Microfluidics הוא כלי רב עוצמה לפיתוח בדיקות אבחון. עם זאת, ציוד וחומרים יקרים, כמו גם טכניקות ייצור וטיפול מייגע, נדרשים לעתים קרובות. כאן אנו מפרטים את פרוטוקול הייצור של התקן מיקרופלואידי אקרילי עבור אימונו-אנליזות מגנטיות מבוססות מיקרו וננו-חלקיקים בסביבה זולה ופשוטה לשימוש.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
מיקרומילינג בקרה נומרי ממוחשב של מכשיר אקרילי מיקרופלואידי עם הגבלה מדורגת עבור בדיקות חיסוניות מבוססות ננו-חלקיקים מגנטיים
במאמר זה
סיכום
תקציר
מערכות מיקרופלואידיות שיפרו מאוד את טכניקות הבדיקה החיסונית. עם זאת, טכניקות מיקרו-פבריקציה רבות דורשות ציוד מיוחד, יקר או מסובך, מה שהופך את הייצור ליקר ולא תואם לייצור המוני, שהוא אחד התנאים המוקדמים החשובים ביותר לאימוץ בדיקות נקודת טיפול (POCT) בסביבה דלת משאבים. עבודה זו מתארת את תהליך הייצור של מכשיר אקרילי (פולימתיל-מתקרילט, PMMA) לבדיקת אימונואסאי אנזימטי מצומד בננו-חלקיקים באמצעות טכניקת המיקרו-מילינג של בקרה נומרית ממוחשבת (CNC). תפקודו של המכשיר המיקרופלואידי מוצג על ידי ביצוע בדיקה חיסונית לאיתור נוגדן מסחרי באמצעות ליזוזים כאנטיגן מודל המצומד לננו-חלקיקים מגנטיים של 100 ננומטר. מכשיר זה משלב מגבלה פיזיקלית של 5 מיקרומטר בלבד בגובה, המשמשת ללכידת מיקרו-חלקיקים מגנטיים המרכיבים מלכודת מגנטית על ידי הצבת מגנט חיצוני. בדרך זו, הכוח המגנטי על התמיכה החיסונית של ננו-חלקיקים מצומדים מספיק כדי ללכוד אותם ולהתנגד לגרירת זרימה. מכשיר מיקרופלואידי זה מתאים במיוחד לייצור המוני בעלות נמוכה ללא אובדן הדיוק לביצועי החיסון.
מבוא
בשנים האחרונות, מיקרופלואידיקה מילאה תפקיד חשוב בטכניקות אימונואסאי1. לטכנולוגיית המזעור יש יתרונות בולטים רבים בהשוואה לחיסוניות מסורתיות, כגון צריכת דגימה וריאגנטים מופחתת, זמני דגירה קצרים יותר, החלפת פתרונות יעילה ואינטגרציה ואוטומציה גבוהות יותר2.
יתר על כן, מערכות מיקרופלואידיות ב- immunoassays, בשיתוף עם ננו-חלקיקים מגנטיים כתמיכה חיסונית, מפחיתות במידה ניכרת את זמני הדגירה, ומשיגות רגישות גילוי גבוהה בשל היחס המוגבר בין פני השטח לנפח3. תנועה בראונית של החלקיקים משפרת את קינטיקה התגובה במהלך היווצרות קומפלקס אנטיגן-נוגדנים 4,5
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פרוטוקול
1. מיקרומילינג
- השחזה על פני השטח
- הפעל את מכונת המיקרומילינג ואת הבקר הפיאזואלקטרי. הפעל את תוכנת הבקרה המתאימהשלהם 12.
- בחר את סיביות טחנת הקצה הנדרשות (קטרים של 200 מיקרומטר ו- 800 מיקרומטר). הניחו אותם בתא המתאים של מכונת הכרסום (איור 1).
- חתוך מלבנים בגודל 9 מ"מ x 25 מ"מ של PMMA בעובי 1.3 מ"מ עם סיבית טחנת הקצה של 800 מיקרומטר. חברו את אחד המלבנים האלה בזהירות באמצעות סרט דבק דו-צדדי לפלטפורמה הפיאזואלקטרית (איור 2).
הערה: הקפידו תמיד למקם את המלבן האקרילי באותו מיקום, כך שאחת הפינות תעלה בקנה אחד עם קואורדינטות המקור בצירי x ....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
תוצאות
ניתן היה ליצור פרוטוקול ייצור בעל יכולת שחזור גבוהה המשפר את הרזולוציה של טכניקת המיקרומילינג הקונבנציונלית. באמצעות פרוטוקול זה מושגת ייצור של תעלה בגובה של עד 5 מיקרומטר הפועלת כהגבלה מדורגת בערוץ בגובה 200 מיקרומטר. העיצוב הפשוט של ההגבלה המדשדשת לוכד מיקרו-חלקיקי ברזל בקוטר 7.5 מיקרומטר, שכאשר הם נדחסים במיקרו-ערוץ, מאפשרים יצירת מלכודת מגנטית כאשר מגנט חיצוני מתקרב למכשיר. מכשיר זה מאפשר לבצע אימונו-אנליזות באמצעות ננו-חלקיקים המצומדים לאנליטיט המעניין כתמיכה אימונולוגית. בעבודה זו בוצעו חיסונים עקיפים לא תחרותיים ע.......
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
דיון
מכשיר מיקרופלואידי אקרילי לאימונו-אנליזות תוך שימוש בננו-חלקיקים כתמיכה חיסונית יוצר בטכניקת מיקרו-מילינג. השיטה של ייצור ישיר על המצע יש את היתרון של הימנעות משימוש בתבנית מאסטר ואת הזמן והעלויות כי זה מרמז. עם זאת, הוא מוגבל לבניית אב-טיפוס מהירה ולייצור מכשירים בנפח גבוה.
כאן, השתמשנו בפלטפורמה פיאזואלקטרית אביזרית שדווחה בעבר עבור מכונת הכרסום12. הפלטפורמה יוצרה על ידי הדפסה תלת-ממדית כדי ליצור ערוצים בעומק משתנה עם רזולוציה אנכית טובה יותר מהרזולוציה של 10 מיקרומטר.......
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
גילויים
למחברים אין ניגודי עניינים לחשוף.
תודות
עבודה זו נתמכה על ידי Conacyt, מקסיקו תחת מענק 312231 של "Programa de Apoyos para Actividades Científicas, Tecnológicas y de Innovación", ועל ידי AMEXCID ומשרד יחסי החוץ המקסיקני (SRE) תחת מענק "Prueba serológica rápida, barata y de alta sensibilidad para SARS-CoV-2". JAHO מודה לקונסיט מקסיקו על מלגת הדוקטורט שלהם.
....הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
חומרים
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| 0.008 טחנת קצה | KYOCERA SGS | 2204 | 2FL 0.008x1/8x0.12x1-1/12 |
| 0.032 Endmill | KYOCERA SGS | 2228 | 2FL 0.032x1/8x0.48x1-1/12 |
| מיקרו-חלקיקי קרבוניל-ברזל | סיגמא-אולדריץ' | 44890 | 7 μ מ |
| כלורופורם | פרמונט | 6201 | סכנה בריאותית: בינונית דליקות: אין תגובתיות: אין סכנת מגע: בינונית |
| מצלמת CMOS Moment | Teledyne טכנולוגיית חיישן פוטומטריה | : CMOS יעילות קוונטית: 73% גודל פיקסל: 4.5 ומיקרו; M x 4.5 ומיקרו; m ממשקים נתמכים: USB 3.2 Gen 2 | |
| Dr Engrave Software | Roland DGA Corporation | תוכנת חריטה לתכנון ויצירת נתיב החריטה על פני השטח מכסה מנוע חילוץ | |
| לא ידוע | ידוע | ||
| צינורות פלסטיק גמישים | Tygon | AAD04103 | ID = 0.020, OD = 0.060 |
| מיקרוסופ פלואורסצנטי | ZEISS | Axio Vert.A1 | |
| מחט חלוקה דיוק גבוהה | Loctite | 98612 | |
| יישום בקר פיזואלקטרי תוצרת בית | LabView | ראה התייחסות 12 לפרטים נוספים. | |
| דבק מיידי Loctite 495 | Henkel | 49503 | למרוח עם קצה מיקרופיפטה או מחט מחלקת |
| מתלה הפרדה MagJET | תרמו-מדעי | 12 x 1.5 מ"ל | |
| מכבש מכונאי | ביתית | ||
| רולנד | MDX-50 | ||
| פלטפורמה פיזואלקטרית | תוצרת | ראה התייחסות 12 | |
| פולימתיל-מתאקרילט - גיליון - PMMA, אקריליק | Goodfellow | ME303018/1 | עובי: 1.3 מ"מ, שקיפות: תוכנת PVCamTest שקופה/שקופה |
| Teledyne Photometrics | גרסה 3.10.107 | תוכנה לרכישת תמונות | |
| מיקרוסקופ סטריאו | Nikon | SMZ 7457 | |
| SuperMag Carboxyl חרוזים | Ocean NanoTech | KSC0100 | 100 ננומטר |
| kd Scientific | KDS200 | יכול להכיל עד שני מזרקים | |
| אמבט Utrasonic | ברנסון | 2800 | |
| VPanel תוכנה | הפעלה Windows | גרסה 1.0.3.0 | תוכנה לשליטה במכונת המיקרו-כרסום |
מקורות
- Ng, A. H. C., Uddayasankar, U., Wheeler, A. R. Immunoassays in microfluidic systems. Analytical and Bioanalytical Chemistry. 397 (3), 991-1007 (2010).
- Berlanda, S. F., Breitfeld, M., Dietsche, C. L., Dittrich, P. S. Recent advances in microfluidic technology for bioanalysi....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הדפסות חוזרות והרשאות
