen del chip se encontraron en la LPO, en comparación con casi el 100% de eficiencia de separación para células Raji. La diferencia en el rendimiento de separación entre los dos tipos de células puede ser atribuible a un tamaño medio menor o una menor densidad de células Boa comparación con las células Raji, por lo tanto, lo que resulta en fuerzas acústicas más pequeñas. Para confirmar o refutar estos supuestos, el tamaño, la densidad y morfología de Boacélulas en suspensión (que normalmente crecen adherente) de las células de la boa se deben medir con precisión, un esfuerzo para una mayor investigación. En los mismos experimentos, de manera similar a los experimentos con DENV, el grueso de la GGV recuperado salido del SPO, lo que indica un enriquecimiento de la fracción viral. Los datos presentados ponen de relieve los desafíos inherentes a la ingeniería plataformas de amplia aplicación para el procesamiento de una variedad de muestras biológicas. Es importante destacar que las interacciones biológicas pueden empezar a jugar tan grande un papel como los efectos físicos y mecánicos. Sin embargo, estos experimentos preliminares demuestran también el poder y la promesa de utilizar esta arquitectura del sistema para el procesamiento de muestras en aplicaciones clínicas y de investigación. Como sistema de ingeniería robusta, bien caracterizado, esta plataforma ofrece la posibilidad de buscar respuestas a nuevas preguntas científicas.

La separación de la muestra y el fraccionamiento es una de las áreas más prometedoras de la aplicación de las tecnologías de microfluidos. Tales etapas de manipulación de la muestra son esenciales para el diagnóstico eficaces clínicos, desarrollo de la terapéutica, los esfuerzos de biovigilancia, y los avances en investigación y tecnología ciencias de la vida. Una miríada de estrategias de separación de microfluidos se han demostrado para partículas y coloides de líquido suspendidas, así como para las especies químicas y biológicas; varios exámenes proporcionan una visión general de los recientes avances y desarrollos en estos campos 1 - 9. Aunque muchas de estas tecnologías de separación de microfluidos (en adelante como &quot;Dispositivos Core&quot;) se han caracterizado ampliamente, algunos informes han considerado el problema de la separación de la muestra a nivel de sistema. Los dispositivos básicos suelen ser los chips centímetro escala individual, interconectados con tubos de fluoropolímero, con fluido suministrado por una bomba de caudal o presión.Sin embargo, si la promesa de microfluidos - incluyendo una mayor automatización, fiabilidad y reducción de los volúmenes de muestra - es convertirse en realidad, al menos un esfuerzo equivalente debe dedicarse al diseño de un sistema de separación completa en la que se integra el Núcleo . Además, un gran desafío para los enfoques de microfluidos a biodetección es la macro a lo micro interfaz. Esto se refiere no sólo a las conexiones físicas &quot;del mundo a viruta&quot; de un dispositivo de microfluidos para componentes macroescala, ya la falta de coincidencia entre los volúmenes típicos de la muestra clínica o analítica (~ 0,1-10 ml) y el volumen interno de chips de microfluidos (~ 0,01-10 l), sino también a las limitaciones de muestreo estadístico derivados de la reducción de estas escalas de tamaño. Estos aspectos contribuyen a la percepción de que la muestra de pre-procesamiento y la preparación son el &quot;eslabón débil&quot; de biodetección. 10 La plataforma descrita en este trabajo takes importantes pasos hacia la solución de esos problemas. Desde una perspectiva a nivel de sistema, este protocolo se detalla el procesamiento fiable de los volúmenes de escala analítica precisamente-dosificadas (que van desde 0,15 a 1,5 ml) en ~ escalas de tiempo de 10 min. Esta es una operación de &quot;un botón&quot;: una vez que el vial de origen que contiene la muestra y de destino viales para la recogida de fracciones se colocan en el sistema, el comando &quot;ejecutar&quot; inicia el procedimiento, y todos los pasos son controlados por computadora. Al final de una carrera, los viales de recogida pueden ser retirados del sistema para el análisis de aguas abajo de las fracciones separadas. El dispositivo de Core en este sistema es un chip acoustophoresis que extrae partículas (5-20 mM) de células de mamífero de tamaño de la muestra. Separación Acoustophoretic se elige aquí principalmente porque es de alto rendimiento (hasta 100s de l / min), sin etiquetas y sin contacto, ofreciendo así ventajas en la separación de viru viableses a partir de células que pocas otras técnicas de microfluidos pueden igualar. La física de partículas acústica focalización se han descrito ampliamente, 11-13 y no son el foco de este protocolo, pero un breve resumen de los conceptos subyacentes de la siguiente manera para ayudar en la comprensión de la aplicación a la separación de microfluidos. Ultrasonido ondas estacionarias resonantes en microcanales llenos de líquido producen campos de presión, que dan lugar a las fuerzas que impulsan las partículas hacia los nodos de baja presión. La magnitud de la fuerza depende del volumen de la partícula, y en un factor de contraste acústico derivado de las densidades relativas y compresibilidades de la partícula y el líquido de suspensión. 14 Como tal, centrándose acústica es ideal para la separación de células de tamaño (~ 7-15 m) a partir de (~ de 50-200 nm) partículas similares a virus de tamaño. Las partículas más grandes migran hacia un nodo de presión; sin embargo, ya que la magnitud de la fuerza es muy pequeña paralas partículas más pequeñas de 2-3 micras, estas pequeñas partículas o especies disueltas casi no se mueven en absoluto. Nuestra implementación específica de separación acústica, como se describe anteriormente, 15 incorpora una pared delgada para subdividir el canal de fluido y permite sintonizable, la colocación asimétrica de la posición de enfoque. Esto añade flexibilidad en el diseño de dispositivos y los beneficios, incluyendo aumento de la calidad de desempeño de separación y velocidad se describen con detalle en otro lugar. 16,17 Sin embargo, una ventaja importante del enfoque de diseño a nivel de sistema se describe en este trabajo es que es adaptable a una gran variedad de dispositivos de núcleo de microfluidos. Por ejemplo, la mayoría de los otros modos de separación de flujo continuo, incluyendo inercial, el flujo de campo de fraccionamiento, el desplazamiento lateral determinista (sistema antibloqueo de frenos), y varios tipos de dispositivos electrocinéticos se pueden incorporar fácilmente, con los ajustes apropiados hechos para tener en cuenta cambios en la configuración de entrada / salida , caudales,y volúmenes de muestra. Los dispositivos con varios tipos de campos en-chip (eléctrica, magnética) o gradientes (térmicos, químicos) pueden requerir conexiones adicionales al chip, o la integración de hardware adicional, que da cabida a esta plataforma. Este protocolo proporciona los pasos necesarios para diseñar un dispositivo de separación de microfluidos, y para fabricar chips de silicio de cristal por una profunda grabado por iones reactivos (DRIE, un proceso de plasma de grabado disponible en muchas instalaciones de microfabricación, que utiliza ciclos de grabado y pasivación alterna para lograr profunda características con paredes laterales verticales 18). A continuación, se describe la caracterización del dispositivo acoustofluidic para determinar los parámetros de funcionamiento óptimas para la separación, y finalmente detalle el sistema de separación totalmente integrada y el procedimiento para el procesamiento de muestras biológicas. Resultados de la caracterización dispositivo típicos y procesamiento de datos de la muestra son luego presentados y discutidos, y de las ventajas clave de este aproada se destacan, incluyendo modularidad, robustez, precisión y automatización.

<table><tbody><tr><td colspan="4">Materiales necesarios para los pasos 1-3: Diseño, fabricación y montaje del dispositivo</td></tr><tr><td>Oblea de silicio pulido de doble cara</td><td>Silicon Quest International, Inc. San José, CA, EE. UU.</td><td>100 mm < 100>&nbsp; oblea principal</td><td>1-20 ohm-cm, 495 &#177; 25&#160; y micro; m Oblea de vidrio pulido de doble cara</td></tr><tr><td></td><td>Bullen Ultrasonics, Eaton, OH, EE. UU</td>. <td>100 mmx0,5 mm Boro</td><td></td></tr><tr><td>Photoresist, AZ 1518</td><td>MicroChemicals GmbH, Ulm, Alemania</td><td>AZ 1518</td><td>Fotorresistencia utilizada para adherir la oblea a la oblea en blanco para el grabado DRIE</td></tr><tr><td>Fotorresistencia, AZ 4620</td><td>MicroChemicals GmbH, Ulm, Alemania</td><td>AZ 4620</td><td>Fotorresistencia para definir patrones fluídicos y mediante máscara</td></tr><tr><td>Grabador de plasma DRIE</td><td>STPS, Newport, NP, Reino Unido</td><td>Multiplex Advance Oxide Etch (AOE) ICP system</td><td></td></tr><tr><td>Wafer Bonder</td><td>Electronic Visions Group,&nbsp; St.Florian am Inn, Austria</td><td>EVG 501</td><td></td></tr><tr><td>Sierra de corte</td><td>Kulicke & Soffa Industries, Singapur</td><td>K& S 982</td><td></td></tr><tr><td>Kit de epoxi</td><td>Tecnología epoxi, Billerica, MA, EE. UU</td>. <td>EPO-TEK 301</td><td>Epoxi utilizado para acoplar chip piezoeléctrico y microfluídico</td></tr><tr><td>PZT piezocerámico&nbsp;</td><td>Piezo Systems, Woburn, MA, EE. UU</td>. <td>PSI-5A4E</td><td>37.5 &times; 10 &times; 0.5 mm</td></tr><tr><td>28 AWG Alambre sólido con aislamiento Kynar</td><td>Squires Electronics, Cornelius, OR, EE. UU</td>. <td>UL1422</td><td></td></tr><tr><td>epoxi de plata de 2 partes&nbsp;</td><td>MG Chemicals, Surrey, Columbia Británica, Canadá</td><td>8331</td><td>Adhesivo conductor para la fijación de cables a PZT</td></tr><tr><td>L-edit</td><td>Tanner EDA, Monrovia, CA, EE. UU</td>. Software CAD <td>Ledit v15.1 de 64 bits</td><td>para el diseño de máscaras</td></tr><tr><td colspan="4">Materiales necesarios para el Paso 4: Caracterización del rendimiento de enfoque acústico</td></tr><tr><td>Aparato</td> de doble bomba <td>Harvard, Holliston, MA, EE. UU</td>. <td>Serie PHD ULTRA, 703007</td><td></td></tr><tr><td>5&#160; jeringas ml</td><td>Becton-Dickinson, Franklin Lakes, NJ, EE. UU.</td><td>309646</td><td></td></tr><tr><td>Luer a adaptador de puerto roscado</td><td>IDEX, Oak Harbor, WA, EE. UU</td>. <td>P-659</td><td>Conecta la jeringa al tubo</td></tr><tr>Union <td>IDEX, Oak Harbor, WA, EE. UU</td>. <td>P-623</td><td></td><td>Conecta el mundo a las conexiones de chip a los tubos de fluoropolímero. También puede usar webbed&nbsp;</td></tr><tr><td>Casquillo 1/4-28 fondo plano</td><td>IDEX, Oak Harbor, WA, EE. UU</td>. <td>P-200</td><td>Se utiliza con tuerca para hacer conexiones entre el tubo y la jeringa, sensores de flujo y hardware de mundo a chip</td></tr><tr><td>Tuerca &nbsp; 1/4-28 fondo plano</td><td>IDEX, Oak Harbor, WA, EE. UU</td>. <td>P-202</td><td>Se utiliza con férula para hacer conexiones entre el tubo y la jeringa, sesnsores de flujo y hardware de mundo a chip</td></tr><tr><td>Tubo de fluoropolímero de 1/16" de diámetro exterior</td><td>IDEX, Oak Harbor, WA, EE. UU</td>. <td>1912L</td><td>Tubería para conectar bombas de jeringa al mundo a conexiones de chip. El tamaño de la tubería no es crítico durante los pasos de claibración (normalmente se usa un diámetro interno de .01-.03", otros números de pieza adecuados: 1907L, 1902L).</td></tr><tr><td>Tubo de fluoropolímero de diámetro interno pequeño</td><td>IDEX, Oak Harbor, WA, EE. UU</td><td>. 1476-20</td><td>Utilizado para limitadores de flujo: 0.006 "ID, 1/16" OD FEP&nbsp;</td></tr><tr><td>Tubo de</td><td></td><td></td> PEEK <td>Se conecta desde el chip hasta el tubo de fluoropolímero.</td></tr><tr><td>Ventilador de refrigeración</td><td>Multicomp, Leeds, Inglaterra</td><td>MC19663</td><td></td></tr><tr><td>Generador de funciones</td><td>Agilent, Santa Clara, CA, EE. UU.</td><td>33220A</td><td></td></tr><tr><td>Amplificador de RF</td><td>ENI, Rochester, NY</td><td>325 LA</td><td>Debe ser capaz de amplificar señales de < 1&#160; V en el rango de 1-2&#160; MHz a 25&#160; Vpp al piezoeléctrico.</td></tr><tr><td>Cámara CCD</td><td>Fotometría, Tucscon, AZ, EE. UU.</td> Microscopio invertido <td>CoolSnap HQ</td><td></td></tr><tr><td></td><td>Zeiss, Oberkochen, Alemania</td> Juego de filtros <td>Axiovert S100</td><td></td></tr><tr><td>FITC</td><td>Chroma Tech, VT, EE. UU</td>. <td>Objetivo SP101</td><td></td></tr>, <tr><td>10X</td><td>Zeiss, Oberkochen, Alemania</td> Osciloscopio <td>ACHROPLAN</td><td></td></tr><tr><td></td><td>Tektronix, Beaverton, OR, EE. UU</td><td>. TDS3014B</td><td>Para monitorear la salida de voltaje por el amplificador de RF</td></tr><tr><td>MatLab</td><td>Mathworks, Natick, MA, EE. UU</td>. <td>R2014a Software de</td> interfaz de controlador para integrar la <td></td></tr><tr><td>cámara fotométrica con el software LabVIEW</td><td>R Cubed, Lawrenceville, NJ, EE. UU</td>. <td>SITK</td><td></td></tr><tr><td>Tween 20</td><td>Sigma Aldrich, St. Lousi, MO, EE. UU</td>. <td>P9416</td><td></td></tr><tr><td>Verde dragón fluorescente 5.76 o 7.32&#160; y micro; m Beads</td><td>Bangs Laboratory, IN, EE. UU</td><td>. FS06F</td><td></td></tr><tr><td colspan="4">Materiales adicionales necesarios para el Paso 5: Separación automatizada Válvulas</td></tr><tr><td>multipuerto</td><td>VICI, Houston, TX, EE. UU</td>. <td>C25Z-3180EUHA</td><td>En la configuración actual se necesitan 4 válvulas Sensores de</td></tr><tr><td>caudal</td><td>Sensirion, Westlake Village, CA, EE. UU</td>. <td>SLI-1000</td><td></td></tr><tr><td>Tubo de fluoropolímero, .01 y .03" ID</td><td>IDEX, Roble Harbor, WA, EE. UU.</td><td>1902L y 1912L</td><td>PFA de alta pureza preferido</td></tr><tr><td>Tuerca</td><td>VICI, Houston, TX, EE. UU</td>. <td>ZN1PK-10</td><td>Se utiliza con férula para hacer conexiones entre tubos y válvulas. Referencias alternativas: MZN1PK-10, LZN1PK-10</td></tr><tr><td>Férula</td><td>VICI, Houston, TX, EE. UU</td>. <td>ZGF1PK-10</td><td>Se utiliza con tuerca para hacer conexiones entre tubos y válvulas. &nbsp;</td></tr><tr><td>LabVIEW</td><td>National Instruments, Austin, TX, EE. UU.</td><td>Sistema de desarrollo profesional LabVIEW</td><td>Software de automatización</td></tr><tr><td>de laboratorio PBS</td><td>Teknova, Hollister, CA, EE. UU</td>. <td>P0200</td><td></td></tr><tr><td>Células Raji</td><td>ATTC, Manassas, VA, EE. UU</td>. <td>Células CCL86</td><td></td></tr><tr><td>Boa Amablemente</td><td></td><td></td><td>proporcionadas por el Laboratorio DeRisi en UCSF</td></tr><tr><td>GGV</td><td></td><td></td><td>Amablemente proporcionado por el Laboratorio DeRisi en UCSF</td></tr><tr><td>DENV</td><td></td><td></td><td>Amablemente proporcionado por José Peña en LLNL</td></tr><tr><td>Coulter Counter Z2</td><td>Beckman Coulter, Brea, CA, EE. UU</td>. <td>Hemacitómetro Z2</td><td></td></tr><tr><td></td><td>Fisher Scientific, Waltman, MA, EE. UU.</td><td>0267151B</td><td></td></tr></tbody></table>

una plataforma de microfluidos para el procesamiento de precisión de pequeño volumen de la muestra y su uso para tamaño partículas biológicas separadas con un microdevice acústica

A Microfluidic Platform for Precision Small-volume Sample Processing and Its Use to Size Separate Biological Particles with an Acoustic Microdevice

Una ventaja importante de dispositivos de microfluidos es la capacidad de manipular pequeños volúmenes de muestra, reduciendo así los residuos de reactivos y la preservación de la muestra precioso. Sin embargo, para lograr la manipulación de la muestra robusto es necesario para hacer frente a la integración de dispositivos con el medio ambiente macroescala. Para llevar a cabo la separación de partículas repetible, sensible con los dispositivos de microfluidos, este protocolo presenta una plataforma de microfluidos automatizada e integrada completa que permite el procesamiento preciso de 0.15-1.5 ml muestras utilizando dispositivos de microfluidos. Los aspectos importantes de este sistema incluyen el diseño modular del dispositivo y los accesorios sólidos resultantes en el mundo fiable y flexible a chip conexiones, y manejo de fluidos totalmente automatizado que lleva a cabo la recogida de muestras de bucle cerrado, la limpieza del sistema de cebado y medidas para asegurar un funcionamiento repetible. Diferentes dispositivos de microfluidos pueden ser utilizados de forma intercambiable con esta arquitectura. Aquí incorporamos un dispositivo acoustofluidic, detalle su characterización, la optimización del rendimiento y demostrar su uso para el tamaño de la separación de las muestras biológicas. Mediante el uso de información en tiempo real durante los experimentos de separación, recogida de muestras está optimizado para conservar y concentrar la muestra. Aunque que requiere la integración de múltiples piezas de equipo, las ventajas de esta arquitectura incluyen la capacidad para procesar muestras desconocidas sin optimización adicional del sistema, la facilidad de sustitución del dispositivo, y preciso, robusto procesamiento de la muestra.

Las principales características del diseño del dispositivo acústico de microfluidos se destacan en la Figura 1, y se describen completamente en otro lugar. 15 En resumen, de lado a lado el flujo de dos corrientes de fluido en un canal de separación, separado de un canal de derivación en paralelo por una pared delgada de silicio. Dado que la fuerza de radiación magnitud primaria escalas con el volumen de las partículas, las partículas grandes migran fuera de la corriente de entrada mixta de muestra hacia el nodo de presión acústica situado en la corriente de fluido de recuperación adyacente, mientras que las partículas pequeñas permanecen en el flujo original (Figura 1B, C). La arquitectura de dos canales subdividido mejora la separación de partículas 17 y permite el ajuste de la posición de nodo utilizando diferentes fluidos de canal de derivación. 16 El tablero de fluidos y accesorios proporciona una plataforma robusta para el mundo a chip conexiones, y el diseño modular permite el cambio rápido entre los chips de fluidos (Figura 2). Este configuration permite asimismo las conexiones de fluido reversibles, que sellan hasta 1.000 psi, a realizar de forma rápida y fiable (Figura 2B, E). Los resonantes de frecuencia f res de un chip se puede estimar mediante cálculos analíticos 1D simples (consulte el paso 1.1.1). A partir de un modelo de elementos finitos en 2D más completa de nuestra sección transversal del dispositivo, 16 la posición de enfoque de resonancia esperada para 2-nodo es 225 m de la pared y la frecuencia esperada es 1,68 MHz. Sin embargo, res f de dispositivos reales pueden variar en ± 100 kHz, dependiendo de la temperatura de funcionamiento y el acoplamiento de las resonancias longitudinales y laterales. Por lo tanto, después del montaje del dispositivo, res f deben ser verificadas empíricamente a caudales relevantes y tensiones de accionamiento piezoeléctrico, tal como se describe en el paso 4 del protocolo. La Figura 3 muestra las exploraciones de frecuencia representante tomadas a 200 l / min,<html> con agua en los principales canales y de derivación, y 20 V pp suministrada al piezo. Cuando el acoplamiento entre el piezo y dispositivo de microfluidos es bueno, las partículas se concentran fuertemente a la frecuencia resonante, lo que resulta en un pico claro en la intensidad de fluorescencia y la migración a la posición de enfoque se esperaba (Figura 3A). Por el contrario, cuando hay mal acoplamiento, partículas no se centran bien y los resultados del análisis de frecuencia serán similares a la figura 3B. En tales dispositivos, puede ser necesario volver a montar, si un adhesivo reversible se ha utilizado el transductor piezoeléctrico; de lo contrario, este dispositivo no es adecuado cuando se enfoca de alta calidad o de flujo rápido son críticos para la aplicación requerida. Los datos en la Figura 3 informan a la elección de la frecuencia de funcionamiento para los experimentos posteriores, y el voltaje y el flujo gama tarifa disponible para partículas separación eficiente. archivos / ftp_upload / 53051 / 53051fig5.jpg &quot;/&gt; Figura 5. de tratamiento automatizado de la muestra. (A) Esquema de la muestra cargada en la bobina de la muestra. (B) perfil de flujo Representante de un experimento de la separación exitosa. (C) de flujo perfil de una separación ejecutar durante el cual la salida SPO obstruido aproximadamente a 220 seg. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53051/53051fig5large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a> Después de identificar los chips que son separadores eficaces, que se incorporan en el sistema representado en la Figura 4. Sistema total volumen de barrido se reduce al mínimo mediante el uso de tubos con 0,01 &quot;diámetro interior a lo largo de la trayectoria de flujo principal (líneas azules). La figura 5A ilustra el maquillaje de un tapón de muestra típica infundido a través del sistema. Se requiere una pequeña cantidad de &quot;tampón líder&quot; (~ 35 l) para precede la muestra en el flujo para eliminar las fluctuaciones de flujo mientras que la muestra se mueve a través del chip de separación. La Figura 5B muestra los datos de flujo resultantes de un exitoso experimento de separación acústica automatizado. Las principales características de una carrera exitosa incluyen: (1) un aumento transitorio en la tasa de flujo tanto en el LPO y SPO como se acumula presión y el fluido comienza a fluir a través del sistema, (2) un pico agudo que indica el paso de una burbuja de aire (la recuadro muestra un perfil ampliado de una sola burbuja), que debería llegar a la SPO antes de la LPO debido al flujo desigual de las dos salidas, (3) flujo estable a través de ambas salidas entre los dos burbujas de aire como la muestra se mueve a través del sistema, y (4) una disminución gradual en la velocidad de flujo en ambas salidas después de que el volumen de la muestra completa se entrega al sistema. Carreras problemáticas son inmediatamente evidentes a partir de perfiles de flujo similares a la figura 5C, donde aparece que la SPO se obstruyó después de aproximadamente 220 ​​segundos. En thi<html> s caso, un procedimiento de limpieza similar a la descrita en el Paso 5.3 se debe ejecutar para destapar el canal. <img alt="Figura 6" src="/files/ftp_upload/53051/53051fig6.jpg" /> Figura afinabilidad 6. Dispositivo: Tamaño de partículas y efectos de tensión. Porcentaje de microesferas de poliestireno extraídos en el LPO depende del tamaño de partícula y la tensión suministrada al piezocerámico. Cada línea corresponde a una tensión de servicio diferente a la frecuencia resonante, determinado como se describe en el Paso 4. caudal total a través del dispositivo es de 200 l / min, con frecuencias de accionamiento aplicada entre 1,62 y 1,64 MHz. Las barras de error representan la desviación estándar de al menos tres experimentos separados. Reproducido y modificado con autorización de la Real Sociedad de Química de http://pubs.rsc.org / es / contenido / ArticleLanding / 2014 / AN / c4an00034j.target = &quot;_ blank&quot;&gt; Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura. La Figura 6 muestra los resultados de separación compilados utilizando diversos tamaños de partículas de poliestireno y piezoeléctricos conducir tensiones que demuestran los parámetros de funcionamiento necesarios para la separación eficiente. En general, se requieren voltajes más altos (es decir, fuerzas acústicas mayores) para extraer las partículas más pequeñas, como se esperaba. Voltajes del disco no se puede aumentar indefinidamente, sin embargo, debido a una mayor disipación de calor y el aumento de los efectos de la transmisión acústica. 13 El argumento sirve como una guía general para partículas tamaños separación de partículas que muestran significativamente diferente de recuperación a una tensión unidad específica (por ejemplo, 10- y las partículas de 2 micras, con 8,8 V pp) se separarán también. En general, las poblaciones de partículas con una diferencia de gran tamaño, tales como virus (~ 100 nm) y células (~ 10 m) se pueden separar rápida y eficazmente, al igual que las células de diffErent tamaños (por ejemplo, 6-8 micras eritrocitos discoidales y 8-15 micras leucocitos). Las condiciones específicas necesarias para trabajar con otros tipos de células tienen que ser determinado empíricamente, como la forma celular, la densidad y la compresibilidad afectar a su contraste acústico, además de tamaño de celda. Con este fin, los procedimientos en la Etapa 4 son útiles para determinar las condiciones de separación utilizables para cualquier nuevo tipo de célula o partícula, y no sólo para evaluar la calidad de un dispositivo acoustophoresis particular. <img alt="Figura 7" src="/files/ftp_upload/53051/53051fig7.jpg" /> Figura 7. Separación de Eficiencia de Cell-Virus muestras adicionadas. Separación sea resultado de células Raji (A) con púas con el virus del dengue (DENV) y (B) células Raji y células de riñón de Boa pinchos con Virus Golden Gate (GGV). Los porcentajes recogidos se definen como la fracción de virus o células que salen de una específicala salida en comparación con la cantidad total que sale del chip. Las barras de error para (A) son la desviación estándar de 3 intentos, mientras que las muestras en (B) solamente se procesaron una vez debido a las bajas cantidades disponibles. 1x PBS se utilizó como fluido de tampón de muestra y la recuperación, con agua en el canal de derivación para todos los experimentos. Frecuencias de funcionamiento de viruta oscilaron entre 1,60 y 1,64 MHz, con tensiones de accionamiento entre 16 y 20 V pp. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53051/53051fig7large.jpg" target="_blank">Por favor haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a> Para demostrar la utilidad de esta plataforma para la separación de partículas biológicas, lo primero que usamos para procesar muestras biológicas bien caracterizados: células Raji humanos (10 5 células / ml, diámetro promedio 8.10 m 25) marcado con el virus del dengue (DENV, 10 5 pfu / ml, diámetro aproximado de 50 nm 26). Figura 7A muestra el porcentaje de células Raji y DENV recogidos tanto en el SPO y LPO (definida como la fracción de cada tipo de partícula recogido de cada salida en comparación con la cantidad total de cada partícula recogido del chip). El experimento se repitió por triplicado, y las células Raji se cuantificaron usando un contador Coulter, mientras que DENV se cuantificó usando una reacción en cadena de la polimerasa cuantitativa con transcripción inversa (RT-qPCR). A continuación, el rendimiento del sistema se probó en un escenario que es más realista para el procesamiento de muestras clínicas, en las que las características físicas exactas de las partículas puede ser desconocida, y las cantidades de muestra disponibles son más bajos. Aquí, se evaluó la separación de la recientemente identificado virus puerta de oro (GGV), un patógeno serpiente que infectan células renales boa constrictor. 27 El tamaño de la partícula viral GGV aún no se ha medido, pero desde GGV pertenece a la familia Arenaviridae, que es probable de unatamaño similar, entre 100 y 150 nm. 28 Se procesaron muestras con GGV pinchos (10 4 pfu / ml) en células Raji humanos (no un objetivo infección para el virus), y células de riñón de boa (objetivo infección para GGV, tamaño aproximado 10 27 micras), con ambos tipos de células en 10 células / ml 4. Como estaban disponibles en cantidades bajas estas muestras, separación sea resultado de sólo una carrera experimental se presentan en este trabajo. Figura 7B muestra el porcentaje de células Raji, células Boa y GGV obtuvieron de la SPO y LPO. Las células fueron cuantificados en estos experimentos por contar con un hemocitómetro y los virus se cuantificaron por RT-qPCR.

Este protocolo describe una arquitectura de sistema para realizar separaciones automatizadas de partículas de pequeño volumen (0,15-1,5 ml) utilizando un dispositivo microfluídico, y analiza métodos para optimizar el rendimiento y el funcionamiento del dispositivo acustofluídico.

Una plataforma de microfluidos para el procesamiento de precisión de pequeño volumen de la muestra y su uso para Tamaño partículas biológicas separadas con un Microdevice acústica

A major advantage of microfluidic devices is the ability to manipulate small sample volumes, thus reducing reagent waste and preserving precious sample. ...

El objetivo general de este procedimiento es realizar separaciones automatizadas de partículas en pequeños volúmenes utilizando un dispositivo microfluídico fotónico. Este método puede permitir procedimientos clave en el campo de la ingeniería biomédica, incluyendo el procesamiento robusto y la separación de muestras para aplicaciones de detección biológica e investigación clínica. Las principales ventajas de esta técnica son la modularidad, la precisión, la robustez y la automatización, lo que la hace adaptable y flexible no solo para la separación de retículos, sino también para una amplia variedad de dispositivos de separación microfluídicos de flujo continuo.Primero reconocimos la necesidad de esta capacidad para realizar rutinariamente separaciones de forma confiable en volúmenes de muestras biológicas submilimétricos sin una dilución significativa ni pérdida de analito. La integración del dosificado de muestras y la derivación automatizada desde los archivos de origen hasta los de recolección, junto con las operaciones estándar de la bomba de jeringa, es fundamental para trabajar con éxito a esta escala. Para comenzar el diseño, el dispositivo acústico reticulado y la distribución de las dos máscaras fotolitográficas se describen en la sección uno del protocolo de texto adjunto.Luego, patronee los puertos de fluido del lado posterior sobre un sustrato de silicio 1 0 0 pulido por ambas caras. Utilizando litografía fotolitográfica convencional con resist positivo, grabe esta geometría mediante grabado iónico reactivo profundo hasta una profundidad de 350 a 400 micrómetros. A continuación, gire el sustrato e invierta su orientación y patronee la geometría del canal de fluido del lado frontal.Una vez más, utilizando litografía fotográfica estándar con resistencia positiva, monte la oblea patroneada sobre una segunda oblea de silicio portadora en blanco. Utilizando la resistencia fotosensible, grave ahora los canales expuestos hasta una profundidad de 200 micrómetros. Mediante grabado reactivo profundo, sumerja luego la oblea del dispositivo en una solución desechadora de resistencia para separarla de la oblea de silicio en blanco.A continuación, limpie la oblea del dispositivo y una oblea de vidrio de borosilicato sin características de 0,5 milímetros de espesor utilizando solución de piraña. Una vez limpia, selle los canales de fluido mediante unión iónica de la oblea de vidrio y silicio utilizando las condiciones mostradas aquí. Finalmente, corte los chips individuales con una cuchilla de diamante en una cortadora, utilizando un kit de epoxi de baja viscosidad de dos componentes.Pese la proporción recomendada de ambos componentes y mézclelos completamente. Luego, coloque el cerámico piezoeléctrico de titanato de circonio de plomo o PCT en un soporte adecuado y use una pipeta para distribuir aproximadamente 10 microlitros de la mezcla de epoxi uniformemente sobre él, creando una capa delgada y homogénea. A continuación, coloque el chip en el soporte y alinee el lado con epoxi del cerámico piezoeléctrico con el chip microfluídico.Puede ser necesario fijar el chip con cinta para mantenerlo en su lugar durante la alineación. Sujete el conjunto en una morsa teniendo cuidado de no agrietar ninguno de los componentes, y cure a la temperatura y durante el tiempo recomendados por el fabricante del epoxi. Después de que el epoxi haya curado, utilice un soldador de punta fina para conectar cables delgados a cada lado del cerámico piezoeléctrico.Si es necesario, utilice el flujo adecuado para preparar la superficie de pizo. Tenga cuidado de mantener el contacto más breve posible con el pizo para evitar despolarlo térmicamente. Sujete el chip a una placa de fluidos mediante accesorios de sujeción.Además, sujete un ventilador de enfriamiento a la placa de pruebas para regular la temperatura durante los experimentos acústicos. A continuación, atornille los conectores del chip a los conectores externos. Monte la placa de pruebas sobre la platina del microscopio y conecte los conectores externos a los conectores del chip mediante tubos adicionales en las entradas y salidas.Utilizando uniones roscadas estándar de cuarto de pulgada 28. Para un tubo de dieciseisavo de pulgada, conecte el chip microfluídico a la bomba de jeringa, a las válvulas de selección multipuerto controladas por computadora, a los medidores de flujo conectados a la PC y a los tubos, como se muestra aquí y se describe en la figura cuatro del protocolo de texto adjunto. Antes de realizar la separación, llene los depósitos de reactivos de limpieza y purgue las líneas de fluido correspondientes.Asimismo, configure las válvulas tres y cuatro en las salidas del chip para que inicialmente fluyan hacia los depósitos de desecho. A continuación, encienda el ventilador de enfriamiento. Conecte los cables del cerámico piezoeléctrico al amplificador de potencia y ajuste el generador de funciones a la frecuencia resonante del chip acústico que se esté utilizando.Ajuste el punto de ajuste de voltaje en el generador de funciones para que el amplificador de RF emita entre 12 y 25 voltios de pico a pico, según sea apropiado para la separación deseada. Luego, conecte los viales de recolección adecuados y el vial de entrada del tampón al sistema. Utilice el tampón de muestra adecuado para las células o partículas que se van a separar o según lo requiera el ensayo de análisis que se utilizará después de la separación.A continuación, cargue el software de control y utilícelo para controlar las válvulas, los sensores de flujo y la bomba con el fin de realizar la rutina de cebado y separación completamente automática. Inmediatamente antes de iniciar el procedimiento de separación, agite brevemente el vial de muestra en vórtex para resuspender cualquier partícula que pueda haberse sedimentado. Alternativamente, aspire y expulse la muestra con una pipeta 10 veces para mezclar muestras biológicas que sean más susceptibles al daño o a la formación de grumos por agitación en vórtex.Luego, conecte el vial de muestra a la línea de entrada e inicie sin demora la rutina de cebado y separación. Comience utilizando el software para cebar la entrada de aire de las válvulas uno y dos, a fin de asegurar que los tubos no contengan fluido. Al mismo tiempo, cebe los tubos que conectan el vial de entrada del tampón a la válvula dos y el vial de entrada de la muestra a la válvula uno.Haga que la bomba de jeringa aspire aproximadamente 15 microlitros de ambos viales para llenar completamente el tubo, conectándolos a las válvulas. Finalmente, cambie las válvulas uno y dos hacia el desecho para expulsar cualquier exceso de fluido o aire que haya entrado en la bobina de carga. A continuación, configure el programa para cargar la bobina de muestra primero aspirando 25 microlitros de aire a 50 microlitros por minuto.Luego cargue 250 microlitros de muestra a 200 microlitros por minuto, seguido de 35 microlitros de tampón líder a 200 microlitros por minuto, y finalmente, otros 25 microlitros de aire a 50 microlitros por minuto. A continuación, configure las bombas de jeringa para infundir los tapones de fluido cargados a 100 microlitros por minuto y supervise las velocidades de flujo en las salidas de partículas pequeñas y grandes mediante sensores de flujo. La proporción de flujo adecuada puede determinarse como se describe en el protocolo de texto adjunto.Cuando los sensores de flujo detecten un pico en la velocidad de flujo que indique el paso del primer espacio de aire, cambie la válvula de salida correspondiente del vial de desecho al vial de recolección de muestra. Asegúrese de que el flujo sea estable mientras la muestra atraviesa el chip y se separa, observando las lecturas de los sensores de flujo. A medida que la muestra pasa a través del chip, las fracciones separadas se recogen en las válvulas de salida.Al final del tapón de muestra, observe el sensor de flujo y detecte el segundo espacio de aire. En este momento, cambie las válvulas de salida nuevamente hacia el desecho. Después de dispensar el volumen completo, detenga la infusión de la bomba de jeringa y finalice la rutina de automatización.Una vez finalizado el experimento de separación, desconecte los viales de recolección de muestras de partículas pequeñas y grandes y guárdelos adecuadamente para su posterior análisis. Coloque el tubo de recolección de muestras en viales vacíos para recoger las soluciones de limpieza en exceso que se eliminarán a través de los tubos. A continuación, inicie la rutina automatizada de limpieza del sistema según se describe en el protocolo de texto adjunto.Durante este proceso, el programa controlará las válvulas y la bomba de jeringa para cargar secuencialmente la bobina de retención con reactivos de limpieza y pasarlos a través del sistema. Una vez finalizado el proceso automatizado de limpieza y descontaminación, deseche las soluciones de lavado en exceso y los viales en los que se recolectaron, siguiendo los procedimientos adecuados para el manejo de residuos biológicos o químicos. Aquí se muestra un barrido de frecuencia representativo de un dispositivo piezo y microfluídico bien acoplado.Cuando el acoplamiento entre el pizo y el dispositivo microfluídico es bueno, las partículas se enfocan estrechamente en la frecuencia resonante, lo que resulta en un pico claro en la intensidad fluorescente y en la migración hacia la posición de enfoque esperada. En contraste, cuando existe un acoplamiento deficiente, las partículas no se enfocan adecuadamente y el dispositivo no es adecuado cuando un enfoque de alta calidad o un flujo rápido son fundamentales para la aplicación requerida. Cada línea en este gráfico representa los resultados de separación utilizando distintos tamaños de partículas de poliestireno y voltajes de accionamiento del pizo.En general, se requieren voltajes más altos para extraer partículas más pequeñas. Sin embargo, los voltajes en seco no pueden aumentarse indefinidamente debido a una mayor disipación de calor y a los efectos crecientes del flujo acústico. Para demostrar la utilidad de esta plataforma en la separación de partículas biológicas, se agregaron células humanas Raji, con un diámetro promedio de ocho a 10 micrómetros, junto con el virus del dengue, que tiene un diámetro aproximado de 50 nanómetros, y luego se separaron utilizando el dispositivo microfluídico acústico.Una vez que se ensambla y programa un sistema como este, las separaciones pueden realizarse rutinariamente en aproximadamente cinco minutos. Se pueden procesar alrededor de tres muestras por hora con limpieza y descontaminación completas entre muestras. Tras seguir este procedimiento, se pueden realizar otros métodos, como recuento celular, inmunotransferencia (western blotting) o secuenciación de nueva generación, para confirmar la pureza de la separación y elucidar su significado biológico.Después de ver este video, debería tener una buena comprensión de cómo fabricar un dispositivo típico de separación microfluídico. Utilice conexiones de mundo al chip para interconectarse con el hardware y ejecutar un procedimiento de separación automatizado de manera precisa y robusta. No olvide que trabajar con materiales infecciosos puede ser extremadamente peligroso y debe realizarse únicamente por personal debidamente capacitado, utilizando el equipo y los procedimientos biológicos de seguridad prescritos institucionalmente.

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Research

Investigación

JoVE Journal

Bioengineering

Bioingeniería

Fuente: Choi, H. J., et al. Acústica microfluídica para la separación fluvial de bacterias gramnegativas mediante perlas de afinidad de aptámeros. J. Vis. Exp. (2022)Este video demuestra el método de separar selectivamente bacterias gramnegativas de una muestra bacteriana mixta utilizando microperlas recubiertas de aptámero y fuerzas acústicas dentro de un chip microfluídico.

Acústica asistida por aptámeros para la separación microfluídica de bacterias gramnegativas

En este video lo primero que describen los procedimientos de fabricación y operación de una onda acústica de superficie (SAW) dispositivo de contraflujo acústico. Se demuestra a continuación, un montaje experimental que permite tanto la visualización del flujo cualitativo y el análisis cuantitativo de los flujos de complejos dentro del dispositivo de bombeo SAW.

Fabricación, operación y visualización del flujo en la superficie-acústico de ondas impulsadas Microfluídica Acústica contraflujo

En este artículo se presenta un chip de microfluidos para el análisis de células individuales. Permite la cuantificación de las proteínas intracelulares, enzimas, cofactores, y segundos mensajeros por medio de ensayos fluorescentes o inmunoensayos.

Un chip de microfluidos para el análisis químico versátil de células individuales

Aquí, demostramos un método de producción simple para microgotas de agua en aceite (W/O) monodispersas de tamaño controlable utilizando un dispositivo microfluídico centrífugo de base capilar. Este método requiere solo un pequeño volumen de muestra y permite una producción de alto rendimiento. Esperamos que este método sea útil para análisis bioquímicos y celulares rápidos.

Dispositivo de microfluidos centrífuga basada en capilar para la Formación Tamaño-controlable de monodisperso microgotas

Acoustofluidic dispositivos utilizan ondas ultrasónicas dentro de los canales de microfluidos para manipular, concentrar y aislar micro suspensión y entidades nanoscópicas. Este protocolo describe la fabricación y el funcionamiento de tal dispositivo de soporte ondas estacionarias acústicas a granel para centrarse partículas en una línea de corriente central sin la ayuda de fluidos de la vaina.

Fabricación y funcionamiento de los dispositivos de apoyo a granel Acoustofluidic ondas acústicas pie para Sheathless Centrándose de partículas

Aquí, presentamos un protocolo para aislar y cultivar células individuales con una plataforma microfluídica, que utiliza un nuevo concepto de diseño de micropozos para permitir el aislamiento de células individuales de alta eficiencia y el cultivo clonal a largo plazo.

Una plataforma microfluídica para el aislamiento de gran procesamiento de celda única y Cultura

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.

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

Se presenta un protocolo para la manipulación de las micropartículas en un canal de microfluidos con una excitación de doble frecuencia.

Manipulación de micropartículas de pie ondas acústicas superficiales con excitaciones de doble frecuencia

Este protocolo describe el montaje y la operación de un dispositivo acoustofluidic de bajo costo para la entrega molecular rápida a las células vía el sonoporation inducido por los agentes del contraste del ultrasonido.

Montaje Y Operación De Un Dispositivo Acoustofluidic Para La Entrega Mejorada De Compuestos Moleculares A Las Células

Este documento describe la fabricación y operación de chips acústoforeticos microfluídicos utilizando la técnica de acustoforesis microfluídica y microperlas modificadas con aptámero que se pueden usar para el aislamiento rápido y eficiente de bacterias Gram-negativas de un medio.

Acustoforesis microfluídica para la separación fluvial de bacterias gramnegativas utilizando perlas de afinidad aptámero

El presente protocolo describe una plataforma microfluídica neumática que se puede utilizar para una concentración eficiente de micropartículas.

Plataforma microfluídica accionada neumáticamente para la concentración de micropartículas

Aprenda a realizar separaciones automatizadas de partículas en pequeños volúmenes utilizando un dispositivo microfluídico acústico. Este método mejora la precisión y robustez en aplicaciones de ingeniería biomédica y investigación clínica.

Una plataforma de microfluidos para el procesamiento de precisión de pequeño volumen de la muestra y su uso para Tamaño partículas biológicas separadas con un Microdevice acústica (Video) | JoVE Journal

Una plataforma de microfluidos para el procesamiento de precisión de pequeño volumen de la muestra y su uso para Tamaño partículas biológicas separadas con un Microdevice acústica

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