Picoinjection de microfluidique Drops Sans électrodes métalliques

Résumé

Nous avons mis au point une technique pour picoinjecting gouttes microfluidiques qui ne nécessite pas des électrodes métalliques. En tant que tel, les dispositifs incorporant notre technique sont plus simples à fabriquer et à utiliser.

Résumé

Les méthodes existantes pour picoinjecting réactifs en gouttes microfluidiques nécessitent des électrodes métalliques intégrés dans la puce microfluidique. L'intégration de ces électrodes ajoute des étapes fastidieuses et sources d'erreurs dans le processus de fabrication de l'appareil. Nous avons développé une technique qui évite les besoins des électrodes métalliques pendant picoinjection. Au lieu de cela, il utilise le fluide d'injection elle-même comme une électrode, étant donné que la plupart des réactifs biologiques contiennent des électrolytes dissous et sont conductrices. En éliminant les électrodes, nous réduisons dispositif le temps de fabrication et de la complexité, et faisons les dispositifs plus robuste. En outre, notre approche, le volume d'injection dépend de la tension appliquée à la solution de picoinjection; ce qui nous permet d'ajuster rapidement le volume injecté par modulation de la tension appliquée. Nous démontrons que notre technique est compatible avec des réactifs comportant des composés biologiques courants, y compris des tampons, des enzymes et des acides nucléiques.

Introduction

Dans la microfluidique à base de gouttelettes, gouttelettes aqueuses l'échelle du micron sont utilisés comme "tubes à essai" pour des réactions biologiques. L'avantage de réaliser des réactions dans les minuscules gouttelettes est que chaque goutte utilise seulement quelques pl de réactif et, avec la microfluidique, les gouttes peut être formée et traitée à taux de kilohertz ^1. Ces propriétés combinées, permettent des millions de réactions avec des cellules individuelles, des molécules d'acide nucléique, ou des composés à accomplir en quelques minutes avec ul de matière totale.

Pour utiliser des gouttes pour les app....

Protocole

1. Conception Dimensions de l'appareil et de topologies Basé sur Experimental besoins à l'aide Conception Assistée par Ordinateur (CAO)

Remarque: Sélection des diamètres de canaux d'émulsion plus petites que celles des gouttelettes sphériques. Cela force les gouttelettes en une forme "saucisse" ou cylindrique et permet picoinjection plus efficace. Pour nos besoins, nous avons conçu 30 x 30 um canaux de gouttelettes qui étaient de 50 m de diamètre.

1. picoinjection site de modèle (s) après ceux décrits par Abate et al. ³ à l'exception que les canaux pour les électrodes métalliques sont éliminés, ....

Résultats

Les images microscopiques prises sur le site de picoinjection montrent que l'électrification du fluide picoinjection suffit à déclencher l'injection (figure 2). Le volume injecté peut être commandée par la modulation de l'amplitude de la tension appliquée, avec des tensions plus élevées permettant des volumes d'injection plus élevées. On trace le volume d'injection par rapport à l'amplitude de la tension appliquée pendant trois molarités représentatifs de fluide d'injection d.......

Discussion

La relation entre le volume d'injection et la tension appliquée dépend de nombreux facteurs, notamment des dimensions de l'appareil, la longueur de la tuyauterie transportant le fluide de picoinjection au dispositif, la molarité de fluide de picoinjection, et la vitesse des gouttelettes lors de leur passage, ils injecteur. Pour cette raison, nous recommandons que la relation entre le volume / tension se caractérise avant chaque exécution de picoinjection en mesurant les volumes d'injection sur les bords des .......

Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article

Nom	Entreprise	Numéro de catalogue	Commentaires
Seringues Luer-Lok&trade ; 1 ml	BD Medical	309628
LocTite Adhésif durci aux UV	Henkel	35241
PE-2 tubing	Scientific Commodities	BB31695-PE/2
Novec HFE-7500	3M	98-0212-2928-5
NaCl	Sigma Aldrich	S9888
Tubes	à centrifuger de 1,5 mlEppendorf	22363531
BD Falcon Tube de 15 ml	BD Biosciences	352097
Pompe de contrôle de la pression d’air	Control Air Inc.		Nous en recommandons un sous le contrôle d’un DAQ et d’un logiciel de contrôle
Les pompes à seringues	New Era		Doivent être capables de contenir des seringues de 1 ml et de s’écouler à des débits aussi bas que 100 μ ; l/h
Amplificateur			Doit être capable d’une amplification 1 000x de signaux entre 0,01 et 10 V
Collage/nettoyant plasma	Harrick Plasma
3" plaquettes de silicium	Sigma Aldrich	647535
PDMS	Dow Corning		Sylgard 184 avec agent de durcissement doit être inclus
SU-8 photoresist	MicroChem		La viscosité dépend des dimensions de l’appareil

HV