Profitant de interaction réduite des gouttelettes de la surface pour optimiser le transport de Bioanalytes en microfluidique digitale

Résumé

Le protocole de fabrication et d’exploitation des dispositifs de démouillage de champ (Field-DW) est décrit, ainsi que les études préliminaires des effets des champs électriques sur le contenu des gouttelettes.

Résumé

La microfluidique numérique (DMF), une technique de manipulation des gouttelettes, est une alternative prometteuse pour le développement de plateformes de « lab-on-a-chip ». Souvent, le mouvement des gouttelettes repose sur le mouillage d’une surface, directement associé à l’application d’un champ électrique ; Les interactions de surface, cependant, rendent le mouvement dépendant du contenu en gouttelettes, ce qui limite l’étendue des applications de la technique.

Certaines alternatives ont été présentées pour minimiser cette dépendance. Cependant, ils reposent sur l’ajout d’espèces chimiques supplémentaires à la gouttelette ou à son environnement, qui pourraient potentiellement interagir avec des fractions de gouttelettes. Pour relever ce défi, notre groupe a récemment développé des dispositifs Field-DW pour permettre le transport de cellules et de protéines dans le DMF, sans additifs supplémentaires.

Ici, le protocole pour la fabrication et le fonctionnement du dispositif est fourni, y compris l’interface électronique pour le contrôle du mouvement. Nous poursuivons également les études avec les dispositifs, montrant que des organismes modèles multicellulaires, relativement grands, peuvent également être transportés, sans doute non affectés par les champs électriques nécessaires au fonctionnement du dispositif.

Introduction

La miniaturisation des dispositifs qui fonctionnent avec des liquides est d'une importance primordiale pour le développement de plates-formes "lab-on-a-chip». En ce sens, les deux dernières décennies ont vu un progrès significatif dans le domaine de la microfluidique, avec une variété d'applications. ^1-5 Contrastant avec le transport de fluide dans les canaux fermés (canal microfluidique), DMF manipule gouttelettes sur des réseaux d'électrodes. L'un des mérites les plus attrayants de cette technique est l'absence de pièces mobiles pour le transport de fluides, et le mouvement est immédiatement arrêté en désactivant signaux électriques. ....

Protocole

NOTE: Dans les procédures décrites ci-dessous, les consignes de sécurité de laboratoire doivent toujours être respectées. Il est particulièrement important de la sécurité lorsqu'ils traitent avec haute tension (> 500 V) et manipulation de produits chimiques.

1. revêtement d'un substrat conducteur avec la suie de bougie

1. Cut cuivre métal en rectangles (75 x 43 mm, 0,5 mm d'épaisseur). Nettoyez chaque substrat de cuivre par immersion dans de gravure de cuivre pour environ 30 secondes, laver avec de l'eau du robinet pendant environ 20 secondes, et sécher sur papier.
   NOTE: Si vous utilisez la méthode 1 ci-dess....

Résultats

Auparavant, nous avons utilisé les appareils de terrain-DW pour permettre le mouvement des protéines dans le DMF. En particulier, les gouttelettes avec de l'albumine de sérum bovin (BSA) peuvent être déplacés à une concentration 2000 fois plus élevée que celle rapportée précédemment par d'autres auteurs (sans additifs). Cela était dû à l'interaction réduite entre gouttelettes et surface; La figure 4 montre une gouttelette contenant étiquetées par fluorescence BSA (voir Freire et al ⁹.......

Discussion

L'étape la plus critique de ce protocole est la protection de la couche de suie, directement associée à la réussite dans les gouttelettes en mouvement. Métallisation de la couche de suie (méthode 1 ci-dessus) permet à près de 100% de réussite de la fabrication. Toutefois, la durée de fonctionnement maximale est d'environ 10 min; éventuellement, les fractions sont gouttelettes mouillent la suie à travers des trous dans la couche de métal. Le revêtement de la couche de suie avec le liquide fluoré est l'alterna.......

Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article

Nom	Entreprise	Numéro de catalogue	Commentaires
		à la paraffine	N’importe quelle bougie à la paraffine
Système de pulvérisation Denton	Vacuum, Moorestown, NJ		Etude de pulvérisation Desk V HP équipé d’une cible Au.  ;
1-dodécanéthiol	Sigma-Aldrich	471364
Téflon	Dupont	AF-1600
Fluorinert FC-40	Sigma-Aldrich	F9755	Liquide fluoré : Préparez la résine téflon-AF dans le Fluorinert FC-40, 1:100 (p/p), pour créer le revêtement hydrophobe.
Logiciel de conception graphique -Adobe Illustrator	Adobe Systems		D’autres logiciels peuvent également être utilisés.
Dupont	LF9110		de cuivre
	Xerox	Phaser 6360 ou similaire	Vérifiez la compatibilité avec « noir riche » ou « noir d’enregistrement » (voir texte).
Cuivre Etchant	Transene	CE-100
Film perfluoroalcoxy (PFA)	McMaster-Carr	84955K22
Breadboard	Allied Electronics	70012450 ou similaire	Assez grand pour permettre l’assemblage de 10 pilotes.
Carte de circuit universel	Allied Electronics	70219535 ou similaire
Connecteur	Allied Electronics	5145154-8 ou similaire
Carte de commande et programme de commande (logiciel LabView)	National Instruments	NI-6229 ou similaire
Amplificateur haute tension	Trek	PZD700
Condensateurs C et C1, 100 nF, 60 V	Allied  ;
8817183 Transistor T, NPN	Allied  ;
Diode D, 1N4007	Allied  ;
2660007 Relais  ;	Alliés  ;
Système de visualisation	Edmund Optics	VZM 200i ou similaire	Grossissement du système 24X – ; 96X. Il est combiné avec une caméra couleur CCD Hitachi KP-D20B 1/2 po.
Enregistreur	Sony	GV-D1000 NTSC ou similaire	Il est relié à la caméra par un câble S-vidéo.
Simulations	COMSOL Multiphysics	V. 4.4