Name: שבב microfluidic למבוא לדוגמא ICPMS (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-03-05T14:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 16 s
Description: למד לייצר טיפות מונודיספרסיות בגודל 40-60 מיקרומטר באמצעות שבב microfluidic מ-PDMS לניתוח ICPMS. שיטה זו מאפשרת ניתוח כמותי של הרכב יסודות בתאים בודדים או תמיסות מימיות ביעילות גבוהה.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

עבודה זו נתמכה על ידי מועצת המחקר האירופית (ERC Start Grant nμLIPIDS, No. 203428) ו-ETH Zurich (מספר פרויקט: ETH-49 12-2). מחברי כתב היד הזה רוצים להודות ל-Bodo Hattendorf על העזרה עם ICP-MS ול-F. Kurth לספירת תאים. המחברים רוצים גם להודות לכריסטוף ברצ'י ולרולנד מאדר על תמיכתם בבניית המערך המכני. מתקן החדר הנקי FIRST ב-ETH ציריך מוכר על תמיכתו במיקרו-ייצור.

<ol><li>Todoli, J. -L., Mermet, J. -M. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aTodoli%2C+J-L+%22Liquid+sample+introduction+in+ICP+spectrometry%3A+A+Practical+Guide%22">Liquid sample introduction in ICP spectrometry: A Practical Guide</a>. , Elsevier. Amsterdam. 10-1016 (2008).</li>
<li>Sutton, K. L., B'Hymer, C., Caruso, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultraviolet+absorbance+and+inductively+coupled+plasma+mass+spectrometric+detection+for+capillary+electrophoresis+-+A+comparison+of+detection+modes+and+interface+designs%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Anal.+At.+Spectrom%22%5BJournal%5D)">Ultraviolet absorbance and inductively coupled plasma mass spectrometric detection for capillary electrophoresis - A comparison of detection modes and interface designs.</a> J. Anal. At. Spectrom. 13 (9), 885-891 (1998).</li>
<li>Todoli, J. -L., Mermet, J. -M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sample+introduction+systems+for+the+analysis+of+liquid+microsamples+by+ICP-AES+and+ICP-MS%5BTitle%5D)+AND+%22Spectrochim.+Acta%2C+Part+B%22%5BJournal%5D)">Sample introduction systems for the analysis of liquid microsamples by ICP-AES and ICP-MS.</a> Spectrochim. Acta, Part B. 61 (3), 239-283 (2006).</li>
<li>Olesik, J. W., Hobbs, S. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Monodisperse+dried+microparticulate+injector+-+A+new+tool+for+studying+fundamental+processes+in+inductively-coupled+plasma%5BTitle%5D)+AND+%22Anal.+Chem%22%5BJournal%5D)">Monodisperse dried microparticulate injector - A new tool for studying fundamental processes in inductively-coupled plasma.</a> Anal. Chem. 66 (20), 3371-3378 (1994).</li>
<li>Gschwind, S., Hagendorfer, H., Frick, D. A., Günther, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mass+quantification+of+nanoparticles+by+single+droplet+calibration+using+inductively+coupled+plasma+mass+spectrometry%5BTitle%5D)+AND+%22Anal.+Chem%22%5BJournal%5D)">Mass quantification of nanoparticles by single droplet calibration using inductively coupled plasma mass spectrometry.</a> Anal. Chem. 85 (12), 5875-5883 (2013).</li>
<li>Garcia, C. C., Murtazin, A., Groh, S., Horvatic, V., Niemax, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+of+single+Au+and+SiO2+nano-+and+microparticles+by+ICP-OES+using+monodisperse+droplets+of+standard+solutions+for+calibration%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Anal.+At.+Spectrom%22%5BJournal%5D)">Characterization of single Au and SiO2 nano- and microparticles by ICP-OES using monodisperse droplets of standard solutions for calibration.</a> J. Anal. At. Spectrom. 25 (5), 645-653 (2010).</li>
<li>Shigeta, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sample+introduction+of+single+selenized+yeast+cells+%28Saccharomyces+cerevisiae%29+by+micro+droplet+generation+into+an+ICP-sector+field+mass+spectrometer+for+label-free+detection+of+trace+elements%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Anal.+At.+Spectrom%22%5BJournal%5D)">Sample introduction of single selenized yeast cells (Saccharomyces cerevisiae) by micro droplet generation into an ICP-sector field mass spectrometer for label-free detection of trace elements.</a> J. Anal. At. Spectrom. 28 (5), 637-645 (2013).</li>
<li>Orlandini v. Niessen, J. O., Schaper, J. N., Petersen, J. H., Bings, N. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+and+characterization+of+a+thermal+inkjet-based+aerosol+generator+for+micro-volume+sample+introduction+in+analytical+atomic+spectrometry%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Anal.+At.+Spectrom%22%5BJournal%5D)">Development and characterization of a thermal inkjet-based aerosol generator for micro-volume sample introduction in analytical atomic spectrometry.</a> J. Anal. At. Spectrom. 26 (9), 1781-1789 (2011).</li>
<li>Orlandini v. Niessen, J. O., Petersen, J. H., Schaper, J. N., Bings, N. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparison+of+novel+and+conventional+calibration+techniques+for+the+analysis+of+urine+samples+using+plasma+source+mass+spectrometry+combined+with+a+new+dual-drop-on-demand+aerosol+generator%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Anal.+At.+Spectrom%22%5BJournal%5D)">Comparison of novel and conventional calibration techniques for the analysis of urine samples using plasma source mass spectrometry combined with a new dual-drop-on-demand aerosol generator.</a> J. Anal. At. Spectrom. 27 (8), 1234-1244 (2012).</li>
<li>Shigeta, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Application+of+a+micro-droplet+generator+for+an+ICP-sector+field+mass+spectrometer+-+optimization+and+analytical+characterization%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Anal.+At.+Spectrom%22%5BJournal%5D)">Application of a micro-droplet generator for an ICP-sector field mass spectrometer - optimization and analytical characterization.</a> J. Anal. At. Spectrom. 28 (5), 646-656 (2013).</li>
<li>Teh, S. -Y., Lin, R., Hung, L. -H., Lee, A. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Droplet+microfluidics%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+on+a+Chip%22%5BJournal%5D)">Droplet microfluidics.</a> Lab on a Chip. 8 (2), 198-220 (2008).</li>
<li>Zheng, B., Tice, J. D., Ismagilov, R. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Formation+of+arrayed+droplets+by+soft+lithography+and+two-phase+fluid+flow%2C+and+application+in+protein+crystallization%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">Formation of arrayed droplets by soft lithography and two-phase fluid flow, and application in protein crystallization.</a> Adv. Mater. 16 (15), 1365-1368 (2004).</li>
<li>Theberge, A. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microfluidic+platform+for+combinatorial+synthesis+in+picolitre+droplets%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+Chip%22%5BJournal%5D)">Microfluidic platform for combinatorial synthesis in picolitre droplets.</a> Lab Chip. 12 (7), 1320-1326 (2012).</li>
<li>Li, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanoliter+microfluidic+hybrid+method+for+simultaneous+screening+and+optimization+validated+with+crystallization+of+membrane+proteins%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci.+U.+S.+A%22%5BJournal%5D)">Nanoliter microfluidic hybrid method for simultaneous screening and optimization validated with crystallization of membrane proteins.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 103 (51), 19243-19248 (2006).</li>
<li>Zhang, Q., Liu, X., Liu, D., Gai, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultra-small+droplet+generation+via+volatile+component+evaporation%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+Chip%22%5BJournal%5D)">Ultra-small droplet generation via volatile component evaporation.</a> Lab Chip. 14 (8), 1395-1400 (2014).</li>
<li>Baret, J. C., Beck, Y., Billas-Massobrio, I., Moras, D., Griffiths, A. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+cell-based+reporter+gene+assays+using+droplet-based+microfluidics%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Biol%22%5BJournal%5D)">Quantitative cell-based reporter gene assays using droplet-based microfluidics.</a> Chem. Biol. 17 (5), 528-536 (2010).</li>
<li>Brouzes, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Droplet+microfluidic+technology+for+single-cell+high-throughput+screening%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci.+U.+S.+A%22%5BJournal%5D)">Droplet microfluidic technology for single-cell high-throughput screening.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 106 (34), 14195-14200 (2009).</li>
<li>Pei, J., Li, Q., Lee, M. S., Valaskovic, G. A., Kennedy, R. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Analysis+of+samples+stored+as+individual+plugs+in+a+capillary+by+electrospray+ionization+mass+spectrometry%5BTitle%5D)+AND+%22Anal.+Chem%22%5BJournal%5D)">Analysis of samples stored as individual plugs in a capillary by electrospray ionization mass spectrometry.</a> Anal. Chem. 81 (15), 6558-6561 (2009).</li>
<li>Kelly, R. T., Page, J. S., Marginean, I., Tang, K., Smith, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dilution-free+analysis+from+picoliter+droplets+by+nano-electrospray+ionization+mass+spectrometry%5BTitle%5D)+AND+%22Angew.+Chem.%2C+Int.+Ed%22%5BJournal%5D)">Dilution-free analysis from picoliter droplets by nano-electrospray ionization mass spectrometry.</a> Angew. Chem., Int. Ed. 48 (37), 6832-6835 (2009).</li>
<li>Küster, S. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Interfacing+droplet+microfluidics+with+matrix-assisted+laser+desorption%2Fionization+mass+spectrometry%3A+label-free+content+analysis+of+single+droplets%5BTitle%5D)+AND+%22Anal.+Chem%22%5BJournal%5D)">Interfacing droplet microfluidics with matrix-assisted laser desorption/ionization mass spectrometry: label-free content analysis of single droplets.</a> Anal. Chem. 85 (3), 1285-1289 (2013).</li>
<li>Pabst, M., Jefimovs, K., Zenobi, R., Dittrich, P. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-Resolution+Droplet-Based+Fractionation+of+Nano-LC+Separations+onto+Microarrays+for+MALDI-MS+Analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Analytical+Chemistry%22%5BJournal%5D)">High-Resolution Droplet-Based Fractionation of Nano-LC Separations onto Microarrays for MALDI-MS Analysis.</a> Analytical Chemistry. 86 (10), 4848-4855 (2014).</li>
<li>Verboket, P. E., Borovinskaya, O., Meyer, N., Günther, D., Dittrich, P. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+New+Microfluidics-Based+Droplet+Dispenser+for+ICPMS%5BTitle%5D)+AND+%22Analytical+Chemistry%22%5BJournal%5D)">A New Microfluidics-Based Droplet Dispenser for ICPMS.</a> Analytical Chemistry. 86 (12), 6012-6018 (2014).</li>
<li>Ammerman, C. N., You, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Determination+of+the+boiling+enhancement+mechanism+caused+by+surfactant+addition+to+water%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Heat+Transfer%22%5BJournal%5D)">Determination of the boiling enhancement mechanism caused by surfactant addition to water.</a> J. Heat Transfer. 118 (2), 429-435 (1996).</li>
<li>Samel, B., Chowdhury, M. K., Stemme, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+fabrication+of+microfluidic+structures+by+means+of+full-wafer+adhesive+bonding+using+a+poly%28dimethylsiloxane%29+catalyst%5BTitle%5D)+AND+%22J+Micromech+Microeng%22%5BJournal%5D)">The fabrication of microfluidic structures by means of full-wafer adhesive bonding using a poly(dimethylsiloxane) catalyst.</a> J Micromech Microeng. 17 (8), 1710-1714 (2007).</li>
<li>Basu, A. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Droplet+morphometry+and+velocimetry+%28DMV%29%3A+a+video+processing+software+for+time-resolved%2C+label-free+tracking+of+droplet+parameters%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+Chip%22%5BJournal%5D)">Droplet morphometry and velocimetry (DMV): a video processing software for time-resolved, label-free tracking of droplet parameters.</a> Lab Chip. 13 (10), 1892-1901 (2013).</li>
<li>Dziewatkoski, M. P., Daniels, L. B., Olesik, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Time-resolved+inductively+coupled+plasma+mass+spectrometry+measurements+with+individual%2C+monodisperse+drop+sample+introduction%5BTitle%5D)+AND+%22Anal.+Chem%22%5BJournal%5D)">Time-resolved inductively coupled plasma mass spectrometry measurements with individual, monodisperse drop sample introduction.</a> Anal. Chem. 68 (7), 1101-1109 (1996).</li>
<li>Abate, A. R., Hung, T., Mary, P., Agresti, J. J., Weitz, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-throughput+injection+with+microfluidics+using+picoinjectors%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci.+U.+S.+A%22%5BJournal%5D)">High-throughput injection with microfluidics using picoinjectors.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 107 (45), 19163-19166 (2010).</li>
<li>Bremond, N., Thiam, A. R., Bibette, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Decompressing+emulsion+droplets+favors+coalescence%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+Lett%22%5BJournal%5D)">Decompressing emulsion droplets favors coalescence.</a> Phys. Rev. Lett. 100 (2), 024501(2008).</li>
<li>Niu, X., Gulati, S., Edel, J. B., deMello, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pillar-induced+droplet+merging+in+microfluidic+circuits%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+Chip%22%5BJournal%5D)">Pillar-induced droplet merging in microfluidic circuits.</a> Lab Chip. 8 (11), 1837-1841 (2008).</li>
<li>Song, H., Ismagilov, R. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Millisecond+kinetics+on+a+microfluidic+chip+using+nanoliters+of+reagents%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Millisecond kinetics on a microfluidic chip using nanoliters of reagents.</a> J. Am. Chem. Soc. 125 (47), 14613-14619 (2003).</li>
<li>Song, H., Chen, D. L., Ismagilov, R. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reactions+in+droplets+in+microflulidic+channels%5BTitle%5D)+AND+%22Angew.+Chem.%2C+Int.+Ed%22%5BJournal%5D)">Reactions in droplets in microflulidic channels.</a> Angew. Chem., Int. Ed. 45 (44), 7336-7356 (2006).</li>
<li>Lombardi, D., Dittrich, P. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Droplet+microfluidics+with+magnetic+beads%3A+a+new+tool+to+investigate+drug-protein+interactions%5BTitle%5D)+AND+%22Anal.+Bioanal.+Chem%22%5BJournal%5D)">Droplet microfluidics with magnetic beads: a new tool to investigate drug-protein interactions.</a> Anal. Bioanal. Chem. 399 (1), 347-352 (2011).</li>
<li>Edgar, J. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Compartmentalization+of+chemically+separated+components+into+droplets%5BTitle%5D)+AND+%22Angew.+Chem.%2C+Int.+Ed%22%5BJournal%5D)">Compartmentalization of chemically separated components into droplets.</a> Angew. Chem., Int. Ed. 48 (15), 2719-2722 (2009).</li>
<li>Edgar, J. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Capillary+electrophoresis+separation+in+the+presence+of+an+immiscible+boundary+for+droplet+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Anal.+Chem%22%5BJournal%5D)">Capillary electrophoresis separation in the presence of an immiscible boundary for droplet analysis.</a> Anal. Chem. 78 (19), 6948-6954 (2006).</li>
<li>Baret, J. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fluorescence-activated+droplet+sorting+%28FADS%29%3A+efficient+microfluidic+cell+sorting+based+on+enzymatic+activity%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+Chip%22%5BJournal%5D)">Fluorescence-activated droplet sorting (FADS): efficient microfluidic cell sorting based on enzymatic activity.</a> Lab Chip. 9 (13), 1850-1858 (2009).</li>
<li>Agresti, J. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrahigh-throughput+screening+in+drop-based+microfluidics+for+directed+evolution%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci.+U.+S.+A%22%5BJournal%5D)">Ultrahigh-throughput screening in drop-based microfluidics for directed evolution.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 107 (9), 4004-4009 (2010).</li>
</ol>

המחברים מצהירים שאין להם אינטרסים פיננסיים מתחרים.

למרות שהייצור של השבבים הוא אמין מאוד יש כמה נקודות קריטיות במהלך הייצור הדורשים תשומת לב מיוחדת. ראשית, ניקיון באסיפה חשוב מאוד על מנת למנוע זיהום של השבב על ידי אבק. האבק עלול לחסום את הערוצים ולמנוע דור אגל יציב. שנית, חשוב במיוחד שהקצה הוא לחתוך מאונך לערוץ הזרבובית. הזווית של החתך מאוד משפיעה על זווית הפליטה. אם הנוזל נפלט בזווית זה יכול לגרום לאובדן של הטיפות נפלטו. בעת בניית תוכנית ההתקנה לוודא שהוא יציב. ...

<html> ניתוח יסודות של דגימות נוזל על ידי ספקטרומטריית מסת פלזמה בשילוב אינדוקטיבי (ICPMS) מתבצע בדרך כלל תוך שימוש nebulizers בשילוב עם תאי תרסיס כמערכת מבוא 1. במדגם מערכת ההקדמה הזו המדגם הוא ריסס על ידי nebulizer ליצור תרסיס polydisperse. תא תרסיס במורד הזרם משמש לסינון טיפות גדולות. שיטה זו מקושרת עם הצריכה גבוהה מדגם (&gt; 0.3 מיליליטר -1 דקות) 2 ותחבורת מדגם חלקית. לפיכך, הוא הופך להיות מעשי עבור יישומים בהם כרכי מדגם microliter רק זמינים, כמו במחקרים ביולוגיים, זיהוי פלילי, טוקסיקולוגי וקליניים 3. כדי להפחית את צריכת המדגם, nebulizers עם ממדים קטנים יותר זרבובית פותחו 3. עם זאת, גודל הנחיר המופחת מגדיל את הסיכון לסתימה כאשר דגימות של נוזלים ביולוגיים לא מעוכלים או פתרונות מלח מרוכזים צריכים להיות מנותחות 3. &quot;Jove_content&quot;&gt; גישה שונה להקדמת מדגם הוצעה על ידי et al Olesik. 4. המחברים הזריקו נוזל לתוך ICPMS בצורה של microdroplets הבדיד monodisperse, שיוצרו על ידי micropump מונע piezo-חשמלי. למרות שמערכת זו מאוד לא מצאה יישום רחב, זה שיזם את הפיתוח נוסף של הרעיון של הקדמת אגל דיסקרטית בICPMS. היום, piezo-חשמלי המונעים מחלק מערכות, אשר יכולה ליצור טיפות בגודל של 30, 50, 70 ו -100 מיקרומטר ובתדרים של 100-2,000 הרץ, ניתן לרכוש. יכולות להיות מועברים הטיפות לתוך ICPMS עם קרוב ליעילות של 100% 5. מכשירי microdroplet אלה יושמו לכמותית מדידת חלקיקים אחת 5,6 כמו גם אפיון תאים ביולוגיים בודדים 7. מערכת דומה המבוססת על טכנולוגיית הזרקת דיו תרמית 8 נבדקה לצורך הניתוח של דגימות ביולוגיות 9. למרות avaiמערכות הקדמת טיפה אחת lable הן יעילים מאוד, יכול לשמש לכרכי מדגם קטנים ומבטיחות לניתוח של חלקיקים ותאים, יש להם כמה מגבלות. לגודל נחיר קבוע, גודל הטיפה יכול להיות מגוון רק מעט (אלא אם כן הגדרות מותאמות אישית המשמשות 10). שינויים של התכונות הפיסיקליות של הנוזלים (pH, תוכן מלח) יכולים לשנות את מאפייני אגל (גודל, מהירות זריקה). כמו כן, מכשירים אלה הם יקרים למדי, נוטים לסתימה וקשה לנקות. שיטה נוספת ליצירת טיפות ידועה בתחום מיקרופלואידיקה רביב 11. בשנים האחרונות מיקרופלואידיקה רביב צברה ריבית ל( ביולוגית) תגובות כימיות 12-15 וללימודי תא בודדים 16,17. בנוסף, טכניקה זו יושמה להחדרת דגימות בספקטרומטר מסת יינון electrospray 18,19 ולהכנת דגימות בdesorption / ionizatio לייזר בסיוע מטריקסספקטרומטר מסת n 20,21. לאחרונה, הצגנו מערכת מבוססת microfluidic להקדמת מדגם ב -22 ICPMS. המרכיב המרכזי של מערכת המבוא שלנו הוא פליטת אגל שבב הנוזל סייע (אדה). שבב זה מורכב מפולי (dimethylsiloxane) (PDMS) לחלוטין. בצומת הערוץ הראשונה לזרום התמקדות הוא משמש לייצור טיפות monodisperse של תמיסה מימית מדגם (איור 1). למטרה זו (נקודת רתיחה של C ° 58-60 23) בתנודתיות הגבוהה וperfluorohexane מוביל immiscible שלב (PFH) משמשת (איור 1). תכונות אלה מאפשרות PFH דור אגל יציב והסרת מהירה של השלב המוביל. שינויים במאפיינים של מדגם השפעת נוזל שיטת הדור הזה פחות, בהשוואה לגנרטורים טיפה אחרות. גודל הטיפה הוא מתכוונן על פני טווח רחב על ידי שינוי שיעורי הזרימה של השלב המימי וPFH. בsecondar במורד הזרםצומת y, יותר PFH מתווספת להגדיל את מהירות הזרימה לשנייה במרחק של לפחות 1 -1. במהירות זו הנוזל יכול להיפלט מהשבב במטוס יציב וישר (איור 1) ללא הרס אגל (איור הבלעה 1). עיצוב כפול צומת זו מאפשר שליטה על יציבות הסילון העצמאית של דור אגל. הטיפות מועברות לICPMS עם מערכת תחבורה מותאמת אישית. מערכת זו כוללת צינור נופל וdesolvator קרום להסיר את PFH. השאריות מיובשות של הטיפות מימיות מיוננות לאחר מכן בפלזמה של ICPMS ואמצעי גלאי מסת היונים. החלק הקדמי של השבב הוא להבטיח קשר הדוק עם מערכת תחבורת אגל בצורת חבית. הפליטה של ​​המדגם המימי כמו טיפות בPFH מועילה, משום שמגע עם הזרבובית הוא נמנע. זה משמעותי מוריד את הסיכון לסתימת נחיר, מה שיכול להיות בעיה בעבודה עם השעיות תא או שיתוףפתרונות מלח ncentrated. שבבי אדה, מפוברקים על ידי PDMS יתוגרפיה הרכה, זולים (2 עלות חומר כ $ לכל שבב), חד פעמיות וקלים לשנות. בשילוב עם הייצור שדורש רק כמות קטנה של עבודה ידנית כל ניסוי ניתן לבצע עם שבב חדש. לכן, ניקוי מפרך אין צורך וזיהום לחצות ממוזער. כאן, הייצור של שבב אדה על ידי יתוגרפיה הרכה ובקשתה לICPMS מתוארים. דוגמאות למדידות עם תמיסה מימית והשעית תא מוצגות.

<table><tbody><tr><td>פרוסת סיליקון 100 מ"מ</td><td>Si-Mat (קאופרינג, גרמניה)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>SU-8 2002</td><td>Microchem Corp. (מסצ'וסטס, ארה"ב)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>SU-8 2050</td><td>Microchem Corp. (מסצ'וסטס, ארה"ב)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>אצטון</td><td>מרק VWR (דרמשטדט, גרמניה)</td><td>100014</td><td></td></tr><tr><td>MR-מפתח 600</td><td>Microresist Technology GmbH (ברלין, גרמניה)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>איזופרופנול</td><td>מרק VWR (דרמשטדט, גרמניה)</td><td>109634</td><td></td></tr><tr><td>1H,1H,2H,2H-perfluorodecyltrichlorosilane</td><td>ABCR-Chemicals (קרלסרוהה, גרמניה)</td><td>AB111155</td><td></td></tr><tr><td>ערכת אלסטומר סיליקון Sylgard 184 (PDMS)</td><td>Dow Corning (מישיגן, ארה"ב)</td><td>39100000</td><td></td></tr><tr><td>פרפלואורוהקסאן 99%</td> <td>סיגמא-אולדריץ' (מיזורי, ארה"ב)</td><td></td><td></td>281042</tr><tr><td>FC-40</td><td>ABCR-Chemicals (קרלסרוהה, גרמניה)AB103511</td><td></td><td></td></tr> <tr><td>תמיסת מלח חוצצת פוספט&nbsp;</td><td>Life Technologies (פייזלי, בריטניה)&nbsp;</td><td>10010-015</td><td></td></tr><tr><td>תאי דם אדומים בתמיסת מלח עם פוספט</td><td>Rockland Immunochemicals Inc. (פנסילבניה, ארה"ב)&nbsp;</td><td>R400-0100</td><td></td></tr><tr><td>פתרונות סטנדרטיים של אלמנט יחיד Na, Fe</td><td>Inorganic Ventures (וירג'יניה, ארה"ב)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>פתרון סטנדרטי מרובה אלמנטים&nbsp;</td><td>Merck Millipore (מסצ'וסטס, ארה"ב)</td><td></td><td></td>IV</tr><tr><td>חומצה חנקתית</td><td>תת-מבושלת</td><td></td><td></td></tr><tr><td>מים בטוהר גבוה במיוחד</td><td>Merck Millipore (מסצ'וסטס, ארה"ב)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>פלטה חמה HP 160 III BM</td><td>Sawatec (סאקס, שוויץ)</td><td></td><td>משמש להכנת</td></tr><tr><td>מודולי ספין SM 180 BM</td><td>Sawatec (סאקס, שוויץ)</td><td></td><td>משמש להכנת פרוסות</td></tr><tr><td>סרט ברזולוציה</td><td>גבוהה Microlitho (אסקס, בריטניה)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>פרופיל צעד Dektak XT מתקדם</td><td>Bruker&nbsp; (מסצ'וסטס, ארה"ב)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>פלטה חמה MR 3002</td><td>היידולף (שוואבאך, גרמניה)</td><td></td><td>משמש ליציקת העתק&nbsp;</td></tr><tr><td>מנקב ביופסיה 1.5 מ"מ</td><td>Miltex (פנסילבניה, ארה"ב)</td><td>33-31AA/33-31A</td><td></td></tr><tr><td>ציפוי ספין&nbsp; WS-400 BZ-6NPP/LITE</td><td>Laurell (פנסילבניה, ארה"ב)</td><td></td><td>משמש להדבקת דבק</td></tr><tr><td>משאבת מזרק neMESYS</td><td>Cetoni (Korbussen, גרמניה)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>מזרק 1 מ"ל&nbsp;</td><td>Codan (Lensahn, גרמניה)&nbsp;</td><td>62.1002</td><td></td></tr><tr><td>מזרק 5 מ"ל&nbsp;</td><td>ב. בראון (Melsungen, גרמניה)&nbsp;</td><td>4606051V</td><td></td></tr><tr><td>צינורות PTFE&nbsp;</td><td>PKM SA (Lyss, שוויץ)&nbsp;</td><td>PTFE-AWG-TFT20. </td> ICPMS מבוסס N <td></td></tr><tr><td>Quadrupole ELAN6000</td><td>PerkinElmer (מסצ'וסטס, ארה"ב)&nbsp;</td><td></td><td></td></tr><tr><td>ממיס ממברנה CETAC6000AT+</td><td>CETAC Technologies (נברסקה, ארה"ב)&nbsp;</td><td></td><td>רק יחידת הממיס משמשת</td></tr><tr><td>מצלמה במהירות גבוהה Miro M110</td><td>Vision Research (ניו ג'רזי, ארה"ב)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>תוכנית ניתוח נתונים Origin pro</td><td>OriginLab Corp. (מסצ'וסטס, ארה"ב)</td><td>גרסה 8.6</td><td></td></tr><tr><td>מיקרוסקופ</td><td>אולימפוס (טוקיו, יפן)</td><td>IX71</td><td></td></tr></tbody></table>

שבב microfluidic למבוא לדוגמא icpms

A Microfluidic Chip for ICPMS Sample Introduction

פרוטוקול זה דן בייצור ושימוש בשבב חד פעמי עלות הנמוכה microfluidic כמערכת מבוא לדוגמה עבור ספקטרומטריית מצמידים אינדוקטיבי פלזמה המונית (ICPMS). השבב מייצר טיפות מדגם מימיות monodisperse בperfluorohexane (PFH). גודל ותדירות של הטיפות מימיות יכולים להיות מגוון בטווח של 40 עד 60 מיקרומטר ובין 90 ל -7,000 הרץ, בהתאמה. הטיפות נפלטות מהשבב עם זרימה שנייה של PFH ולהישאר שלמים בפליטה. מערכת desolvation שהותקן מסירה PFH ומעבירה את הטיפות לתוך ICPMS. כאן, אותות יציבים מאוד עם חלוקת עוצמת צרה ניתן למדוד, המראים את monodispersity של הטיפות. אנו מראים כי מערכת ההקדמה יכולה לשמש כדי לקבוע כמותית ברזל בתאי דם אדום אחת שור. בעתיד, היכולות של מכשיר ההקדמה יכולות בקלות להיות מורחבות על ידי האינטגרציה של מודולים microfluidic נוספים.

המערכת הוצגה יכולה להיות מועסק על מנת למדוד כמויות קטנות של פתרונות או השעיות המכילות תאים או חלקיקים. דוגמאות למדידה ואפיון פתרון סטנדרטיים של תאים בודדים מוצגות כאן. ניתן למצוא דוגמאות נוספות בet al Verboket. 22. בדרך כלל את האות של טיפה אחת של פתרון הוא אירוע קצר מאוד. זה נמשך בדרך כלל לכמה 100 μsec 26. עם ICPMS משמש כאן (להתעכב זמן 10 אלפיות שניות) אותות קצרים כמו אלה לא ניתן לפ...

אנו מציגים מערכת מבוא מדגם אגל דיסקרטית לספקטרומטריית מצמידים אינדוקטיבי פלזמה המונית (ICPMS). הוא מבוסס על שבב microfluidic זול וחד פעמי שיוצר טיפות monodisperse ביותר בטווח גודל של 40-60 מיקרומטר בתדרים בין 90 ל -7,000 הרץ.

שבב microfluidic למבוא לדוגמא ICPMS

This protocol discusses the fabrication and usage of a disposable low cost microfluidic chip as sample introduction system for inductively coupled plasma ...

המטרה הכוללת של פרוצדורה זו היא להפיק ולנתח כמותית את ההרכב האלמנטרי של מיקרו-טיפות מונו-דיספרסיביות המכילות תאים בודדים או תמיסות מימיות באמצעות I-C-P-M-S. דבר זה מושג תחילה על ידי ייצור שבב מיקרופלואידי באמצעות יציקת שכבה (replica molding) עם PDMS. השלב השני הוא חיבור משאבות מזרקים לשבב המיקרופלואידי.המשאבות יספקו את הדגימה המימית ואת פאזת הנשיאה הנדיפה מאוד והמותרת או האורגנית PFH. כאשר משאבת המזרק פועלת, השבב המיקרופלואידי מייצר טיפות מונו-דיספרסיביות של תמיסת הדגימה המימית או תרחיף תאים באמצעות מיקוד זרימה עם PFH, ופולט טיפות אלו מהשבב כסילון נוזלי בעזרת PFH נוסף. השלב הסופי הוא הכנסת השבב למכלול הובלה המורכב ממחמם מחסנית המאדה את הטיפות ומסיר ממס (membrane desolvator) המסלק את הממסים לפני היינון והזיהוי של תוכן הטיפות באמצעות I-C-P-M-S.בסופו של דבר, האותות שהוקלטו ומדידת כיול עם תמיסה סטנדרטית משמשים לקביעת ההרכב האלמנטרי של תמיסת הדגימה או של התאים בתרחף. היתרונות העיקריים של הטכניקה מיקרופלואידית שלנו על פני שיטות קיימות הם גודל טיפה ניתן לכיוונון, צריכת דגימה נמוכה וסיכון נמוך לסתימה בעבודה עם תרחיפי תאים או תמיסות מלח רכזות. יתרה מכך, השבב המיקרופלואידי החד-פעמי בעל העלות הנמוכה חוסך את זמן הניקוי ומונע זיהום צולב.את הפרוצדורה ידגימו all vin sc, סטודנט לדוקטורט מהמעבדה של

a-microfluidic-chip-for-icpms-sample-introduction

Research

JoVE Journal

Bioengineering

הנדסה ביולוגית

אנו מדגימים פרוטוקולים לייצור מיכון אלסטומרי polydimethylsiloxane (PDMS) מבוססי מערכים microvalve כי אין צורך אנרגיה נוספת כדי לסגור תכונה כרכים מדויק מוגדר photolithographically. מיקסר במקביל subnanoliter נפח ומערכת משולבת זלוף microfluidic מוצגים.

שבבי microfluidic מבוקרת עם מערכים Microvalve אלסטומרי

בסרט זה אנו מציגים את החללית...

בדיקה Microfluidic: מבצע ושימוש לעיבוד Surface לוקליזציה

במאמר זה אנו מציגים שבב microfluidic לניתוח תא בודד. זה מאפשר כימות של חלבונים תאיים, אנזימים, cofactors, ושליחים שני באמצעות מבחני או immunoassays ניאון.

שבב microfluidic לניתוח הכימי תכליתי של תאים בודדים

אבחון דם טיסות חלל צריך חדשנות. הפגנות כמה שפורסמו ממחישות בטיסה, טכנולוגית אבחון בריאות מופחתת הכבידה. כאן אנו מציגים שיטה להקמה והפעלה של מתקן בדיקת טיסה פרבוליות לעיצוב זרימת cytometry נקודה של טיפול אב טיפוס, עם רכיבים ואסטרטגיות הכנה להתאמה להגדרות אחרות.

הפגנות חומרת הסביבה מופחתת כובד של טכנולוגיה cytometer זרימה וCompanion Microfluidic אב טיפוס מוקטנת ערבוב

פרוטוקול זה מתאר ארכיטקטורת מערכת לביצוע הפרדות חלקיקים אוטומטיות בנפח קטן (0.15-1.5 מ"ל) באמצעות מכשיר מיקרופלואידי, ודן בשיטות לייעול הביצועים והתפעול של מכשיר אקוסטופלואידי.

פלטפורמת microfluidic לעיבוד מדגם Precision הקטן-נפח ושימוש בו לגודל חלקיקים הביולוגיים נפרדים עם Microdevice אקוסטי

מוצג פרוטוקול מהיר לעיכול פרוטאוליטי עם מיקרו-ריאקטור טריפטי שנבנה בזרימה פנימית יחד עם ספקטרומטר מסה של יינון אלקטרו-ספריי (ESI). מתוארים ייצור המיקרו-כור, מערך הניסוי ותהליך רכישת הנתונים.

עיבוד אנזימתי תענית חלבונים עבור איתור MS עם microreactor זרימה דרך

פרוטוקול זה מתאר בפירוט כיצד לפברק ופועלים microfluidic התקנים עבור איסוף נתונים של קרני רנטגן בטמפרטורת החדר. בנוסף, הוא מתאר כיצד לפקח התגבשות חלבונים על ידי פיזור אור דינאמי וקיבלתי כיצד לעבד ולנתח נתונים עקיפה.

Microfluidic שבבים עבור בחיי עיר קריסטל רנטגן עקיפה ו בחיי עיר פיזור אור דינאמי עבור קריסטלוגרפיה טורי

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.

מיקרומילינג בקרה נומרי ממוחשב של מכשיר אקרילי מיקרופלואידי עם הגבלה מדורגת עבור בדיקות חיסוניות מבוססות ננו-חלקיקים מגנטיים

הפרוטוקול מתאר פלטפורמה מיקרופלואידית מתקדמת למדידה כמותית של דינמיקת הפרשת ציטוקינים של תאי דם חד-גרעיניים היקפיים אנושיים בודדים. הפלטפורמה מודדת עד שלושה ציטוקינים במקביל (IL-6, TNFα ו-IL-1β) עבור כל תא בודד המגורה באמצעות ליפופוליסכריד כדוגמה.

גישה מיקרופלואידית לפתרון הפרשת ציטוקינים סימולטנית ורציפה של תאים רב-תפקודיים בודדים 

כאן, אנו מציגים פרוטוקול להתאמת ניסוי הפיזור של טיילור למיקרוסקאלה באמצעות מיקרו-ערוצים המיוצרים בתוך הבית עם חותך מלאכה שולחני. ניתן להשתמש בפלטפורמת הניסוי כדי לחשב את מקדם הדיפוזיה של עוקבים פסיביים של מין יחיד וכדי להמחיש אינטראקציה והפרדה של יונים מרובי מינים.

התאמת פיזור טיילור למדידת מקדם הפיזור של תמיסות אלקטרוליטים באמצעות מערך מיקרופלואידי נגיש

למד לייצר טיפות מונודיספרסיות בגודל 40-60 מיקרומטר באמצעות שבב microfluidic מ-PDMS לניתוח ICPMS. שיטה זו מאפשרת ניתוח כמותי של הרכב יסודות בתאים בודדים או תמיסות מימיות ביעילות גבוהה.

שבב microfluidic למבוא לדוגמא ICPMS

גלה סרטונים נוספים