Name: פלטפורמת microfluidic לעיבוד מדגם Precision הקטן-נפח ושימוש בו לגודל חלקיקים הביולוגיים נפרדים עם Microdevice אקוסטי (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-11-23T15:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 32 s
Description: למדו שיטת הפרדת חלקיקים אוטומטית בנפחים קטנים באמצעות מכשיר מיקרו-זרימה אקוסטי. הפרוטוקול משלב מדידת דגימות וניתוב אוטומטי לחקר ביורפואי מדויק.

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 בוצעה בחסות משרד האנרגיה של ארה"ב על ידי המעבדה הלאומית לורנס ליברמור תחת חוזה DE-AC52-07NA27344, ונתמכה חלקית על ידי תוכנית המחקר והפיתוח המכוונת במעבדה (LDRD) של LLNL, 14-LW-077. המחברים מודים למייקל וילסון, מארק סטנגליין וג'ו דריסי מאוניברסיטת קליפורניה, סן פרנסיסקו על שסיפקו בנדיבות דגימות תאי GGV ו-Boa. EJF מכיר בתמיכה מתוכנית LLNL Lawrence Scholar Graduate Program. MS מודה על תמיכה ממשרד UC של תוכנית המחקר של דמי מעבדה לנשיא. LLNL-JRNL-665235

<ol><li>Gossett, D. R., Weaver, W. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Label+free+cell+separation+and+sorting+in+microfluidic+systems%5BTitle%5D)+AND+%22Analytical+and+Bioanalytical+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Label free cell separation and sorting in microfluidic systems.</a> Analytical and Bioanalytical Chemistry. 397 (8), 3249-3267 (2010).</li>
<li>Lenshof, A., Laurell, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Continuous+separation+of+cells+and+particles+in+microfluidic+systems%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Society+Reviews%22%5BJournal%5D)">Continuous separation of cells and particles in microfluidic systems.</a> Chemical Society Reviews. 39 (3), 1203-1217 (2010).</li>
<li>Sajeesh, P., Sen, A. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Particle+separation+and+sorting+in+microfluidic+devices+a+review%5BTitle%5D)+AND+%22Microfluidics+and+Nanofluidics%22%5BJournal%5D)">Particle separation and sorting in microfluidic devices a review.</a> Microfluidics and Nanofluidics. 17 (1), 1-52 (2014).</li>
<li>Bhagat, A. A. S., Bow, H., Hou, H. W., Tan, S. J., Han, J., Lim, C. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microfluidics+for+cell+separation%5BTitle%5D)+AND+%22Medical+%26+Biological+Engineering+%26+Computing%22%5BJournal%5D)">Microfluidics for cell separation.</a> Medical & Biological Engineering & Computing. 48 (10), 999-1014 (2010).</li>
<li>McGrath, J., Jimenez, M., Bridle, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Deterministic+lateral+displacement+for+particle+separation+a+review%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+Chip%22%5BJournal%5D)">Deterministic lateral displacement for particle separation a review.</a> Lab Chip. 14 (21), 4139-4158 (2014).</li>
<li>Jubery, T. Z., Srivastava, S. K., Dutta, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dielectrophoretic+separation+of+bioparticles+in+microdevices+A+review%5BTitle%5D)+AND+%22ELECTROPHORESIS%22%5BJournal%5D)">Dielectrophoretic separation of bioparticles in microdevices A review.</a> ELECTROPHORESIS. 35 (5), 691-713 (2014).</li>
<li>Jin, C., McFaul, S. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Technologies+for+label+free+separation+of+circulating+tumor+cells+from+historical+foundations+to+recent+developments%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+on+a+Chip%22%5BJournal%5D)">Technologies for label free separation of circulating tumor cells from historical foundations to recent developments.</a> Lab on a Chip. 14 (1), 32(2014).</li>
<li>Trujillo, F. J., Juliano, P., Barbosa Cánovas, G., Knoerzer, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Separation+of+suspensions+and+emulsions+via+ultrasonic+standing+waves+%E2%80%93+A+review%5BTitle%5D)+AND+%22Ultrasonics+Sonochemistry%22%5BJournal%5D)">Separation of suspensions and emulsions via ultrasonic standing waves – A review.</a> Ultrasonics Sonochemistry. 21 (6), 2151-2164 (2014).</li>
<li>Bridle, H., Miller, B., Desmulliez, M. P. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Application+of+microfluidics+in+waterborne+pathogen+monitoring+A+review%5BTitle%5D)+AND+%22Water+Research%22%5BJournal%5D)">Application of microfluidics in waterborne pathogen monitoring A review.</a> Water Research. 55, 256-271 (2014).</li>
<li>Mariella Jr, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sample+preparation+the+weak+link+in+microfluidics-based+biodetection%5BTitle%5D)+AND+%22Biomedical+microdevices%22%5BJournal%5D)">Sample preparation the weak link in microfluidics-based biodetection.</a> Biomedical microdevices. 10 (6), 777-784 (2008).</li>
<li>Gor’kov, L. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((On+the+forces+acting+on+a+small+particle+in+an+acoustic+field+in+an+ideal+fluid%5BTitle%5D)+AND+%22Soviet+Physics+Doklady%22%5BJournal%5D)">On the forces acting on a small particle in an acoustic field in an ideal fluid.</a> Soviet Physics Doklady. 6, 773-775 (1962).</li>
<li>Settnes, M., Bruus, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Forces+acting+on+a+small+particle+in+an+acoustical+field+in+a+viscous+fluid%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+E%22%5BJournal%5D)">Forces acting on a small particle in an acoustical field in a viscous fluid.</a> Physical Review E. 85 (1), 016327(2012).</li>
<li>Barnkob, R., Augustsson, P., Laurell, T., Bruus, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Acoustic+radiation+and+streaming-induced+microparticle+velocities+determined+by+microparticle+image+velocimetry+in+an+ultrasound+symmetry+plane%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+E%22%5BJournal%5D)">Acoustic radiation and streaming-induced microparticle velocities determined by microparticle image velocimetry in an ultrasound symmetry plane.</a> Physical Review E. 86 (5), (2012).</li>
<li>Bruus, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Acoustofluidics+7+The+acoustic+radiation+force+on+small+particles%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+Chip%22%5BJournal%5D)">Acoustofluidics 7 The acoustic radiation force on small particles.</a> Lab Chip. 12 (6), 1014-1021 (2012).</li>
<li>Fong, E. J., Johnston, A. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Acoustic+focusing+with+engineered+node+locations+for+high+performance+microfluidic+particle+separation%5BTitle%5D)+AND+%22Analyst%22%5BJournal%5D)">Acoustic focusing with engineered node locations for high performance microfluidic particle separation.</a> Analyst. 139 (5), 1192-1200 (2014).</li>
<li>Fong, E. J., Bora, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Continuously+Variable+Node+Position+in+a+High+Throughput+Acoustofluidic+Device%5BTitle%5D)+AND+%22Micro+Total+Analysis+Systems%22%5BJournal%5D)">Continuously Variable Node Position in a High Throughput Acoustofluidic Device.</a> Micro Total Analysis Systems. , 1184-1186 (2014).</li>
<li>Jung, S. Y., Notton, T., Fong, E., Shusteff, M., Weinberger, L. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spatial+tuning+of+acoustofluidic+pressure+nodes+by+altering+net+sonic+velocity+enables+high-throughput+efficient+cell+sorting%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+on+a+Chip%22%5BJournal%5D)">Spatial tuning of acoustofluidic pressure nodes by altering net sonic velocity enables high-throughput efficient cell sorting.</a> Lab on a Chip. 15 (4), 1000-1003 (2015).</li>
<li>Franssila, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Deep+Reactive+Ion+Etching%5BTitle%5D)+AND+%22Introduction+to+Microfabrication%22%5BJournal%5D)">Deep Reactive Ion Etching.</a> Introduction to Microfabrication. , 255-270 (2010).</li>
<li>Sharma Rao, B., Hashim, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microfluidic+Photomask+Design+Using+CAD+Software+for+Application+in+Lab+On+Chip+Biomedical+Nanodiagnostics%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Materials+Research%22%5BJournal%5D)">Microfluidic Photomask Design Using CAD Software for Application in Lab On Chip Biomedical Nanodiagnostics.</a> Advanced Materials Research. 795, 388-392 (2013).</li>
<li>Melin, J., Quake, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microfluidic+Large+Scale+Integration+The+Evolution+of+Design+Rules+for+Biological+Automation%5BTitle%5D)+AND+%22Annual+Review+of+Biophysics+and+Biomolecular+Structure%22%5BJournal%5D)">Microfluidic Large Scale Integration The Evolution of Design Rules for Biological Automation.</a> Annual Review of Biophysics and Biomolecular Structure. 36 (1), 213-231 (2007).</li>
<li>Madou, M. J. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aMadou%2C+MJ+%22Fundamentals+of+microfabrication%3A+the+science+of+miniaturization%22">Fundamentals of microfabrication: the science of miniaturization</a>. , CRC Press. Boca Raton. (2002).</li>
<li>Krulevitch, P., Benett, W., Hamilton, J., Maghribi, M., Rose, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Polymer+based+packaging+platform+for+hybrid+microfluidic+systems%5BTitle%5D)+AND+%22Biomedical+Microdevices%22%5BJournal%5D)">Polymer based packaging platform for hybrid microfluidic systems.</a> Biomedical Microdevices. 4 (4), 301-308 (2002).</li>
<li>Leslie, D. C., Easley, C. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Frequency+specific+flow+control+in+microfluidic+circuits+with+passive+elastomeric+features%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Physics%22%5BJournal%5D)">Frequency specific flow control in microfluidic circuits with passive elastomeric features.</a> Nature Physics. 5 (3), 231-235 (2009).</li>
<li>Oh, K. W., Lee, K., Ahn, B., Furlani, E. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Design+of+pressure+driven+microfluidic+networks+using+electric+circuit+analogy%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+on+a+Chip%22%5BJournal%5D)">Design of pressure driven microfluidic networks using electric circuit analogy.</a> Lab on a Chip. 12 (3), 515-545 (2012).</li>
<li>Mittelbrunn, M., Gutiérrez Vázquez, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Unidirectional+transfer+of+microRNA+loaded+exosomes+from+T+cells+to+antigen+presenting+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Communications%22%5BJournal%5D)">Unidirectional transfer of microRNA loaded exosomes from T cells to antigen presenting cells.</a> Nature Communications. 2, 282(2011).</li>
<li>Acosta, E. G., Castilla, V., Damonte, E. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+entry+of+dengue+virus+into+Aedes+albopictus+mosquito+cells+is+dependent+on+clathrin+mediated+endocytosis%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+General+Virology%22%5BJournal%5D)">Functional entry of dengue virus into Aedes albopictus mosquito cells is dependent on clathrin mediated endocytosis.</a> Journal of General Virology. 89 (2), 474-484 (2008).</li>
<li>Stenglein, M. D., Sanders, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Identification+Characterization+and+In+Vitro+Culture+of+Highly+Divergent+Arenaviruses+from+Boa+Constrictors+and+Annulated+Tree+Boas+Candidate+Etiological+Agents+for+Snake+Inclusion+Body+Disease%5BTitle%5D)+AND+%22%22%5BJournal%5D)">Identification Characterization and In Vitro Culture of Highly Divergent Arenaviruses from Boa Constrictors and Annulated Tree Boas Candidate Etiological Agents for Snake Inclusion Body Disease.</a> 3 (4), e00180 12(2012).</li>
<li>Arenaviridae Viral Hemorrhagic Fevers (VHFs). , CDC. Available from: 
 <a target="_blank" href="http://www.cdc.gov/vhf/virus-families/arenaviridae.html">http://www.cdc.gov/vhf/virus-families/arenaviridae.html</a> (2013).</li>
<li>Packard, M., Wheeler, E., Alocilja, E., Shusteff, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Performance+Evaluation+of+Fast+Microfluidic+Thermal+Lysis+of+Bacteria+for+Diagnostic+Sample+Preparation%5BTitle%5D)+AND+%22Diagnostics%22%5BJournal%5D)">Performance Evaluation of Fast Microfluidic Thermal Lysis of Bacteria for Diagnostic Sample Preparation.</a> Diagnostics. 3 (1), 105-116 (2013).</li>
<li>Lion, N., Reymond, F., Girault, H. H., Rossier, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Why+the+move+to+microfluidics+for+protein+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Opinion+in+Biotechnology%22%5BJournal%5D)">Why the move to microfluidics for protein analysis.</a> Current Opinion in Biotechnology. 15 (1), 31-37 (2004).</li>
</ol>

למחברים אין מה לחשוף.

פרוטוקול זה מציג את האינטגרציה ברמת המערכת של מכשירי microfluidic לציוד macroscale לבצע עיבוד מדגם ביולוגי אוטומטי. המודולריות של פלטפורמה זו מאפשרת לה להיות מותאם לכל מכשיר זרימה רציף, ו, כדוגמא, הפרוטוקול המובא מתמקד באפיון ואופטימיזציה של הביצועים של מכשיר הפרדת חלקיקי acoustofluidic. שלושה יתרונות עיקריים של פרוטוקול זה מודגשים: מודולריות (i) ושבב לעולם ממשק, (ii) אפיון חזק של ביצועי מכשיר, וכן (iii) עיבוד אוטומטי של מדגם כרכים בדיוק מודד האויר להפרדת חלקיקים. אני. המודולריות ושבב לעולם התממשקות כפי שניתן לראות באיור 2, שבב microfluidic הוא רכוב על קרש חיתוך מותאם אישית כדי להתאים בקלות על במה מיקרוסקופ לתצפית ישירה. קרש החיתוך מכיל # 6-40 חורים UNF הליכי על 5 מ&quot;מ רשת-המגרש, ENAבלינג השבב להיות מאובטח, וקשרי נוזל להתבצע. קשרי הנוזל להציץ צינורות עם קצוות במכונה, שחותם נגד שבב fluidic עם גומי איטום פנים אטם וצווארון נירוסטה. ערכת ממשק זה עושה להחלפה קלה שבב ועיצוב מחדש מכשיר מהיר, הדורשים מעט או ללא שינויים ברכיבי מערכת אחרים, עקבות שבב הניתנים להתאים לפורמט הרשת. לדוגמא, יש לנו להשתמש בפלטפורמה זו עם שבבי מייקרו-נוזליים לזרימה רציפה אלקטרופורזה, תמוגה תא תרמית, 29 ערבוב מהיר של חומרים כימיים לסינתזה כימית, ולכידת תא בודד וחקירה. ii. אפיון חזק של ביצועי מכשיר על מנת לייעל את הביצועים של כל מכשיר הפרדת microfluidic, הפעולה שלה חייבת להיות מאופיינת ראשונה ביסודיות. המערכת המתוארת כאן תומכת בפיתוח פרוטוקולים מהירים ואוטומטיים לעשות את זה. לexamp הספציפיle של התקנים אקוסטיים התמקדות, איכות ההתמקדות, תדירות הפעלה, ומיקום של חלקיקים התמקדו בערוץ microfluidic יש למדוד עבור כל התקן בודד. מדידות אלה דורשים גורפות באמצעות מגוון של תדרי כונן piezoceramic, מתחים וספיקות, לזהות שילובי פרמטר אופטימליים להפרדה באיכות גבוהה. הפרוטוקול שהוצג באופן אוטומטי משתנה פרמטרים מתכונן אלה ולוכד הרלוונטיים הדינאמי כלומר, תמונות ניאון של חלקיקים זורמים בערוץ ש- מעובד הודעה כדי ליצור את המדידות הנדרשות מחלקיקים המתמקדות באיכות, תדירות, ואת מיקום (איור 3). אפיון מלא של ביצועי מכשיר אקוסטי דורש צעדים חוזרים 4.4 ו -4.5 כנדרש בתנאי ניסוי שונים. לדוגמא, עמדת ההתמקדות המוחלטת של שבב נמצאת על-ידי הפעלת סריקת התדרים בספיקות נמוכות יחסית ומתח גבוהים על מנת להבטיח הגירה מלאה למיקום הצומת. בנוסף, סריקות בתדירות כזו יכולה להעריך את איכות ההרכבה מכשיר (כאשר לרוץ עם חרוזי פוליסטירן בגודל ידוע), או כדי לקבוע כיצד סוג חלקיקים בעבר לא ידוע יתנהג במערכת (לאחר שבב התאפיין בחרוזים). שבב עם העברת אנרגיה טובה מpiezoceramic לערוץ microfluidic יגרום הדוק התמקדות בשיעורים גבוהים זרימה (&gt; 1 מיליליטר / דקה) ומתח נמוך (12-15 עמ &#39;V), בעוד אלה עם העברת אנרגיה עניה לא יתמקדו גם בשיעורים נמוכים זרימה (&lt;100 μl / min) ומתח גבוה (&gt; עמ &#39;20 V). מצאנו כי קשר אינטימי בין שבב מייקרו-הנוזלי וpiezoceramic הוא קריטי להעברת אנרגיה יעילה לנוזל. חקירה נוספת של השיטה האופטימלית של מליטה שבב מייקרו-הנוזלי וpiezoceramic יאפשר ייצור אמין של התקנים עתירים ביצועים. לבסוף, מלאניתן להשיג תמונה של הפעולה של מכשיר acoustophoretic על ידי שילוב של מדידות סריקת תדרים מבוססי תמונה של שלב 4 (ואיור 3) עם ספירת חלקיקים שנאספו מSPO וLPO כפונקציות של הפרמטרים התפעוליים הרלוונטיים, מניסויי הפרדה מתבצעים עם microspheres , כפי שמתואר בשלב 5. כפי שניתן לראות באיור 6, סדרה כזו של ניסויים אוטומטיים יכולה במהירות לאפיין ביצועים של מכשיר בודד וtunability, להודיע ​​למשתמש של מרחב הפרמטרים האופטימלי להפעלת המכשיר להפרדת חלקיקים. iii. קטן-מדגם עיבוד אוטומטי הפרדת חלקיקים לעיבוד מדגם מוצלח ומדויק microfluidic מבוסס שבב, זה קריטי לאמין ומדויק מטר, עומס, לספק, ולאסוף את הכרכים של נוזל כשהם עוברים דרך. דיוק זה חשוב במיוחד כאשר נפח הדגימה קטן(~ 0.1-1 מיליליטר), שהוא נפוץ בהגדרות מעבדה קליניות או מחקר. 30 טיפול מדגם מדויק הוא מאתגר בניסויי microfluidic מסורתיים המעסיקים נסיגה ידנית של המדגם לתוך מזרק ועירוי לתוך מכשיר ללא משוב של כאשר המדגם הופרד וכאשר זה צריך להיות שנאסף. הפרוטוקול הציג מעסיק אוטומטי מדגם טעינת סליל וניפוק בשילוב עם משוב בזמן אמת מחיישני זרימה לאפשר הפרדות שחזור של כרכי מדגם קטנים. איור 5 מראה את זרימת הפרופילים הנמדדים בSPO וLPO מניסוי הפרדה טיפוסי. ראשית, חיץ מוביל של לפחות 35 μl נטען על מנת להבטיח זרימה יציבה לפני המדגם מגיע השבב אקוסטית. כרכי מדגם פחות מ -100 μl אינם מומלצים לתצורת מערכת זו, בגלל דילול מדגם בשל החיץ המוביל הופך מוגזם. התוספת של האוויר משמשת בתחילת ההזרקה אלקטרוני לפני החיץ המוביל להפריד את תקע המדגם מהנוזל שלהלן, המונעים ערבוב ודילול של מדגם ומשמש כמדד לזרימת החיישנים. לאחר חולף ראשוני כנוזל מתחיל לנוע דרך מערכת, אותות עלייה חדים בשני השקעים לציין את המעבר של בועת האוויר הראשונה. ארעיים אלה ואחריו תקופה של זרימה יציבה עוד המדגם זורם דרך המערכת, ולאחר מכן עלייה חדה נוספת כאשר בועת האוויר השנייה עוברת, ולבסוף ירידה בסופו של דבר קצב זרימה לאפס לאחר הפסקת משאבת מזרק. המעבר של תקעי האוויר דרך זרימת החיישנים משמש כנקודות הדק כדי לעבור את השסתומים כדי להתחיל ולהפסיק אוסף מדגם, ובכך לצמצם מדגם ודילול אבודים במחזורי נוזל שאינו מדגם. מדידת לולאה הסגורה של כרכי מדגם מעובד מבטלת את הצורך מחדש תכנית ערכים אלה לפני תחילת הניסוי בכל פעם מדגם הקלט משתנה. תכונה זוחשוב במיוחד כאשר נפח דגימה הוא מוגבל, למשל במקרה של דגימות קליניות רבות. זרימת ניטור בזמן אמת גם מסייע בפתרון בעיות; ריצה עלובה (לדוגמא, לסתום יוצרים באחד מהשקעים) ניכרה מייד מזרימת פרופילי תוצאה, כמו באיור 5. כדי להדגים את הגמישות ויעילות של הפרדת acoustofluidic באמצעות ארכיטקטורת המערכת שהוצגה, DENV מטוהר ומניות וירוס GGV היו ממוסמרים למניות תא ומופרד על ידי עיבוד באמצעות שבב מייקרו-הנוזלי. 7 א איור מראה כי תאי ראג&#39;י הופרדו היטב מפני וירוסים, כמו 97 % מתאי ראג&#39;י יציאת השבב נמצאו בLPO, ובכך השאירו את המדגם מועשר של DENV בSPO. לשם השוואה, את היעילות של הפרדת DENV הייתה נמוכה, עם 70% מDENV יציאת השבב שנמצא בSPO. זו ניתן לייחס לערבוב הסעה קל הנגרם על ידי הסיבובים של separatiבערוץ, אבל יותר סביר שכמה חלקיקי DENV הנודדים יחד עם תאי ראג&#39;י לLPO. תאים הנודדים רוחבי על פני מייעלים לגרור כמה נוזל איתם, אפילו במספר ריינולדס הנמוך. על ידי מנגנון זה, כמו גם משטח ספיחה ספציפי, חלקיקים נגיפיים להעביר לLPO. עם זאת, המדגם המועשר של DENV בSPO הוא יתרון משמעותי, למשל כאשר רצף דה נובו משמש כדי לאתר ולזהות וירוסים. 7b איור מראה כי באחד ניסויי ריצה, רק כ -70% מתאים בואה יציאת השבב נמצאו בLPO, לעומת כמעט 100% יעילות הפרדת תאי ראג&#39;י. ההבדל בביצועי הפרדה בין שני סוגי התאים עשוי להיות מיוחס לגודל ממוצע קטן יותר או צפיפות נמוכה יותר של תאים בואה בהשוואה לתאי ראג&#39;י, ולכן כתוצאה מכך כוחות אקוסטית קטנים יותר. כדי לאשר או להפריך השערות אלה, גודל, הצפיפות ומורפולוגיה של בואהתאים בתרחיף (אשר בדרך כלל לגדול חסיד) של תאים בואה יש למדוד בצורה מדויקת, מאמץ לחקירה נוספת. באותו הניסויים, בדומה לניסויים עם DENV, את חלק הארי של GGV התאושש יצא מSPO, המצביע על העשרה של חלק ויראלי. הנתונים שהוצגו להדגיש את האתגרים הגלומים של פלטפורמות רחבה-ישימות הנדסה לעיבוד מגוון רחב של דגימות ביולוגיות. חשוב לציין, אינטראקציות הביולוגיות יכולות להתחיל לשחק כמו גדול תפקיד כהשפעות הפיזיות ומכאניות. עם זאת, הניסויים הראשוניים הללו גם להפגין את כוחו ואת ההבטחה של שימוש בארכיטקטורת מערכת זו לעיבוד מדגם ביישומים קליניים ומחקר. כהיטב מאופיין מערכת חזקה, מהונדסת, פלטפורמה זו מספקת את היכולת לחפש תשובות לשאלות מדעיות חדשות.

הפרדת מדגם וחלוקה היא אחד התחומים המבטיחים ביותר של יישום טכנולוגיות מייקרו-נוזליות. צעדי טיפול מדגם כזה הם חלק בלתי נפרד לאבחון יעיל קליני, פיתוח תרופות, מאמצי biosurveillance, והתקדמות במחקר בתחום מדעי חיים וטכנולוגיה. אסטרטגיות הפרדת microfluidic עצום כבר הוכיחו לחלקיקים-מושעה נוזל וקולואידים, כמו גם עבור מינים כימיים וביולוגיים; כמה ביקורות לספק סקירות של התקדמות והתפתחויות האחרונות בתחומים אלה 1 - 9. למרות שרבים מטכנולוגיות אלה microfluidic ההפרדה (להלן כ&quot; התקני ליבה &quot;) מתאפיינים בהרחבה, כמה דיווחים שקלו מדגם הבעיה ההפרדה ברמת מערכת. התקני Core הם בדרך כלל שבבי סנטימטר בקנה מידה אישיים, ממשק לצינורות fluoropolymer, עם נוזל מועבר על ידי משאבת עקירה או לחץ.ובכל זאת, אם ההבטחה של מיקרופלואידיקה - לרבות מוגבר אוטומציה, אמינות, וירידה בהיקפי מדגם - הוא להפוך למציאות, לפחות מאמץ שווה ערך חייב להיות מוקדש לעיצוב של מערכת הפרדה מוחלטת שאליו מכשיר הליבה משולב . בנוסף, אתגר גדול עבור גישות microfluidic לbiodetection הוא מאקרו לממשק מיקרו. זה מתייחס לא רק לחיבורים הפיזיים &quot;עולם-לשבב&quot; של מכשיר microfluidic לרכיבי macroscale, וחוסר ההתאמה בין כרכים טיפוסיים מדגם קליני או ניתוח (~ 0.1-10 מיליליטר) והנפח הפנימי של שבבי מייקרו-נוזליים (~ .01-10 Μl), אלא גם למגבלות הדגימה הסטטיסטיות הנובעות מגישור קשקשי גודל אלה. נושאים אלה תורמים לתפיסה שעיבוד מראש מדגם והכנה הם &quot;החוליה החלשה&quot; של biodetection. 10 הפלטפורמה המתוארת בעבודה זו ת&quot;אשלבים עיקריים KES להתמודדות עם אתגרים אלה. הסתכלות ברמת מערכת, פרוטוקול זה מפרט את העיבוד אמין של כרכים בדיוק-מודד האויר אנליטיות בקנה מידה (החל 0.15-1.5 מיליליטר) ב~ לוחות זמנים של 10 דקות. זוהי פעולה &quot;בלחיצת כפתור&quot;: פעם אחת בקבוקון המקור המכיל את המדגם ויעד הבקבוקונים לאוסף חלק ממוקמים לתוך המערכת, את הפקודה &quot;לרוץ&quot; יוזמת את ההליך, וכל הצעדים הם בשליטת מחשב. בסוף הריצה, ניתן להסיר את בקבוקוני הגבייה מהמערכת לניתוח במורד הזרם של השברים המופרדים. התקן הליבה במערכת זו הוא שבב acoustophoresis שתמציות חלקיקי יונקים תא בגודל (5-20 מיקרומטר) מהמדגם. הפרדת Acoustophoretic נבחרה כאן בעיקר כי זה תפוקה גבוהה (עד 100s של μl / min), ללא תווית, וללא מגע, ובכך מציעים יתרונות בהפרדת Viru קיימאSES מהתאים שכמה טכניקות microfluidic אחרות יכולות להתאים. הפיזיקה של חלקיקים אקוסטית התמקדות תוארה בהרחבה, 11 - 13 ולא במוקד של פרוטוקול זה, אבל סיכום קצר של מושגי היסוד הבא כדי לסייע בהבנה את הבקשה להפרדת microfluidic. גלי אולטרסאונד מעמד מהדהדים בmicrochannels מלא נוזל לייצר שדות לחץ, אשר להצמיח כוחות המניעים את החלקיקים לכיוון בלוטות של לחץ נמוך. גודל הכוח תלוי בנפח של החלקיקים, ועל גורם אקוסטית ניגוד נובע מהצפיפות וcompressibilities של החלקיקים יחסי והנוזל המתלים. 14 ככזה, אקוסטי ההתמקדות הוא אידיאלי להפרדה של תא בגודל (~ 7-15 מיקרומטר) מחלקיקי נגיף בגודל (~ 50-200 ננומטר). החלקיקים הגדולים יותר נודדים לעבר צומת לחץ; עם זאת, מאז גודל הכוח הוא קטן מאוד לחלקיקים קטנים יותר מ 2-3 מיקרומטר, חלקיקים אלה קטנים או מינים מומסים בקושי זזו בכלל. היישום הספציפי שלנו של הפרדה אקוסטית, כפי שתואר לעיל, 15 משלב קיר דק לחלק את ערוץ הנוזל ומאפשר מתכונן, מיקום לא סימטרי של עמדת ההתמקדות. זה מוסיף גמישות בעיצוב מכשיר, ואת היתרונות-כוללים ביצועים באיכות הפרדה מוגברת ומהירים מתוארים באופן מלא במקום אחר. 16,17 עם זאת, יתרון עיקרי של גישת תכנון ברמת המערכת המתוארת בעבודה זו הוא שהיא ניתנת להתאמה למגוון גדול של מכשירי Core microfluidic. לדוגמא, רוב מצבי זרימה רציפה הפרדה אחרות, כולל אינרציה, חלוקה זרימת שדה, תזוזה לרוחב דטרמיניסטית (DLD), וסוגים שונים של מכשירי electrokinetic ניתן לשלב בקלות, עם ההתאמות מתאימות שבוצעו בחשבון שינויים בכניסה / יציאת תצורה , ספיקות,ונפחי דגימה. מכשירים עם סוגים שונים של שדות על-שבב (חשמלי, מגנטי) או הדרגתיים (תרמית, כימית) עשויים לדרוש חיבורים נוספים לשבב, או השילוב של חומרה נוספת, שפלטפורמה זו מתאימה. פרוטוקול זה מספק את הצעדים הנדרשים כדי לעצב מכשיר הפרדת microfluidic, ולפברק שבבי סיליקון-זכוכית על ידי חריטת יון תגובתי עמוקה (DRIE, תהליך פלזמה לחרוט זמין במתקני microfabrication רבים, אשר משתמש לסירוגין מחזורים של תחריט ופסיבציה להשיג עמוק תכונות עם הצדדיים אנכיים 18). לאחר מכן, אנו מתארים את האפיון של מכשיר acoustofluidic כדי לקבוע את הפרמטרים התפעוליים אופטימליים להפרדה, ולבסוף פירוט מערכת הפרדת מלוא המשולב והליך לעיבוד דגימות ביולוגיות. תוצאות אפיון מכשיר טיפוסיות ועיבוד נתונים מדגם לאחר מכן הוצגו ונדונו, והיתרונות המרכזיים של appro זהאח מודגשים, כולל מודולריות, חוסן, דיוק ואוטומציה.

<table><tbody><tr><td colspan="4">החומרים הנדרשים לשלבים 1-3: תכנון, ייצור והרכבה</td></tr><tr><td>של מכשיר סיליקון מלוטש דו צדדי סיליקון פרוסות</td><td>Silicon Quest International, Inc. סן חוזה, קליפורניה, ארה"ב</td><td>100 מ"מ < 100>&nbsp; רקיק ראשוני</td><td>1-20 אוהם-ס"מ, 495 & #177; 25 & #160; ומיקרו; m פרוסת זכוכית מלוטשת דו-צדדית</td></tr><tr><td></td><td>Bullen Ultrasonics, Eaton, OH, ארה"ב</td><td>100 mmx0.5 מ"מ Boro</td><td></td></tr><tr><td>Photoresist, AZ 1518</td><td>MicroChemicals GmbH, Ulm, גרמניה</td><td>AZ 1518</td><td>Photoresist המשמש להדבקת רקיק לפרוסה ריקה לתחריט DRIE</td></tr><tr><td>Photoresist, AZ 4620</td><td>MicroChemicals GmbH, Ulm, גרמניה</td><td>AZ 4620</td><td>Photoresist להגדרת דפוסי נוזל ובאמצעות מסכה</td></tr><tr><td>תחריט פלזמה DRIE</td><td>STPS, ניופורט, NP, בריטניה</td><td>Multiplex Advance Oxide Etch (AOE) מערכת</td><td></td>ICP</tr><tr><td>Wafer Bonder</td><td>Electronic Visions Group,&nbsp; St.Florian am Inn, אוסטריה</td><td>EVG 501</td><td></td></tr><tr><td>מסור חיתוך</td><td>Kulicke & Soffa Industries, סינגפור</td><td>K& ערכת אפוקסי S 982</td><td></td></tr><tr><td></td><td>טכנולוגיית אפוקסי, בילריקה, MA, ארה"ב</td><td>אפוקסי EPO-TEK 301</td><td>המשמש לזיווג פייזו ושבב מיקרופלואידית</td></tr><tr><td>PZT piezoceramic&nbsp;</td><td>Piezo Systems, Woburn, MA, ארה"ב</td><td>PSI-5A4E</td><td>37.5 & פעמים; 10 & פעמים; 0.5 מ"מ</td></tr><tr><td>28 AWG חוט מוצק מבודד Kynar</td><td>Squires Electronics, קורנליוס, אורגון, ארה"ב</td><td>UL1422</td><td></td></tr><tr><td>אפוקסי כסף 2 חלקים&nbsp;</td><td>MG Chemicals, Surrey, BC, Canada</td><td>8331</td><td>דבק מוליך לחיבור חוטים מובילים ל-PZT</td></tr><tr><td>L-edit</td><td>Tanner EDA, מונרוביה, קליפורניה, ארה"ב</td><td>Ledit v15.1 תוכנת CAD 64 סיביות</td><td>לפריסת</td></tr><tr> מסכה<td colspan="4">חומרים הנדרשים לשלב 4: אפיון ביצועי מיקוד אקוסטי</td></tr><tr><td>משאבה כפולה</td><td>מכשיר הרווארד, הוליסטון, MA, ארה"ב</td><td>סדרת PHD Ultra, 703007</td><td></td></tr><tr><td>5&#160; מזרקי מ"ל</td><td>בקטון-דיקינסון, פרנקלין לייקס, ניו ג'רזי, ארה"ב</td><td>309646</td><td></td></tr><tr><td>מתאם יציאת הברגה</td><td>IDEX, אוק הארבור, וושינגטון, ארה"ב</td><td>P-659</td><td>מחבר מזרק לצינורות</td></tr><tr><td>Union</td><td>IDEX, Oak Harbor, WA, USA</td><td>P-623</td><td>מחבר את העולם לחיבורי שבבים לצינורות פלואורופולימרים.&nbsp; יכול גם להשתמש ב-webbed&nbsp;</td></tr><tr><td>Ferrule 1/4-28 IDEX תחתון שטוח</td>, <td>אוק הארבור, וושינגטון, ארה"ב</td><td>P-200</td><td>משמש עם אגוז ליצירת חיבורים בין צינורות למזרק, חיישני זרימה ועולם לחומרת שבב</td></tr><tr><td>Nut&nbsp; 1/4-28 IDEX תחתון שטוח</td>, <td>אוק הארבור, וושינגטון, ארה"ב</td><td>P-202</td><td>משמש עם טבעת ליצירת חיבורים בין צינורות למזרק, סנססורי זרימה ועולם לשבב חומרה</td></tr><tr><td>1/16 אינץ' OD צינורות פלואורופולימר</td><td>IDEX, אוק הארבור, וושינגטון, ארה"ב</td><td>1912L</td><td>צינורות לחיבור משאבות מזרק לעולם לחיבורי שבבים.&nbsp; גודל הצינור אינו קריטי במהלך שלבי קליברציה (מזהה .01-.03 אינץ' משמש בדרך כלל, מספרי חלקים מתאימים אחרים: 1907L, 1902L).</td></tr><tr><td>צינורות פלואורופולימרים קטנים IDEX</td><td>, אוק הארבור, וושינגטון, ארה"ב</td><td>1476-20</td><td>המשמשים למגבילי זרימה: 0.006 אינץ' ID, 1/16 אינץ' OD FEP&nbsp;</td></tr><tr><td>צינורות</td><td></td><td></td> הצצה <td>מתחבר משבב לצינורות פלואורופולימר.</td></tr><tr><td>מאוורר קירור</td><td>Multicomp, לידס, אנגליה</td><td>מחולל</td> פונקציות MC19663 <td></td></tr><tr><td></td><td>זריז, סנטה קלרה, קליפורניה, ארה"ב</td><td>33220A</td><td></td></tr><tr><td>מגבר RF</td><td>ENI, רוצ'סטר, ניו יורק</td><td>325 LA</td><td>חייב להיות מסוגל להגביר אותות מ- < 1&#160; V בטווח של 1-2&#160; MHz עד 25&#160; Vpp לפייזו.</td></tr><tr>פוטומטריה <td>של מצלמת CCD</td><td>, טוסקון, אריזונה, ארה"ב</td><td>CoolSnap HQ</td><td></td></tr><tr><td>מיקרוסקופ הפוך</td><td>Zeiss, Oberkochen, גרמניה</td><td>Axiovert S100</td><td></td></tr><tr><td>FITC סט מסננים</td><td>Chroma Tech, VT, ארה"ב</td><td>SP101</td><td></td></tr><tr><td>Objective, 10X</td><td>Zeiss, Oberkochen, גרמניה</td><td>ACHROPLAN</td><td></td></tr><tr><td>Oscilloscope</td><td>Tektronix, Beaverton, OR, ארה"ב</td><td>TDS3014B</td><td>לניטור פלט מתח על ידי מגבר RF</td></tr><tr><td>MatLab</td><td>Mathworks, Natick, MA, ארה"</td>ב <td>R2014a</td><td></td></tr><tr><td>תוכנת ממשק דרייבר לשילוב מצלמת פוטומטריה עם תוכנת LabVIEW</td><td>R Cubed, לורנסוויל, ניו ג'רזי, ארה"ב</td><td>SITK</td><td></td></tr><tr><td>Tween 20</td><td>Sigma Aldrich, סנט לוסי, מיזורי, ארה"ב</td><td>P9416</td><td></td></tr><tr><td>Dragon Green Fluorescent 5.76 או 7.32&#160; ומיקרו; m מעבדת</td><td>פוני חרוזים, אינדיאנה, ארה"</td>ב <td>FS06F</td><td></td></tr><tr><td colspan="4">חומרים נוספים הנדרשים לשלב 5:</td></tr><tr><td>שסתומי הפרדה מרובי יציאות אוטומטיים</td><td>VICI, יוסטון, טקסס, ארה"</td>ב <td>C25Z-3180EUHA</td><td>בתצורה הנוכחית יש צורך ב-4 שסתומים</td></tr><tr><td>חיישני זרימה</td><td>Sensirion, Westlake Village, CA, USA</td><td>SLI-1000</td><td></td></tr><tr><td>צינורות פלואורופולימר, .01 ו-.03 אינץ' ID</td><td>IDEX, אלון הארבור, וושינגטון, ארה"ב</td><td>1902L ו- 1912L</td><td>PFA בטוהר גבוה מועדף</td></tr><tr><td>אגוז</td><td>VICI, יוסטון, טקסס, ארה"ב</td><td>ZN1PK-10</td><td>משמש עם טבעת ליצירת חיבורים בין צינורות לשסתומים. מספרי חלקים חלופיים: MZN1PK-10, LZN1PK-10</td></tr><tr><td>Ferrule</td><td>VICI, יוסטון, טקסס, ארה"ב</td><td>ZGF1PK-10</td><td>משמש עם אום ליצירת חיבורים בין צינורות לשסתומים.&nbsp; &nbsp;</td></tr><tr><td>LabVIEW</td><td>National Instruments, אוסטין, טקסס, ארה"ב</td><td>מערכת פיתוח מקצועי LabVIEW</td><td>תוכנת אוטומציה של מעבדה</td></tr><tr><td>PBS</td><td>Teknova, הוליסטר, קליפורניה, ארה"ב</td><td>P0200</td><td></td></tr><tr><td>Raji Cells</td><td>ATTC, Manassas, VA, ארה"ב</td><td>CCL86</td><td></td></tr><tr><td>תאי</td><td></td><td></td> בואה <td>מסופקים באדיבות על ידי מעבדת DeRisi ב-UCSF</td></tr><tr><td>GGV</td><td></td><td></td><td>מסופק באדיבות על ידי מעבדת DeRisi ב-UCSF</td></tr><tr><td>DENV</td><td></td><td></td><td>מסופק באדיבות על ידי חוזה פנה ב-LLNL</td></tr><tr><td>Coulter Counter Z2</td><td>Beckman Coulter, Brea, CA, USA</td><td>Z2</td><td></td></tr><tr><td>Hemacytometer</td><td>Fisher Scientific, Waltman, MA, USA</td><td>0267151B</td><td></td></tr></tbody></table>

פלטפורמת microfluidic לעיבוד מדגם precision הקטן-נפח ושימוש בו לגודל חלקיקים הביולוגיים נפרדים עם microdevice אקוסטי

A Microfluidic Platform for Precision Small-volume Sample Processing and Its Use to Size Separate Biological Particles with an Acoustic Microdevice

יתרון עיקרי של מכשירי microfluidic הוא היכולת לתפעל כרכי מדגם קטנים, ובכך להקטין פסולת מגיב ושימור דגימה יקרה. עם זאת, כדי להשיג מניפולציה מדגם חזקה יש צורך לטפל בשילוב מכשיר עם סביבת macroscale. כדי לממש את הפרדת הדיר, רגישה חלקיקים עם מכשירי microfluidic, פרוטוקול זה מציג פלטפורמת מייקרו-נוזלית אוטומטית ומשולבת מלאה המאפשרת עיבוד מדויק של .15-1.5 מיליליטר דגימות באמצעות מכשירי microfluidic. היבטים חשובים של מערכת זו כוללים פריסת מודולרי מכשיר ואביזריו חזקים וכתוצאה מכך העולם אמין וגמיש שבב חיבורים, וטיפול נוזל אוטומטי לחלוטין שמשיג אוסף לולאה סגורה מדגם, ניקוי מערכת ויחול צעדים כדי להבטיח פעולת הדיר. ניתן להשתמש במכשירים microfluidic שונים לסירוגין עם ארכיטקטורה זו. כאן אנו משלבים מכשיר acoustofluidic, characteriz פירוטני, מיטוב ביצועים, ולהדגים את השימוש בו לגודל-הפרדה של דגימות ביולוגיות. על ידי שימוש במשוב בזמן אמת במהלך ניסויי הפרדה, אוסף מדגם מותאם לשימור ולהתרכז מדגם. למרות שדורש שילוב של מספר חתיכות של ציוד, יתרונות של ארכיטקטורה זו כוללים את היכולת לעבד דגימות ידועות ללא אופטימיזציה נוספת מערכת, קלות החלפת מכשיר, ועיבוד מדגם מדויק, חזק.

תכונות עיקריות של עיצוב מכשיר אקוסטי-microfluidic מודגשים באיור 1, ותיארו במקום אחר לחלוטין. 15 ב, זרימת שני זרמי נוזל צד-ידי צד קצר בערוץ הפרדה, הופרדו ממקביל ערוץ עוקף על ידי קיר דק סיליקון. מאז את גודל כוח הקרינה העיקרי מאזניים עם חלקיקי נפח, חלקיקים גדולים להגר אל מחוץ למעורב מדגם זרם הקלט לכיוון צומת לחץ אקוסטי ממוקמת בזרם התאוששות הנוזל הסמוך, ואילו חלקיקים קטנים נשארים בזרם המקורי (איור 1 ב, ג). ארכיטקטורת שני הערוצים מחולקים משפרת הפרדת חלקיקי 17 ומאפשרת התאמה של עמדת הצומת באמצעות נוזלי ערוץ עוקף שונים. 16 קרש החיתוך ואבזרי fluidic מספק פלטפורמה איתנה לעולם שבב חיבורים, והעיצוב המודולרי מאפשר החלפה מהירה בין שבבי fluidic (איור 2). ג זהonfiguration כמו כן מאפשר חיבורי נוזל הפיכים, אשר עד 1,000 psi חותם, להתבצע במהירות ובאופן אמין (איור 2, E). מיל ו תדר התהודה של שבב ניתן להעריך באמצעות חישובים אנליטיים 1D פשוטים (ראה שלב 1.1.1). ממודל 2D הסופי, אלמנט מלא יותר של חתכנו המכשיר, 16 צפוי עמדת ההתמקדות לתהודת 2-צומת היא 225 מיקרומטר מהקיר והתדירות הצפוי היא 1.68 MHz. עם זאת, במיל &#39;למכשירים אמיתיים יכול להשתנות לפי ± 100 kHz, תלוי בטמפרטורת הפעלה וצימוד של תהודות אורך ורוחב. לכן, לאחר הרכבה מכשיר, מיל F יש לוודא באופן אמפירי בשיעורי זרימה רלוונטיים ומתחי כונן piezo, כפי שמתוארים בשלב 4 של הפרוטוקול. איור 3 מראה סריקות תדירות נציג נלקחו ב 200 μl / דקה,<html> עם מים בערוצים הראשיים ועוקפים, ו -20 עמ &#39;V שסופק לpiezo. כאשר הצימוד בין piezo ומכשיר microfluidic הוא טוב, חלקיקים יתמקדו בחוזקה בתדר התהודה, וכתוצאה מכך לשיא ברור בעוצמת הניאון וההגירה לעמדת ההתמקדות הצפויה (איור 3 א). לעומת זאת, כאשר יש צימוד עני, חלקיקים לא יתמקדו היטב ותוצאות סריקת התדר יהיו דומות לאיור 3. במכשירים כאלה, מתמר piezo ייתכן שיהיה צורך מחדש רכוב, אם דבק הפיך כבר בשימוש; אחרת, מכשיר זה אינו מתאים כאשר באיכות גבוהה תוך התמקדות או זרימה מהירה היא קריטיות ליישום הנדרש. הנתונים באיור 3 ליידע את הבחירה של תדירות הפעלה לניסויים הבאים, והמתח ולזרום טווח שיעור זמין להפרדת חלקיקים יעילה. קבצים / ftp_upload / 53051 / 53051fig5.jpg &quot;/&gt; איור 5. אוטומטי עיבוד לדוגמא. () סכמטי של המדגם הטעון בסליל המדגם. זרימת פרופיל נציג של ניסוי הפרדה מוצלח (ב &#39;). (ג) זרימת פרופיל מהפרדה לרוץ שבמהלכו לשקע SPO סתום בכ 220 שניות. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53051/53051fig5large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> לאחר זיהוי שבבים שמפרידים יעילים, הם שולבו במערכת המתוארת באיור 4. נפח מערכת סה&quot;כ נסחף ממוזער באמצעות צינורות עם 0.01 &quot;קוטר פנימי לאורך נתיב הזרימה העיקרי (קווים כחולים). איור 5 א &#39;ממחיש את האיפור של התוספת מדגם טיפוסית חדורה במערכת. כמות קטנה של &quot;חיץ מוביל&quot; (~ 35 μl) נדרשה ברת דודדה המדגם בזרימה לחסל זרימת תנודות תוך המדגם עובר דרך שבב ההפרדה. איור 5 מציג נתונים זרימה כתוצאה מניסוי מוצלח הפרדה אוטומטית אקוסטית. תכונות עיקריות של ריצה מוצלחת כוללות: (1) עלייה חולפת בקצב זרימה בשני LPO וSPO כלחץ בונה ונוזל מתחיל לזרום דרך מערכת, (2) עלייה חדה המציינת את המעבר של בועת אוויר ( הבלעה מציגה פרופיל מורחב של בועה יחידה), שאמור להגיע לSPO לפני LPO בשל זרימה בלתי שווה משני שקעים, (3) זרימה יציבה באמצעות שני השקעים שבין שתי בועות האוויר כמהלכי מדגם באמצעות המערכת, ו- (4) ירידה הדרגתית בקצב זרימה בשני השקעים לאחר נפח דגימה המלא מועברת למערכת. ריצות בעייתיות ניכרות מייד מזרימת פרופילים דומים לאיור 5 ג, שבו נראה כי SPO הפך סתום לאחר כ 220 שניות. בתי<html> מקרה של, הליך ניקוי דומה לזה שתואר בשלב 5.3 יש להפעיל לסתימת הערוץ. <img alt="איור 6" src="/files/ftp_upload/53051/53051fig6.jpg" /> Tunability 6. התקן איור: גודל חלקיקים ואפקטי מתח. אחוזים מהקלקר microspheres חולץ בLPO תלוי בגודל החלקיקים ומתח המסופק לpiezoceramic. כל שורה מתאימה למתח הפעלה שונה בתדר התהודה, נקבע כאמור בשלב 4. קצב זרימה סה&quot;כ דרך המכשיר היא 200 μl / דקה, עם תדרי כונן שימושיים בין 1.62 ו1.64 MHz. ברים שגיאה מייצגים את סטיית התקן של לפחות שלושה ניסויים נפרדים. לשכפל ולשנות על ידי רשות של האגודה המלכותית לכימיה מhttp://pubs.rsc.org / he / תוכן / ArticleLanding / 2,014 / / c4an00034j.target = &quot;_ blank&quot;&gt; לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו. איור 6 מראה שנאסף תוצאות הפרדה באמצעות גדלי חלקיקי פוליסטירן שונים ומתחי piezo נהיגה הממחישים את הפרמטרים התפעוליים הנדרשים להפרדה יעילה. באופן כללי, מתח גבוה (כלומר, כוחות אקוסטית יותר) נדרשים כדי לחלץ חלקיקים קטנים יותר, כצפוי. מתחי כונן לא יכולים להיות מוגברים ללא הגבלת זמן, עם זאת, בשל פיזור חום גבוה יותר והשפעות גוברים של הזרמה אקוסטית. 13 העלילה משמשת כמדריך כללי לגדלי הפרדת חלקיקי חלקיקים המראים התאוששות שונה באופן משמעותי במתח כונן ספציפי (לדוגמא, 10 וחלקיקי 2-מיקרומטר על 8.8 V עמ &#39;) יפרידו גם. באופן כללי, אוכלוסיות חלקיקים עם הבדל בגודל גדול, כגון וירוסים (~ 100 ננומטר) ותאים (~ 10 מיקרומטר) ניתן להפריד במהירות וביעילות, יכול כמו תאים של הבדלגדלי erent (למשל, 6-8 מיקרומטר אריתרוציטים דמוי דיסקוס ו8-15 מיקרומטר לויקוציטים). התנאים הספציפיים הנדרשים לעבוד עם סוגי תאים אחרים חייבים לקבוע באופן אמפירי, כצורת תא, צפיפות ודחיסות להשפיע הניגוד אקוסטית שלה, בנוסף לגודל תא. לשם כך, על פי ההליכים בשלב 4 הם שימושיים לקביעת תנאי הפרדה שמישה לכל סוג תא או חלקיק חדש, ולא רק להערכת האיכות של מכשיר acoustophoresis מסוים. <img alt="איור 7" src="/files/ftp_upload/53051/53051fig7.jpg" /> איור 7. יעילות הפרדה של דוגמאות ממוסמר תא-וירוס. תוצאות הפרדה מתאי ראג&#39;י () זינקו בנגיף קדחת הדנגי (DENV) ו- (ב) תאי ראג&#39;י ותאי כליה בואה ממוסמר עם וירוס שער זהב (GGV). אחוזים נאספו מוגדרים כחלק מוירוסים או תאי יציאה מספציפילשקע בהשוואה לסכום הכולל יציאת השבב. הברים השגיאה ל() הם סטיית התקן של 3 ניסויים, ואילו הדגימות ב( B) עובדו רק פעם אחת בשל הכמויות נמוכות הזמינות. 1x PBS שימש כחיץ מדגם והתאוששות הנוזל, עם מים בערוץ העוקף לכל הניסויים. תדרי הפעלה שבב נע בין 1.60 ו1.64 MHz, עם מתחים בין כונן עמ &#39;16 ו -20 V. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53051/53051fig7large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> כדי להדגים את התועלת של פלטפורמה זו להפרדת חלקיקים ביולוגית, השתמשנו ראשון זה לעבד דגימות מאופיינות היטב ביולוגיות: תאי ראג&#39;י אנושיים (10 5 תאים / מיליליטר, קוטר ממוצע 8-10 מיקרומטר 25) זינק בוירוס דנגה (DENV, 10 5 מיליליטר pfu /, קוטר משוער 50 26 ננומטר). איור 7מציג את אחוז תאי ראג&#39;י וDENV נאספו בשני SPO וLPO (המוגדר כחלק של כל אחד מסוגי החלקיקים שנאספו מכל שקע בהשוואה לסכום הכולל של כל חלקיק שנאסף מהשבב). הניסוי חזר על עצמו בשלושה עותקים, ותאי ראג&#39;י היו לכמת באמצעות דלפק קולטר, בעוד DENV היה לכמת באמצעות תגובה הפוכה-שעתוק פולימראז כמותיים שרשרת (RT-qPCR). בשלב הבא, הביצועים של המערכת נבדקו בתרחיש שהוא יותר מציאותי לעיבוד דגימות קליניות, שבו המאפיינים הפיזיים המדויקים של החלקיקים עשויים להיות לא ידועים, וכמויות המדגם הזמינות הן נמוכות יותר. כאן, אנו הערכנו הפרדת וירוס שער זהב לאחרונה המזוהה (GGV), תאי כליה נחש בואה הפתוגן נחש הדבקה. 27 גודל חלקיקי וירוס GGV טרם נמדדו, אבל מאז GGV שייך למשפחת Arenaviridae, זה סביר להניח שלגודל דומה, בין 100 ל 150 ננומטר. 28 אנחנו מעובד דגימות עם GGV ממוסמר (10 4 pfu / מיליליטר) לתוך תאי ראג&#39;י אדם (לא יעד זיהום לנגיף), ותאי כליה חנק (יעד זיהום לGGV, גודל משוער 10 מיקרומטר 27), עם שני סוגי התאים ב 10 4 תאים / מיליליטר. כדוגמאות אלה היו זמינות בכמויות נמוכות, תוצאות הפרדה מרק אחד ניסיונית ריצה מדווחות בעבודה זו. איור 7 מציגה את אחוז תאי ראג&#39;י, התאים בואה, וGGV נאסף מSPO וLPO. תאים היו לכמת בניסויים אלה על ידי סומכים על hemacytometer ווירוסים היו לכמת על ידי RT-qPCR.

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

A major advantage of microfluidic devices is the ability to manipulate small sample volumes, thus reducing reagent waste and preserving precious sample. ...

המטרה הכוללת של הליך זה היא לבצע הפרדות אוטומטיות של חלקיקים בנפחים קטנים באמצעות התקן פוטי מיקרופלואידי. שיטה זו יכולה לאפשר הליכי מפתח בתחום ההנדסה ביו-רפואית, כולל עיבוד והפרדה חסונים של דגימות עבור יישומי זיהוי ביולוגי ומחקר קליני. היתרונות העיקריים של טכניקה זו הם מודולריות, דיוק, חסון ואוטומציה, מה שהופך אותה למתאימה וגמישה לא רק עבור הפרדת רשתית, אלא עבור מגוון רחב של התקני הפרדה מיקרופלואידיים בזרימה.ראשית, זיהינו את הצורך ביכולת זו כדי להריץ באופן שגרתי ואמין הפרדות על נפחים של דגימות ביולוגיות פחות ממילימטר, ללא דילול משמעותי או אובדן של האנליט. השילוב של מדידת דגימה וניתוב אוטומטי מהמקור למסמכי האיסוף, יחד עם פעולות סטנדרטיות של משאבת מזרק, הוא קריטי לעבודה מוצלחת בקנה מידה זה. כדי להתחיל, תכננו את התקן האקוסטי (acoustic retic) ואת הפריסה עבור שתי מסכות הפוטו-ליתוגרפיה כפי שמתואר בסעיף אחד של פרוטוקול הטקסט המצורף.לאחר מכן, בצעו תבניתיקה של פתחי הנוזלים בצד האחורי על גבי פרוסת סיליקון 1 0 0 מלוטשת משני צדדיה. באמצעות פוטוליתוגרפיה סטנדרטית של רזיסט חיובי, חרטו את הגיאומטריה הזו באמצעות תהליך deep reactive ion etching לעומק של 350 עד 400 micrometers. לאחר מכן, הפכו את הפרוסה ובצעו תבניתיקה של גיאומטריית תעלת הנוזלים בצד הקדמי.שוב, באמצעות פוטוליתוגרפיה סטנדרטית של רזיסט חיובי (positive resist), רכבו את פרוסת הסיליקון המודפסת על פרוסת נשאה שנייה של סיליקון ריקה. כעת, באמצעות רזיסט פוטו, חצבו את התעלות החשופות לעומק של 200 micrometers. השתמשו בחריטה ריאקטיבית עמוקה (deep reactive etching), ולאחר מכן השרו את פרוסת ההתקן בתמיסה להסרת רזיסט כדי להפריד אותה מפרוסת הסיליקון הריקה.בשלב הבא, נקה את פרוסת הסיליקון של ההתקן ואת פרוסת זכוכית בורוסיליקט חלקה בעובי 0.5 millimeter באמצעות תמיסת פיראנה. לאחר הניקוי, אטום את תעלות הנוזלים על ידי קישור יוני של פרוסת הזכוכית ופרוסת הסיליקון תחת התנאים המוצגים כאן. לבסוף, חתוך את השבבים הבודדים באמצעות להב יהלום במכונת חיתוך (dicing saw) מתוך ערכת אפוקסי דו-רכיבית בעלת צמיגות נמוכה.שקלו את היחס המומלץ של שני הרכיבים וערבבו אותם היטב. לאחר מכן, מקמו את קרמיקת ה-piezo מסוג lead Zirconate titanate או PCT במתאם (jig) מתאים, והשתמשו בפיפטה כדי למרוח כ-10 µL של תערובת an-epoxy באופן אחיד על פניה ליצירת שכבה דקה ואחידה. לבסוף, מקמו את השבב במתאם והיוו שורה את צד ה-epoxy של קרמיקת ה-piezo עם השבב המיקרופלואידי.ייתכן שיהיה צורך לקבע את השבב בעזרת סרט דביק כדי להחזיקו במקומו בזמן הכיוון. הדקו את המכלול במלחציים תוך הקפדה שלא לסדוק אף אחד מהרכיבים, ובצעו את תהליך ההקשיה בטמפרטורה ובמשך הזמן המומלצים על ידי יצרן האפוקסי. לאחר שהאפוקסי התקשה, השתמשו במלחם בעל חוד דק כדי לחבר חוטי הובלה בעלי עובי דק לכל צד של הקרמיקה הפייזו-אלקטרית.במידת הצורך, השתמשו בפלאקס מתאים להכנת פני השטח של ה-pizo. הקפידו על מגע קצר ככל האפשר עם ה-pizo כדי למנוע דפולריזציה תרמית שלו. הצמידו את השבב ללוח לחצים (fluidic breadboard) באמצעות מתקני קיבוע.בנוסף, חברו מאוורר קירור ללוח הבדיקה (breadboard) כדי לווסת את הטמפרטורה במהלך ניסויי האקוסטיקה. לאחר מכן, הבריגו את השבב למחברי העולם (world connectors). רכבו את לוח הבדיקה עלבמת המיקרוסקופ וחברו את מחברי העולם לשבב לצינורות נוספים בכניסות ובפתחים.שימוש במחברים מהוללים סטנדרטיים מסוג quarter 28. עבור צינורית בקוטר 1/16 אינץ', חברו את השבב המיקרופלואידי למשאבת המזרקים, לשסתומי בחירה רב-מעבריים הנשלטים על ידי מחשב, למדי זרימה המחוברים למחשב ולצינוריות כפי שמוצג כאן וכפי שמתואר באיור 4 של פרוטוקול הטקסט המצורף. לפני ביצוע ההפרדה, מלאו את מאגרי ריאגנט הניקוי ובצעו הטרייה (prime) לקווי הנוזלים המתאימים להם.כמו כן, כוון את שסתומים שלוש וארבע ביציאות השבב כך שבתחילה הזרימה תהיה למכלי הפסולת. לאחר מכן, הפעל את מאוורר הקירור. חבר את מוליכי הקרמיקה הפייזו למגבר ההספק וכוון את מחולל הפונקציות לתדר התהודה עבור השבב האקוסטי שבשימוש.כוון את נקודת הset point של המתח בגנרטור הפונקציות כך שמעגל הגברה של RF יוציא בין 12 ל-25 volts peak to peak, בהתאם להפרדה הרצויה. לאחר מכן, חבר למערכת את מבחנות האיסוף המתאימות ואת מבחנת הכנסת הבאפר. השתמש בבאפר דגימה המתאים לתאים או לחלקיקים המיועדים להפרדה, או כפי שנדרש עבור בדיקת האנליזה שתבוצע לאחר ההפרדה.בשלב הבא, טענו את תוכנת הבקרה והשתמשו בה לשליטה בשסתומים, בחששני הזרימה ובמשאבה כדי לבצע את שגרת ההטרייה (prime) וההפרדה האוטומטית המלאה. מיד לפני תחילת הליך ההפרדה, ערבלו ב-vortex את מבחנת הדגימה לזמן קצר כדי להחזיר למצב של סספנסיה חלקיקים שייתכן ששקעו. לחלופין, בצעו פיפטור של הדגימה למעלה ולמטה 10 פעמים כדי לערבב דגימות ביולוגיות הרגישות יותר לנזק או להצטברות (clumping) כתוצאה מערבבל ב-vortex.לאחר מכן, חברו את מבחנת הדגימה לקו הכניסה והפעילו ללא עיכוב את שגרת ההכנה (prime) וההפרדה. התחילו בשימוש בתוכנה כדי להכין את כניסת האוויר של שסתומים one ו-two, על מנת לוודא שבצינורות אין נוזל. במקביל, הכינו את הצינורות המחברים את מבחנת כניסת הבאפר לשסתום two ואת מבחנת כניסת הדגימה לשסתום one.הפעל את משאבת המזרק כך שתשאב כ-15 µL משני הבקבוקונים כדי למלא את הצינורות לחלוטין, תוך חיבורם לשסתומים. לבסוף, העבר את שסתומים אחת ושתיים למצב פסולת כדי להוציא נוזל עודף או אוויר שחדרו לסליל הטעינה. לאחר מכן, הגדר את התוכנית לטעינת סליל הדגימה על ידי שאיבה ראשונית של 25 µL אוויר בקצב של 50 µL לדקה.לאחר מכן טוענים 250 µL של דגימה בקצב של 200 µL לדקה, ואחריהם 35 µL של בופר מוביל בקצב של 200 µL לדקה, ולבסוף 25 µL נוספים של אוויר בקצב של 50 µL לדקה. לאחר מכן, הגדירו את משאבות המזרקים להזרמת פלאגי הנוזלים שנטענו בקצב של 100 µL לדקה, ועקבו אחר קצבי הזרימה ביציאות החלקיקים הקטנים והגדולים באמצעות חיישני זרימה. ניתן לקבוע את יחס הזרימה המתאים כפי שמתואר בפרוטוקול הטקסט המצורף.כאשר חיישני הזרימה מזהים עלייה חדה בקצב הזרימה המעידה על מעבר של מרווח האוויר הראשון, העבירו את שסתום הפלט המתאים ממבחנת הפסולת למבחנת איסוף דגימות. ודאו שהזרימה יציבה בזמן שהדגימה עוברת בשבב ומופרדת, וזאת על ידי מעקב אחר קריאות חיישני הזרימה. בעוד הדגימה עוברת דרך השבב, הפראקציות המופרדות נאספות בשסתומי היציאה.בסוף פלאג הדגימה, עקבו אחר חיישן הזרימה עד לגילוי מרווח האוויר השני. בנקודה זו, העבירו את שסתומי המוצא חזרה למשקעים (waste). לאחר שכל הנפח הועבר, הפסיקו את הזרקת משאבת המזרק וסיימו את שגרת האוטומציה.לאחר השלמת ניסוי ההפרדה, נתקו את מבחנות איסוף הדגימות של החלקיקים הקטנים והגדולים ואחסנו אותן באופן מתאים לצורך אנליזה עוקבת. הצמידו את צינור שאיבת הדגימות למבחנות ריקות כדי לאסוף את עודפי תמיסונות הניקוי שיישטפו דרך הצינורות. לאחר מכן, הפעילו את שגרת ניקוי המערכת האוטומטית כפי שמתואר בפרוטוקול הטקסט המצורף.במהלך תהליך זה, התוכנית תבקר את השסתומים ואת משאבת המזרק כדי להטעין באופן רצפי את סליל ההמתנה בחומרי ניקוי ולהזרים אותם דרך המערכת. עם סיום תהליך הניקוי והדקונטמינציה האוטומטי, יש להשליך את תמיסות השטיפה העודפות ואת הבקבוקונים שבהם נאספו, בהתאם לנהלים המתאימים לטיפול בפסולת ביולוגית או כימית. מוצגת כאן סריקת תדר מייצגת של רכיב פייזו ומכשיר מיקרופלואידי בעלי צימוד טוב.כאשר הצימוד בין הפיזו למכשיר המיקרופלואידי הוא טוב, החלקיקים מתמקדים באופן הדוק בתדר התהודה, מה שמוביל לשיא ברור בעוצמת הפלואורסצנציה ולנדידה לעמדת המיקוד הצפויה. לעומת זאת, במקרים של צימוד לקוי, החלקיקים לא יתמקדו היטב, והמכשיר לא יהיה מתאים כאשר מיקוד באיכות גבוהה או זרימה מהירה הם קריטיים ליישום הנדרש. כל קו בגרף זה מייצג תוצאות הפרדה תוך שימוש בגדלים שונים של חלקיקי פוליסטירן ובמתחי הפעלה שונים של הפיזו.באופן כללי, נדרשים מתחים גבוהים יותר כדי להוציא חלקיקים קטנים יותר. עם זאת, לא ניתן להעלות את המתחים היבשים ללא הגבלה, וזאת בשל פיזור חום רב יותר והשפעות גוברות של זרימה אקוסטית. כדי להדגים את התועלת של פלטפורמה זו להפרדת חלקיקים ביולוגיים, תאי raji אנושיים בעלי קוטר ממוצע של 8 עד 10 µm הועשרו בנגיף הדנגי בעל קוטר מקורב של 50 nm, ולאחר מכן הופרדו באמצעות ההתקן המיקרופלואידי האקוסטית.ברגע שמערכת כזו מורכבת ומתוכנתת, ניתן לבצע הפרדות באופן שגרתי בתוך כחמש דקות. ניתן לעבד כשלושה דגימות בשעה, כולל ניקוי ודקונטמינציה מלאים בין הדגימות. לאחר הליך זה, ניתן לבצע שיטות אחרות כגון ספירת תאים, western blotting או רצף הדור הבא (next generation sequencing) כדי לאשר את טוהר ההפרדה ולה 규ל את המשמעות הביולוגית.לאחר צפייה בסרטון זה, תרכשו הבנה טובה לגבי אופן הייצור של התקן הפרדה מיקרופלואידי טיפוסי. השתמשו בחיבורים בין העולם החיצוני לשבב כדי להתממשק עם החומרה ולהריץ הליך הפרדה אוטומטי באופן מדויק ואמין. זכרו כי עבודה עם חומרים זיהומיים עלולה להיות מסוכנת ביותר ויש לבצעה אך ורק על ידי כוח אדם שהוכשר כראוי, תוך שימוש בציוד ובנהלים לבטיחות ביולוגית כפי שהוגדרו על ידי המוסד.

a-microfluidic-platform-for-precision-small-volume-sample-processing

Research

JoVE Journal

Bioengineering

הנדסה ביולוגית

מקור: Choi, H. J., et al. אקוסטופורזיס מיקרופלואידית להפרדת זרימה של חיידקים גראם-שליליים באמצעות חרוזי זיקה של אפטמר. J. Vis. Exp. (2022)סרטון זה מדגים את השיטה של הפרדה סלקטיבית של חיידקים גראם-שליליים מדגימת חיידקים מעורבת באמצעות מיקרו-חרוזים מצופים אפטמר וכוחות אקוסטיים בתוך שבב מיקרופלואידי.

אקוסטופורזה בסיוע אפטמר להפרדה מיקרופלואידית של חיידקים גראם-שליליים

בסרטון זה אנו מתארים ראשון ייצור ותפעול הליכים של גל אקוסטי פני השטח (SAW) מכשיר נגדי אקוסטי. לאחר מכן, אנו מדגימים התקנה ניסיונית שמאפשרת לשניהם להדמיה איכותית זרימה וניתוח כמותי של תזרים מורכב בתוך מכשיר השאיבה ראה.

ייצור, תפעול ויזואליזציה זרימה במיקרופלואידיקה אקוסטית-נגדית Surface--מונע גל אקוסטי

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

כאן, אנו מדגימים שיטת ייצור פשוטה עבור מיקרו-טיפות מים בשמן (W/O) הניתנות לשליטה בגודל, חד-פיזוריות, באמצעות מכשיר מיקרופלואידיקה צנטריפוגלי מבוסס נימים. שיטה זו דורשת נפח דגימה קטן בלבד ומאפשרת ייצור בתפוקה גבוהה. אנו מצפים ששיטה זו תהיה שימושית לניתוחים ביוכימיים ותאים מהירים.

נימים מבוססות מכשיר microfluidic צנטריפוגלי עבור גיבוש גודל לשליטה של ​​Monodisperse microdroplets

התקנים Acoustofluidic שימוש בגלי אולטראסאונד בתוך ערוצי microfluidic לתמרן, להתרכז ולבודד מיקרו מושעה וגופים הננוסקופי. פרוטוקול זה מתאר את הייצור ותפעול של מכשיר כזה התומך גלים עומדים אקוסטי בתפזורת להתמקד חלקיקים לייעל מרכזי ללא סיוע של נוזלי נדן.

ייצור והפעלה של Acoustofluidic התקנים התומכים גלים אקוסטיים המתמדת בכמות גדולה עבור Sheathless התמקדות של חלקיקים

כאן, אנו מציגים פרוטוקול לבידוד ותרבות תאים בודדים עם פלטפורמה מיקרופלואידית, המשתמשת בתפיסת עיצוב מיקרו-באר חדשה כדי לאפשר בידוד תא בודד ביעילות גבוהה ותרבית משובטת לטווח ארוך.

פלטפורמת Microfluidic עבור בידוד תפוקה גבוהה מתא בודד ותרבות

אנו מדגימים פלטפורמת microfluidic עם רשת האלקטרודה משטח משולבת המשלב חישת דופק התנגדות (RPS) עם הגישה מרובה חלוקת קוד (CDMA), לבצע ריבוב איתור אומדת חלקיקי ערוצי microfluidic מרובים.

פלטפורמת microfluidic עם איתור Multiplexed אלקטרוני למערכות מעקב מרחבית של חלקיקים

פרוטוקול מניפולציות של microparticles בערוץ microfluidic עם עירור כפול-תדירות מוצג.

Microparticle מניפולציה על ידי עמידה גלי אקוסטית המשטח עם כפול בתדר Excitations

מאמר זה מתאר את הייצור וההפעלה של שבבי אקוסטופורטי מיקרופלואידיים באמצעות טכניקת האקוסטופורזיס המיקרופלואידית ומיקרובים שעברו שינוי אפטאמר שיכולים לשמש לבידוד מהיר ויעיל של חיידקים גראם-שליליים ממדיום.

אקוסטופורזיס מיקרופלואידי להפרדת זרימה של חיידקים גראם-שליליים באמצעות חרוזי זיקה של אפטמר

הפרוטוקול הנוכחי מתאר פלטפורמה מיקרופלואידית פנאומטית שיכולה לשמש לריכוז יעיל של מיקרו-חלקיקים.

פלטפורמה מיקרופלואידית מונחית פניאומטית לריכוז מיקרו-חלקיקים

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

למדו שיטת הפרדת חלקיקים אוטומטית בנפחים קטנים באמצעות מכשיר מיקרו-זרימה אקוסטי. הפרוטוקול משלב מדידת דגימות וניתוב אוטומטי לחקר ביורפואי מדויק.

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

גלה סרטונים נוספים