Uso de pinzas ópticas duales y microfluídica para estudios de moléculas individuales

La fijación de puertos para acoplar a jeringas con tubos es fundamental porque, cuando se hace bien, no hay fugas, no hay burbujas en la celda de flujo, y los experimentos se pueden hacer repetidamente usando la misma celda de flujo durante un período de un año con un uso cuidadoso. Aquí, se presentarán dos métodos simples para conectar los conectores a las celdas de flujo. Estos son fáciles, son reproducibles y permiten al investigador adaptar fácilmente la celda de flujo a sus necesidades sin demasiados problemas.

El uso de estas células de flujo se realizó con experimentos de moléculas individuales en mente. En particular, lo que llamamos bioquímica visual, pero se pueden utilizar en cualquier estudio donde se requiera microfluídica y en situaciones donde se vaya a utilizar el flujo de fluido de la lámina. Entonces, para evitar errores, en lugar de usar valiosas celdas de flujo para establecer las técnicas, sugeriría practicar primero en un tobogán de vidrio o en un cubreobjetos.

Esto le permitirá a uno tener una idea del vidrio o los materiales PDMS para saber cómo manejarlos y cuánta fuerza aplicar al insertar tubos o unir los conectores. Esto requerirá sacrificar algunos conectores, pero son mucho más baratos que las celdas de flujo. Comience colocando la celda de flujo sobre una superficie plana y limpia.

Sostenga el tubo de PTFE a tres milímetros del extremo libre con pinzas y empuje el tubo hacia el puerto. Repita este procedimiento para cada uno de los puertos restantes. Conecte los puertos de entrada a la bomba de jeringa y la salida a una botella de desecho.

Llene cada jeringa de vidrio con un mililitro de metanol de grado espectrofotométrico y conéctelos a una válvula de conmutación. Asegúrese de que la válvula tenga la salida dirigida a los desechos y purgue cada línea con 50 microlitros de metanol. Cambie la posición de salida a la celda de flujo y bombee 800 microlitros de metanol a través de la celda de flujo a un caudal de 100 microlitros por hora para humedecer las superficies y eliminar burbujas.

Al día siguiente, repita este proceso utilizando 800 microlitros de agua ultrapura. La celda de flujo ya está lista para su uso. Si se van a utilizar conectores de tubería de ajuste a presión, retire con cuidado la cinta adhesiva de un lado del conector y colóquela sobre el orificio en el portaobjetos del microscopio.

Presione hacia abajo durante unos segundos. Repita el proceso para los conectores restantes. Luego coloque la celda de flujo sobre una superficie plana limpia.

Sostenga el tubo de PTFE a tres milímetros del extremo libre y empuje el tubo hacia el orificio en el puerto. Repita este procedimiento para cada uno de los puertos restantes. Conecte el tubo de las entradas a las válvulas de conmutación.

Coloque el accesorio sobre una superficie limpia y plana o sobre un colector hecho a medida para mantener la celda de flujo y los conectores en su lugar mientras se produce la unión. Coloque la celda de flujo en la sección empotrada del colector, luego coloque una pequeña cantidad de pegamento de vidrio en la parte inferior del conjunto e inserte el sello. Coloque el nano puerto sobre uno de los orificios de entrada en el portaobjetos del microscopio.

Empuje suavemente hacia abajo y manténgalo en su lugar sin movimiento lateral. Repita el proceso para los puertos restantes. Dejar secar o sujetar en su lugar en el colector.

Retire suavemente la celda de flujo del colector y asegúrese de que los conjuntos se alineen bien con los puertos de entrada en la celda de flujo. Coloque una celda de flujo en la platina del microscopio y conecte el tubo usando los conectores apretados para los dedos. Llene cada jeringa de vidrio con un mililitro de metanol de grado espectrométrico fotométrico.

Conecte cada jeringa a una válvula conmutadora. Asegúrese de que la válvula tenga la salida dirigida a los desechos y purgue cada línea con 50 microlitros de metanol. Cambie la posición de salida a la celda de flujo y bombee 800 microlitros de metanol a través de la celda de flujo a un caudal de 100 microlitros por hora.

Al día siguiente, repita este proceso utilizando 800 microlitros de agua ultrapura. La medición de la potencia de salida se muestra aquí. La potencia de salida del láser se mide antes de instalar el cabezal láser en el diseño óptico.

Una vez que se realiza la alineación de la trampa, la potencia del haz se mide después del objetivo de 100 x para cada trampa. Las imágenes demuestran la captura óptica estable de perlas fluorescentes de un micrómetro. Aquí F es una trampa fija, y M es una trampa móvil.

Con la trampa móvil en el modo de escaneo moviéndose a través de un círculo pequeño o grande a 30 hercios. El flujo de fluido dentro de la celda de flujo es laminar. El esquema muestra la celda de flujo desde la parte superior para demostrar que la difusión entre canales es la principal fuente de mezcla entre las corrientes de fluido adyacentes.

Las flechas azules indican la dirección del flujo y las corrientes individuales son de color, blanco, gris claro y blanco. Las regiones de ensanchamiento de la difusión transversal entre canales se indican en rojo. El recuadro muestra una imagen de fluorescencia de las corrientes de fluido adyacentes a un aumento de 10 veces con complejos de perlas de ADN marcados con fluorescencia en la corriente inferior y amortiguadores solo en la corriente superior.

Las manchas blancas en la corriente superior son ruido de disparo de la cámara CCD. El perfil de flujo y las células de flujo laminar son parabólicas. La celda de flujo se ve desde un lado y la dirección del flujo se indica encima de cada celda.

La velocidad lineal de la perla se ve afectada por la velocidad de la bomba y la concentración de sacarosa. La fuerza opuesta en una perla se ve afectada por la viscosidad de la solución. El diámetro del cordón influye en la fuerza sobre las perlas bajo flujo.

Al intentar este procedimiento, asegúrese de que el área en la que está trabajando esté limpia y de que haya limpiado las superficies de vidrio con metanol o acetona de grado espectrométrico. En esta etapa, debe tener una celda de flujo que llegue a su bomba de jeringa y ahora está listo para presentar sus soluciones y comenzar los experimentos de pinzas ópticas. El uso de células de flujo, que se pueden usar durante largos períodos de tiempo, ha permitido a los investigadores investigar una variedad de reacciones de moléculas individuales donde se miden fuerzas, las reacciones se visualizan por fluorescencia o una combinación de ambas.