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

המטרה הכוללת של הליך זה היא לייצר מיקרו-טיפות מים ושמן חד-פיזוריות למחקרים ביולוגיים באמצעות מכשיר מיקרופלואידי. שיטה זו יכולה לסייע בייצור מיקרו-טיפות חד-פיזוריות עבור השדה הביוכימי כדי לקדם את חקר העבודה בסינתזה, PCR של מולקולה אחת, אנקפסולציה בודדת ומידול פשוט של תאים חיים. היתרונות העיקריים של טכניקה זו הם שהיא קלה ומתכווננת.

זה דורש פחות ממיקרוליטר של תמיסת דגימה והוא יכול לייצר מיקרו-טיפות חד-פיזוריות בגודל הנדרש. מי שתדגים את ההליך תהיה מוריטה, פוסט-דוקטורנטית מהמעבדה שלי. המכלול המיקרופלואידיקה המבוסס על נימים מתחיל בהכנת מחזיק הנימים.

התחל בכרסום ארבעה דיסקים מלוחות פלסטיק פוליאצטיל בעובי שני מילימטר באמצעות מכונת כרסום. הדיסקים משמשים ליצירת עמוד הנתמך על ידי מוטות וברגים. בעזרת ברגי M.2, הרכיבו את הלוחות.

ראשית, מדיסקים אחד ושני, הרכיבו את החלק התחתון של המחזיק. לאחר מכן, קצר את הברגים על ידי חיתוכם בחלקי ההברגה. חבר שלושה מתוך ארבעת החורים כדי לאבטח את שני הדיסקים וליצור ערימה של 0.9 סנטימטר.

באופן דומה, הרכיבו את החלק העליון של המחזיק מדיסקים שלוש וארבע. השתמש בשניים מהחורים בכל צלחת כדי לחבר את הלוחות. הפוך את הערימה לגובה 0.7 סנטימטרים.

כעת, השתמש בבורג ארוך כדי לחבר את שני החורים הריקים בחלק העליון של המחזיק עם שני החורים הריקים בחלק התחתון של המחזיק. הבורג הארוך צריך לשים פער בין המחזיקים שהוא כשניים עד שלושה מילימטרים וראש הבורג צריך לתלות את המחזיק שהושלם בכ -2.2 סנטימטרים. כל ניסוי משתמש בקבוצה חדשה של נימים המיוצרים משני נימים.

מנימי 90 מילימטר, צרו שני נימים פנימיים בעזרת חותך זכוכית. צור שני חלקים שווים בגודלם. מנימי 150 מילימטר, צרו שלושה חלקים נימיים פנימיים.

לאחר מכן, בעזרת מושך זכוכית, חדדו כל קטע נימי. הגדר את משקל המושך למקסימום והגדר את רמת החום ל-60-70 מעלות עבור הנימים החיצוניים או 70-80 עבור הנימים הפנימיים. לאחר מכן, חדדו בזהירות את הזכוכית.

שמור על אורך החלקים המכווצים של הנימים בגבולות המומלצים. אם אורך הקצוות ארוך או קצר מדי, כוונן את גוף החימום עד להשגת האורך הנכון. כעת, התכוננו לחתוך את הטיפים.

ראשית, השתמש בסרט שקוף כדי לאבטח נימי לשלב מיקרוסקופ. תלו את הקצה מתחת למטרה. שנית, בעזרת חוט פלטינה מכוסה בחרוזי זכוכית, חתכו את הקצה בשלושה שלבים.

ראשית, הניחו את הנימים במקום בו ההפסקה צריכה להתרחש במגע עם חרוז קר. שנית, מחממים את החוט למשך שנייה עד שתיים. ואז שלישית, חתכו את הקצה על ידי קירור חוט הפלטינה.

יש לבצע פעולה זו באמצעות בקרת דוושת רגל לחימום החוט. כעת, בעזרת מיקרו-זיוף, התאם את קוטר פתחי הנימים. עבור שני נימי הזכוכית החיצוניים, הפוך את הפתחים שלהם ל-60 מיקרון.

שכן שלושת הנימים הפנימיים יוצרים פתחים בקוטר של חמישה, 10 ו -20 מיקרון. כדי ליצור את המיקרו-טיפות, מלאו תחילה נימי זכוכית חיצוניים בחומר פעילי שטח המכיל שמן כגון הקסדקן המכיל 2% סורביטין מונואולאט לפי משקל. טען 10 מיקרוליטר מהתמיסה לנימים.

לאחר מכן, אבטח את הנימים הטעונים לחלק התחתון של המחזיק. לאחר מכן, באמצעות פעולה נימית, טען כ- 0.1 מיקרוליטר של תמיסה מימית לנימים פנימיים מזכוכית. מקם את הנימים הפנימיים הטעונים בחלקו העליון של המחזיק.

כעת, הכנס את הנימים הפנימיים על פני המחזיק ולתוך הנימים החיצוניים. תוך כדי התבוננות בקצה דרך מיקרוסקופ, סובב את הבורג הארוך של המחזיק כדי להתקדם לאט ובזהירות בנימים הפנימיים אל הנימים החיצוניים. קדם את הנימים הפנימיים למקום שבו קוטר הנימים החיצוניים הוא בין 100 ל -150 מיקרון.

כעת, הכניסו 100 מיקרוליטר מאותו שמן עם חומר פעילי שטח לתחתית מיקרו-צינור של 1.5 מיליליטר. זה ישמש כצינור איסוף מיקרודופלט. מקם בזהירות את המחזיק והנימים לתוך המיקרו-צינור הטעון.

ודא שהנימים החיצוניים אינם במגע עם התמיסה במיקרו-צינור. לאחר מכן, טען את הצינור לצנטריפוגה מסוג מתנדנד על השולחן. כדי ליצור את המיקרו-טיפות, הפעל את הצנטריפוגה בכוח הכבידה פי 1, 600 למשך שנייה או שתיים.

לאחר מכן, הסר את הנימים והמחזיק מהצינור וקח אליקוט של מיקרו-טיפות המים-שמן שנאספו בצינור. הוציאו את המיקרו-טיפות על שקופית זכוכית ודמו אותן לניתוח. באמצעות פרוטוקול זה, מיקרו-טיפות מים-שמן שונות עשויות מהקסדקאן המכיל 2% סורביטין מונואולאט.

טיפות שנעשו באמצעות פיפטה פנימית בקוטר פתח של חמישה מיקרון נמדדו בקוטר של 8.3 מיקרון בממוצע. טיפות שנעשו באמצעות פיפטה פנימית בקוטר פתח של 10 מיקרון נמדדו בקוטר של 12.7 מיקרון בממוצע. טיפות שנעשו באמצעות פיפטה פנימית עם פתח של 20 מיקרון היו בקוטר של כ-17.9 מיקרון.

לפיכך, שיטה זו מייצרת מיקרו-טיפות חד-פיזוריות בקוטר הקרוב לגודל הפתח הנימי הפנימי. לאחר צפייה בסרטון זה, אתה אמור להבין היטב כיצד לייצר ולשלוט בגודל של מים חד-פיזוריים ומיקרו-טיפות שמן עבור ניסויים כימיים כמותיים. לאחר שליטה, ניתן לבצע טכניקה זו תוך חמש עד 10 דקות, אם היא מבוצעת כראוי.