מערכות התגובה מעבדה-ב--שחרור מאפשרים יישום רב תכליתי של תגובות מורכבות בקנה מידה microfluidic. פלטפורמה הופעה אוטומטית של מטריצה 3 x 3 של סלילים אלקטרומגנטיים פותחה נהגה בהצלחה מיזוג שני 10 µL microreactors, ובכך ליזום לתגובה אנזימטי של הקופה נוזלי המתקבל.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
טיפות מימית משמש Microreactors אנזימטיות, הופעה אלקטרומגנטית שלהם
במאמר זה
סיכום
תקציר
עבור יישום מוצלח של מערכות התגובה microfluidic, כגון PCR ואלקטרופורזה, התנועה של אמצעי אחסון נוזלי קטן הוא חיוני. בקונבנציונלי מעבדה-ב--צ'יפ-פלטפורמות, ממיסים ודוגמאות מועברים בערוצים microfluidic מוגדר עם התקנות בקרת זרימה מורכבים. פלטפורמת הופעה droplet המובאת כאן היא אלטרנטיבה מבטיחה. זה ניתן להזיז טיפה נוזל (microreactor) על משטח מישורי של פלטפורמה התגובה (lab-ב--שחרור). הופעה של microreactors על פני השטח הידרופוביות של הפלטפורמה מבוססת על השימוש של כוחות מגנטיים על המעטפת החיצונית של הטיפות נוזלי אשר עשוי משכבה דקה של חלקיקים מגנטיט superhydrophobic. פני השטח הידרופוביות של פלטפורמת יש צורך למנוע קשר בין פני השטח כדי לאפשר תנועה חלקה של microreactor הליבה נוזלי. על הרציף, microreactors אחד או יותר עם אמצעי אחסון של 10 µL שאפשר למקמו ולשנות סימולטנית. הפלטפורמה עצמה מורכבת מטריצה 3 x 3 של סלילי כפול חשמל להכיל ליבות ניאודימיום או ברזל. מעברי צבע השדה המגנטי נשלטים באופן אוטומטי. מאת וריאציה של מעברי צבע השדה המגנטי, מעטפת הידרופובי מגנטי של microreactors ניתן לטפל באופן אוטומטי להעביר את microreactor או לפתוח את המעטפת הפיכה. התגובות של סובסטרטים ואנזימים המתאים יכול להיות ביוזמת מיזוג של microreactors או להביא אותם לידי מגע עם משטח זרזים קיבוע.
מבוא
יישומים טכניים עם תגובות מיקרו מתבצעות בעיקר בצ'יפס microchannel מוגדר מראש. מערכות אלו הן נרחב הקים ותיאר באופן מקיף בספרות (אינטר עאליה 1,2,3). בשנת 2011, המחזור של טכנולוגיות microfluidic ברחבי העולם הסתכם בכ-6.2 מיליארד יורו 4. לעומת זאת, השימוש של הכור מיקרו מטלטלין בחופשיות תאים בעבר רק וצילומי לאור במידה מצומצמת. השיטה הנפוצה ביותר להעברת מימית טיפות מיקרו הוא electrowetting 5. שיטות אחרות של תנועת טיפות על משטחים מבוססות על שדות חשמליים 6, כוח מגנטי 7 או הופעה אקוסטית
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פרוטוקול
1-Hydrophobization של חלקיקים מגנטיים
- לסינתזה של החלקיקים המגנטיים הידרופוביות, להוסיף 0.85 g FeCl 3 hexahydrate (3.14 אינצ mmol) 0.30 g FeCl 2 tetrahydrate (1.51 mmol) 200 מ ל פתרון מים/אתנול (4:1 v/v).
- כדי תערובת זו, הוסף 0.20 מ ל 1H. 1H, 2 H, 2H-Perfluorooctyltriethoxysilane (PFOTES) (5.23 mmol) עם בחישה נמרצת על ידי פגים (500 סל ד). לבצע הסינתזה באווירה גז אינרטי (N 2) באמצעות בקבוקון סיבוב המדרגה עם פקק על מנת למנוע חמצון המשני של החלקיקים מגנטיט.
- להתאים את הירידה פתרון חכם עם פתרון אמוניה מימית (1.5 M) pH של 8 (pH נקבע על ידי מד pH). מוסיפים את הפתרון עבור 24 שעות ביממה באמצעות של פגים.
- לה....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
תוצאות
חלקיקי מעטפת יש קוטר של בסביבות 640 ננומטר. חלקיקים magnetizable בסוגריים את חלקיקי מעטפת fluorosilane יש קטרים בטווח בין 22 ננומטר ו-37 ננומטר. Microreactor 5 µL עם מים כמו גרעין נוזלי הייתה זווית הקשר של בסביבות 160°.
הכוח הנדרש כדי להזיז microreactor 10 µL כפי שתוארה לעיל היא µN ± 0.08 1.34. איור 1 מציג את הכוח האלקטרומגנטי של סליל עם windings 4,500 של חוטי נחושת של ליבת ברזל פנימי מופעל עם 58 mA.......
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
דיון
השימוש המוצלח של microfluidic טכנולוגיות, חשוב לעבור שעוצמת התגובה המתאים לדרישות של סינתזה ביוטכנולוגי, ניתוחים. פלטפורמת הופעה המובאת כאן מאפשרת לך להעביר טיפות microfluidic על-ידי כוח מגנטי. התנועה יכולה להתבצע באופן חופשי בשני מימדים על משטח מישורי של פלטפורמה תגובה על-ידי תחימת הירידה נוזלי עם פגז superhydrophobic מגנטי. לפיכך מערכת חלופית לערוצים microfluidic מראש עם התקנות בקרת זרימה מורכבים, כמו בשימוש מערכות microfluidic המקובלת, לעבור ממיסים ודוגמאות הוא הציג. הופעה אוטומטית של טיפות תגובה קטנה ולכן הוא פישוט מ.......
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
גילויים
המחברים אין לחשוף.
תודות
המחברים רוצה להכיר את DFG על התמיכה.
....הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
חומרים
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| מדפסת תלת מימד | FelixPrinters | Pro1 | |
| 10-אצטיל-3,7-דיהידרוקסיפנוקסאזין (אדום אמפלקס) | Life Technologies | A12222 | |
| אמוניום הידרוקסיד | TU-KL | 1072 | |
| תוכנת CAD | סימנס | סולד קצה | |
| מכשיר מדידת זווית מגע | Dataphysics | OCA 20 | |
| צילינדר מגנט | Webcraft GmbH | S-04-13-N | https://www.supermagnete.de/stabmagnete-neodym-rund/stabmagnet-durchmesser-4mm-hoehe-12.5mm-neodym-n42-vernickelt_S-04-13-N |
| דיפוטסיום פוספט | ברנד קראפט | 7758-11 | |
| תנור ייבוש | קלסר | FD 115 | |
| אתנול | סיגמא-אולדריץ' | 68-17-5 | |
| FeCl2 tetrahydrate | TU-KL | 1625 | |
| FeCl3 hexahydrate | TU-KL | 1622 | |
| בדיקה פלואורסצנטית | PerkinElmer | LS 55 | |
| חזרת פרוקסידאז | קארל רוט | 9003-99-0 | |
| מי חמצן | Th.Geyer GmbH & Co | 7722-84-1 | |
| מונופוטסיום פוספט | ברנד קראפט | 7778-77-0 | |
| אלמנט פלטייר | קונרד | ||
| Perfluoroctyltriethoxysilane | Sigma-Aldrich | 51851-37-7 | |
| מיקרוסקופ אלקטרונים סורק | FEI | Helios NanoLab 650 | |
| Webcraft GmbH | Q-40-20-10-N | ||
| מכונת סלילה | IWT GmbH | FW122 |
מקורות
- Squires, T., Quake, S. Microfluidics: Fluid physics at the nanoliter scale. Rev. Mod. Phys. 77 (3), 977-1026 (2005).
- Song, H., Chen, D. L., Ismagilov, R. F. Reactions in Droplets in Microfluidic Channels. Angew Chem Int Ed Engl. 45 (44), 7336-7356 (2006).
- Erickson, D., Li, D. Integrated microfluidic devices. Anal. Chim. Acta. 507....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הדפסות חוזרות והרשאות
