Name: יצירת צומת תת-50 ננומטר ננו-נוזלי ב PDMS Microfluidic שבב באמצעות תהליך ההרכבה העצמית של חלקיקים קולואיד (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-03-13T15:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 13 s
Description: למד שיטת הרכבה עצמית של חלקיקי סיליקה קולואיד ליצירת צומת ננו-נוזלי ב-PDMS. הממברנה הנקבובית ברוחב נקבוביות של כ-45 ננומטר משמשת לריכוז אלקטרוקינטי של דגימות DNA וחלבון.

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 NIH R21 EB008177-01A2 וניו יורק אוניברסיטת אבו דאבי (NYUAD) מחקר שיפור הקרן 2013. אנו מביעים את תודתנו הצוות הטכני של MIT MTL על תמיכתם במהלך microfabrication וג&#39;יימס ווסטון ניקולאס Giakoumidis של NYUAD עבור שלהם תמיכה ב מצלם SEM ובניית מחלק מתח, בהתאמה. ייצור המכשיר PDMS נערך במתקן הליבה microfabrication של NYUAD. לבסוף, ברצוננו להודות רבקה Pittam ממרכז NYUAD עבור מלגות דיגיטליות לצילומי וידאו ועריכה.

1. הכנת התרחיפים החרוזים Colloidal סיליקה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכנת 300 ננומטר ו 500 השעיות חרוז סיליקה ננומטר <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> וורטקס ההשעיה המניות חרוז סיליקה (10% w / v במים) למשך 30 שניות. כדי לקבל השעיה הומוגנית. פיפטה סך של 600 ההשעיה המניות μl לתוך צינור 1.5 מ&quot;ל ו צנטריפוגות אותו 2,600 XG דקות 1. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> החליפו את supernatant עם 400 μl של חיץ פוספט נתרן 1 מ&quot;מ (PB, pH 7.0). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להשעות את החרוזים סיליקה לתוך לריכוז סופי של 15% בתמיסה פוספט נתרן 1 מ&quot;מ 7.0 pH באמצעות vortexing. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חרוזים carboxyl סיליקה Surface functionalize 500 ננומטר עם פולי (allylamine הידרוכלוריד, PAH), ועם פולי (sulfonate סטירן נתרן, PSS) polyelectrolytes <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להשעות 0.1 גרם של 500 חרוזים סיליקה ננומטר עם הקבוצה carboxyl עם 10 מ&quot;ל 1 M NaCl (pH 7.0) עבור 1% (w / v) ההשעיה חרוז. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כן 0.4% PAH (MW 65K) ב 1 M NACl על ידי המסת 300 μl של פתרון המניות (20% w / v במים) ב 15 מ&quot;ל של 1 M NaCl. הכן 0.9% PSS (70K MW) ב 1 פתרון M NaCl ידי המסת PSS 0.18 גרם ב 20 מ&quot;ל 1 פתרון M NaCl. וורטקס הוא פתרונות דקות 1. לפזר את polyelectrolytes לחלוטין. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הוסף 200 μl של פתרון PAH ל -9.8 מ&quot;ל של חרוזים carboxyl סיליקה 1% בתוך שפופרת 15 מ&quot;ל להפקיד רובד polyelectrolyte בעלי מטען חשמלי חיובי על חרוזים סיליקה עם קבוצת carboxyl פונקציונלי. וורטקס ההשעיה חרוז דקות 1. דגירה זה על הכתף צינור במשך 60 דקות. ב RT. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צנטריפוגה ההשעיה החרוזה XG ב 1801 דקות 1. לשטוף פעמים PAH חמש מאוגד עם מים די 10 מ&quot;ל. אחרי כל צנטריפוגה והסרה של supernatant, החרוזים היו צפופים בתחתית של התחתית. לשבש את גוש חרוז ידי pipetting נמרצת עם 2 מ&quot;ל מים DI לפני הוספת 8 מ&quot;ל מים DI כך חרוזים ניתן מחדש על תנאי לשטוף לפני הצעד צנטריפוגה הבא. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לעקוב אחראת השלבים 1.2.3 ו 1.2.4 לציפוי PSS להפקיד רובד טעון שלילי על החרוזים. Re- להשעות את החרוזים 9.8 מיליליטר של 1 M NaCl לפני בתצהיר PSS לאחר הסרת supernatant המים די משלב הכביסה 5 th של 1.2.4. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש באותו שלב pipetting נמרצת באמצעות 2 מ&quot;ל של 1 M NaCl כדי לשבור את גוש חרוז בתחתית הצינור 15 מ&quot;ל ולאחר מכן להוסיף 8 מ&quot;ל של 1 M NaCl. הוסף 200 μl של פתרון PSS ל -9.8 מיליליטר של חרוזי סיליקה שהופקדו בשכבת PAH יחידה. לאחר vortexing דקות 1. ו דגירה של 60 דקות. על הכתף צינור, לחזור 5 צעדים כביסה עם מים די. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מדוד את פוטנציאל זטה של ​​החרוזים לפני ואחרי כל ציפוי polyelectrolyte באמצעות מערכת פיזור אור דינאמי על פי הפרוטוקול של היצרן כדי לוודא את ההליך בתצהיר polyelectrolyte שבוצע כהלכה (ראה טבלה 1). </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על חמישה צעדי שטיפה במי DI בעקבות שכבת PSS היחידהבתצהיר מחדש להשעות את החרוזים 650 μl של חיץ פוספט נתרן 1 מ&quot;מ עם 0.05% Tween 20 (15% w / v) לפני השימוש במכשיר microfluidic כדי לשפר flowability שלה. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בצע את ההליך המתואר לעיל מן 1.2.5 כדי 1.2.6 עבור 500 חרוזים ננומטר סיליקה עם הקבוצה הפונקציונלית אמין להפקיד שכבה יחידה של PSS. </li></ol> ייצור 2. של שבב microfluidic PDMS <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Microfabrication של המאסטר סיליקון <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפברק המאסטר סיליקון ליציקה PDMS באמצעות טכניקות microfabrication כדלקמן. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ספין מעיל photoresist דק 1 מיקרומטר ב -4,000 סל&quot;ד על פרוסות סיליקון. תבנית השכבה באמצעות ליתוגרפיה הקרנה (זמן חשיפה 170 msec.) לחרוט 700 עמוק ננומטר ו -2 מיקרומטר הרחב nanochannels מישוריים (מתנהגת כמו nanotraps עבור חרוזי סיליקה) עם תחריט יון תגובתי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש פרמטרי התחריט הבאים כדי להשיג את שיעור לחרוט של 3.5 ננומטר / ים: 3 CHF (45 SCCM), 4 CF (15 SCCM), Ar (100 SCCM), לחץ 100 mTorr, כוח RF 200 W. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ספין מעיל שכבת photoresist עבה השני 1 מיקרומטר ב -2,000 סל&quot;ד ולבצע יישור אל nanotraps בדוגמת בעבר. תבנית את microchannels תוך קשר ליתוגרפיה ידי תחריט יון תגובתי עמוק (DRIE) של סיליקון. השתמש DRIE פרמטרים 26 בטבלה 2. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> המצאה של עובש PDMS <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Silanize המאסטר סיליקון עם trichlorosilane (50 μl) בבית N / O ואקום הצנצנת. זהירות: Tricholorosilane הוא חומר רעיל ומאכל. תמיד להשתמש בו במנדף כימי עם אמצעי הגנה אישי נאות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מערבבים את בסיס לסוכן ריפוי ב -10: 1 PDMS יחס ויצוק על המאסטר סיליקון silanized ולרפא אותו על 70 מעלות צלזיוס למשך 2 שעות בתנור הסעה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את לוח PDMS מן האדון סיליקון עם קשר סכין פלזמה זה על פרוסות סיליקון ריקות באמצעות שואב פלזמה לאחר plטיפול אסמא בתוך שואב פלזמה דקות 1. צרף קלטות בשולי לסמן קו חלוק של PDMS הבא ליהוק צעד. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Silanize עובש PDMS בצנצנת ואקום עם trichlorosilane (50 μl) O / N. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עופרת PDMS (בסיס: סוכן ריפוי 10: 1 יחס) על תבנית silanized PDMS ולרפא אותו על 70 מעלות צלזיוס למשך 2 שעות בתנור הסעה. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> המצאה של המכשיר PDMS <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קלף את לוח PDMS נרפא מהתבנית PDMS לאורך קו החלוקה מסומן עם הקלטת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חורים מאגר פאנץ עם ביופסיה 1.5 מ&quot;מ, נקי עם קלטת, יש לשטוף עם אלכוהול איזופרופיל (IPA) ויבש עם חנקן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אג&quot;ח פלזמת מכשיר PDMS בשקופית זכוכית מיקרוסקופ 25 מ&quot;מ x 75 מ&quot;מ אחרי טיפול פלזמה שואבת פלזמת דקות 1. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Ultrasonicate ההשעיה חרוז במשך 60 דקות. באמבטיה קולית לפני המילוי. פיפטה השעיה חרוזה 10 μl (300 סיליקה הלא פונקציונלית ננומטר להיותמודעות, או 500 חרוזים ננומטר סיליקה carboxyl עם שכבות PAH-PSS, או 500 חרוזים אמין ננומטר סיליקה בשכבה PSS) לתוך פתחי הכניסה 4 ו -6 כל (ראה איור 1 א &#39;, ב) מיד לאחר מליטה פלזמה של השבב PDMS על מצע זכוכית. הקש בעדינות על השבב PDMS עם קצה פיפטה כדי לשפר את האריזה חרוז. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר מילוי ערוצי משלוח חרוז, לכסות את כל פתחי הכניסה למעט 1 ו -9 עם קלטת. אוויר יבש המכשיר במשך 3 שעות ולאחסן ב +4 מעלות צלזיוס לפני השימוש. איור 2 נותן צעד-אחר-צעד סכמטי של תהליך ההרכבה העצמית קולואידים. </li></ol></li></ol> ניסוי 3. ריכוז אלקטרוקינטיות של DNA <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מלאו את מאגרי 3, 7 עם פתרון חיץ (10 μl של 1 מ&quot;מ PB) ומאגר 5 עם דגימת DNA (10 μl של 10 ננומטר ב 1 מ&quot;מ PB) ולהחיל לחץ שלילי עדין עם קצה פיפטה הפוכה על מאגרי 2 , 8 ו -10 כדי למלא את הערוצים עם הפתרונים ללא בועות (ראו <strong&gt; איור 1B). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הוסף 10 μl של 1 מ&quot;מ PB למאגרים 2 ו -8 ו -10 μl של ה- DNA 10 ננומטר למאגר 10 כדי לאזן את הלחץ ולחכות 5 דקות. כדי להגיע לשיווי משקל. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכנס את חוטי Pt לתוך מאגרים 3, 5, 7, 10. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> החל המתח על פני צומת ננו-נוזלי באמצעות מחלק מתח מחובר מד מקור וחוטי Pt. ראשית מרחי 30 V על מאגרי 5, 10 ו GND על מאגרי 3, 7. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להקטין את המתח ל -25 V על מאגר 10 לאחר ~ 30 שניות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש תריס מכאני עם פתח תקופתי בכל 5 שניות כדי למזער photobleaching של המדגם בעת הקלטת אותות הקרינה מן ה- DNA. </li></ol>

<ol><li>Mawatari, K., Kazoe, Y., Shimizu, H., Pihosh, Y., Kitamori, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Extended-Nanofluidics%3A+Fundamental+Technologies%2C+Unique+Liquid+Properties%2C+and+Application+in+Chemical+and+Bio+Analysis+Methods+and+Devices%5BTitle%5D)+AND+%22Anal+Chem%22%5BJournal%5D)">Extended-Nanofluidics: Fundamental Technologies, Unique Liquid Properties, and Application in Chemical and Bio Analysis Methods and Devices.</a> Anal Chem. 86, 4068-4077 (2014).</li>
<li>Tsukahara, T., Mawatari, K., Kitamori, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Integrated+extended-nano+chemical+systems+on+a+chip%5BTitle%5D)+AND+%22Chem+Soc+Rev%22%5BJournal%5D)">Integrated extended-nano chemical systems on a chip.</a> Chem Soc Rev. 39, 1000-1013 (2010).</li>
<li>Mani, A., Zangle, T. A., Santiago, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((On+the+Propagation+of+Concentration+Polarization+from+Microchannel-Nanochannel+Interfaces+Part+I%3A+Analytical+Model+and+Characteristic+Analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">On the Propagation of Concentration Polarization from Microchannel-Nanochannel Interfaces Part I: Analytical Model and Characteristic Analysis.</a> Langmuir. 25, 3898-3908 (2009).</li>
<li>Aizel, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enrichment+of+nanoparticles+and+bacteria+using+electroless+and+manual+actuation+modes+of+a+bypass+nanofluidic+device%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+Chip%22%5BJournal%5D)">Enrichment of nanoparticles and bacteria using electroless and manual actuation modes of a bypass nanofluidic device.</a> Lab Chip. 13, 4476-4485 (2013).</li>
<li>Wang, Y. C., Stevens, A. L., Han, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Million-fold+preconcentration+of+proteins+and+peptides+by+nanofluidic+filter%5BTitle%5D)+AND+%22Anal+Chem%22%5BJournal%5D)">Million-fold preconcentration of proteins and peptides by nanofluidic filter.</a> Anal Chem. 77, 4293-4299 (2005).</li>
<li>Karnik, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrostatic+control+of+ions+and+molecules+in+nanofluidic+transistors%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+letters%22%5BJournal%5D)">Electrostatic control of ions and molecules in nanofluidic transistors.</a> Nano letters. 5, 943-948 (2005).</li>
<li>Mao, P., Han, J. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fabrication+and+characterization+of+20+nm+planar+nanofluidic+channels+by+glass-glass+and+glass-silicon+bonding%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+Chip%22%5BJournal%5D)">Fabrication and characterization of 20 nm planar nanofluidic channels by glass-glass and glass-silicon bonding.</a> Lab Chip. 5, 837-844 (2005).</li>
<li>Mao, P., Han, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Massively-parallel+ultra-high-aspect-ratio+nanochannels+as+mesoporous+membranes%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+Chip%22%5BJournal%5D)">Massively-parallel ultra-high-aspect-ratio nanochannels as mesoporous membranes.</a> Lab Chip. 9, 586-591 (2009).</li>
<li>Balducci, A., Mao, P., Han, J. Y., Doyle, P. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Double-stranded+DNA+diffusion+in+slitlike+nanochannels%5BTitle%5D)+AND+%22Macromolecules%22%5BJournal%5D)">Double-stranded DNA diffusion in slitlike nanochannels.</a> Macromolecules. 39, 6273-6281 (2006).</li>
<li>Yamada, M., Mao, P., Fu, J. P., Han, J. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rapid+Quantification+of+Disease-Marker+Proteins+Using+Continuous-Flow+Immunoseparation+in+a+Nanosieve+Fluidic+Device%5BTitle%5D)+AND+%22Anal+Chem%22%5BJournal%5D)">Rapid Quantification of Disease-Marker Proteins Using Continuous-Flow Immunoseparation in a Nanosieve Fluidic Device.</a> Anal Chem. 81, 7067-7074 (2009).</li>
<li>Huh, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tuneable+elastomeric+nanochannels+for+nanofluidic+manipulation%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Mater%22%5BJournal%5D)">Tuneable elastomeric nanochannels for nanofluidic manipulation.</a> Nat Mater. 6, 424-428 (2007).</li>
<li>Chung, S., Lee, J. H., Moon, M. W., Han, J., Kamm, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Non-lithographic+wrinkle+nanochannels+for+protein+preconcentration%5BTitle%5D)+AND+%22Adv+Mater%22%5BJournal%5D)">Non-lithographic wrinkle nanochannels for protein preconcentration.</a> Adv Mater. 20, 3011-3016 (2008).</li>
<li>Park, S. M., Huh, Y. S., Craighead, H. G., Erickson, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+method+for+nanofluidic+device+prototyping+using+elastomeric+collapse%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci%22%5BJournal%5D)">A method for nanofluidic device prototyping using elastomeric collapse.</a> Proc Natl Acad Sci. 106, 15549-15554 (2009).</li>
<li>Zeng, Y., Harrison, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Self-assembled+colloidal+arrays+as+three-dimensional+nanofluidic+sieves+for+separation+of+biomolecules+on+microchips%5BTitle%5D)+AND+%22Anal+Chem%22%5BJournal%5D)">Self-assembled colloidal arrays as three-dimensional nanofluidic sieves for separation of biomolecules on microchips.</a> Anal Chem. 79, 2289-2295 (2007).</li>
<li>Malekpourkoupaei, A., Kostiuk, L. W., Harrison, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fabrication+of+Binary+Opal+Lattices+in+Microfluidic+Devices%5BTitle%5D)+AND+%22Chem+Mat%22%5BJournal%5D)">Fabrication of Binary Opal Lattices in Microfluidic Devices.</a> Chem Mat. 25, 3808-3815 (2013).</li>
<li>Merlin, A., Salmon, J. -B., Leng, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microfluidic-assisted+growth+of+colloidal+crystals%5BTitle%5D)+AND+%22Soft+Matter%22%5BJournal%5D)">Microfluidic-assisted growth of colloidal crystals.</a> Soft Matter. 8, 3526-3537 (2012).</li>
<li>Schepelina, O., Zharov, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((PNIPAAM-modified+nanoporous+colloidal+films+with+positive+and+negative+temperature+gating%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">PNIPAAM-modified nanoporous colloidal films with positive and negative temperature gating.</a> Langmuir. 23, 12704-12709 (2007).</li>
<li>Schepelina, O., Zharov, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Poly%282-%28dimethylamino%29ethyl+methacrylate%29-Modified+Nanoporous+Colloidal+Films+with+pH+and+Ion+Response%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Poly(2-(dimethylamino)ethyl methacrylate)-Modified Nanoporous Colloidal Films with pH and Ion Response.</a> Langmuir. 24, 14188-14194 (2008).</li>
<li>Smith, J. J., Zharov, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ion+transport+in+sulfonated+nanoporous+colloidal+films%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Ion transport in sulfonated nanoporous colloidal films.</a> Langmuir. 24, 2650-2654 (2008).</li>
<li>Gaspar, A., Hernandez, L., Stevens, S., Gomez, F. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrochromatography+in+microchips+packed+with+conventional+reversed-phase+silica+particles%5BTitle%5D)+AND+%22Electrophoresis%22%5BJournal%5D)">Electrochromatography in microchips packed with conventional reversed-phase silica particles.</a> Electrophoresis. 29, 1638-1642 (2008).</li>
<li>Lee, S. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-Fidelity+Optofluidic+On-Chip+Sensors+Using+Well-Defined+Gold+Nanowell+Crystals%5BTitle%5D)+AND+%22Anal+Chem%22%5BJournal%5D)">High-Fidelity Optofluidic On-Chip Sensors Using Well-Defined Gold Nanowell Crystals.</a> Anal Chem. 83, 9174-9180 (2011).</li>
<li>Hu, Y. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Interconnected+ordered+nanoporous+networks+of+colloidal+crystals+integrated+on+a+microfluidic+chip+for+highly+efficient+protein+concentration%5BTitle%5D)+AND+%22Electrophoresis%22%5BJournal%5D)">Interconnected ordered nanoporous networks of colloidal crystals integrated on a microfluidic chip for highly efficient protein concentration.</a> Electrophoresis. 32, 3424-3430 (2011).</li>
<li>Zhang, D. -W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microfabrication-free+fused+silica+nanofluidic+interface+for+on+chip+electrokinetic+stacking+of+DNA%5BTitle%5D)+AND+%22Microfluid+Nanofluid%22%5BJournal%5D)">Microfabrication-free fused silica nanofluidic interface for on chip electrokinetic stacking of DNA.</a> Microfluid Nanofluid. 14, 69-76 (2013).</li>
<li>Syed, A., Mangano, L., Mao, P., Han, J., Song, Y. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Creating+sub-50+nm+nanofluidic+junctions+in+a+PDMS+microchip+via+self-assembly+process+of+colloidal+silica+beads+for+electrokinetic+concentration+of+biomolecules%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+Chip%22%5BJournal%5D)">Creating sub-50 nm nanofluidic junctions in a PDMS microchip via self-assembly process of colloidal silica beads for electrokinetic concentration of biomolecules.</a> Lab Chip. 14, 4455-4460 (2014).</li>
<li>Kim, S. J., Song, Y. A., Han, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanofluidic+concentration+devices+for+biomolecules+utilizing+ion+concentration+polarization%3A+theory%2C+fabrication%2C+and+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Chem+Soc+Rev%22%5BJournal%5D)">Nanofluidic concentration devices for biomolecules utilizing ion concentration polarization: theory, fabrication, and applications.</a> Chem Soc Rev. 39, 912-922 (2010).</li>
<li>Fu, J. P., Mao, P., Han, J. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Continuous-flow+bioseparation+using+microfabricated+anisotropic+nanofluidic+sieving+structures%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Protoc%22%5BJournal%5D)">Continuous-flow bioseparation using microfabricated anisotropic nanofluidic sieving structures.</a> Nat Protoc. 4, 1681-1698 (2009).</li>
<li>Plecis, A., Nanteuil, C., Haghiri-Gosnet, A. M., Chen, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electropreconcentration+with+Charge-Selective+Nanochannels%5BTitle%5D)+AND+%22Anal+Chem%22%5BJournal%5D)">Electropreconcentration with Charge-Selective Nanochannels.</a> Anal Chem. 80, 9542-9550 (2008).</li>
<li>Ko, S. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanofluidic+preconcentration+device+in+a+straight+microchannel+using+ion+concentration+polarization%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+Chip%22%5BJournal%5D)">Nanofluidic preconcentration device in a straight microchannel using ion concentration polarization.</a> Lab Chip. 12, 4472-4482 (2012).</li>
</ol>

למחברים אין מה לחשוף.

בעקבות ערכת עיצוב מכשיר הנפוצה ללמוד nanofluidics, אנו מפוברקים צומת ננו-נוזלי בין שני ערוצי microfluidic באמצעות חלקיקי ההרכבה העצמית של קולואידים מונחה אידוי במקום lithographically patterning מערך של nanochannels. כאשר זורם חלקיקים קולואידים לתוך התעלה משלוח חרוז, מערך של nanotraps עם עומק של 700 ננומטר ברוחב של 2 מיקרומטר משני צידי תעלת הלידה חרוז ברוחב כולל של 100 מיקרומטר מנעו ההשעיה חרוז לזרום לתוך חיץ מדגם ערוץ בשל מתח הפנים בבית nanotraps. ומשנלכדים, חלקיקים קולואידים ארז ...

Nanofluidics הוא תחום מחקר המתפתח של TAS μ (מערכות ניתוח סה&quot;כ מיקרו) ללמוד תהליכים ביולוגיים או תופעות מעבר של יונים ומולקולות בקנה מידה באורך של 10 1 - 10 2 ננומטר. עם כניסתו של כלי ננו-נוזלי כגון nanochannels, תהליכי הובלה של מולקולות ויונים ניתן לנטר בדייקנות חסרת תקדים מניפולציות, במידת הצורך, תוך ניצול התכונות הזמינות רק בקנה מידה אורך זה להפרדה וזיהוי. 1,2 אחד אלה תכונות ננו מאפיין היא יחס גבוה של פני שטח כדי תשלום בתפזורת (או מספר Dukhin) ב nanochannels שיכול לגרום לחוסר איזון תשלום וליזום קיטוב ריכוז יון (ICP) בין nanochannel ו microchannel. 3 פלטפורמת מכשיר נפוצה לחקר תופעות ננו-נוזלי מורכבת ממערכת של שני microchannel המחוברים באמצעות מערך של nanochannels כצומת. 4-6 </sup&gt; החומר המועדף על בניית מכשיר ננו-נוזלי כזה הוא סיליקון בגלל הקשיחות הגבוהה שמונעת ערוץ מהקריסה במהלך תהליכים מליטים. 7 עם זאת, ייצור המכשיר סיליקון דורש מסכות יקרות כמות ניכרת של עיבוד במתקן cleanroom. 8- 10 בשל הנוחות של ייצור המכשיר באמצעות דפוס מליטה פלזמה, polydimethylsiloxane (PDMS) כבר מקובל כחומר בנייה עבור מיקרופלואידיקה וזה יהיה חומר אידיאלי עבור nanofluidics גם כן. עם זאת, מודולוס של יאנג הנמוך שלה סביב 360-870 KPA, הופך את ערוץ PDMS מתקפל בקלות במהלך מליטה פלזמה. יחס היבט המינימום של nanochannel (רוחב עומק) צריך להיות פחות מ -10: 1 כלומר הייצור של מכשירי PDMS באמצעות photolithography הסטנדרטי יהפוך מאתגר מאוד אם עומק nanochannel צריך להיות מתחת ל -100 ננומטר, הדורש רוחב ערוץ פחות מאשר המגבלה הנוכחית של photolithography בסביבות 1 מיקרומטר. כדי להתגבר על מגבלה זו, נעשו ניסיונות ליצור nanochannels ב PDMS בשיטות הלא lithographical כגון מתיחה ליזום סדקים עם עומק ממוצע של 78 11 ננומטר או ליצירת קמטים לאחר הטיפול פלזמה. 12 קורסת ערוץ PDMS עם לחץ מכני מותר גובה nanochannel נמוך כמו 60 ננומטר. 13 למרות שיטות שאינן ליתוגרפיות המצאתית ביותר נתנו nanochannels בניין מתחת ל -100 ננומטר ובעמקות את יכולת שליטת הממדים של ייצור nanochannel עדיין מהווה מכשול בדרך הסכמה רחבה של PDMS כחומר בנייה עבור התקני ננו-נוזליים. בעיה נוספת קריטית של nanochannels, אם בסיליקון או PDMS, הוא functionalization משטח במקרה שיש צורך לשנות את המטען משטח על קיר ערוץ המניפולציה של יונים או מולקולות. לאחר הרכבה מכשירה באמצעות מליטה, את nanochannels קשה מאודלהגיע עבור functionalization השטח בשל התחבורה דיפוזיה-מוגבל. ליצירת ערוץ ננו עם נאמנות גבוהה ממדי functionalization משטח הקליל, שיטת ההרכבה העצמית של חלקיקים קולואידים המושרים על ידי אידוי 14-16 במכשירי microfluidic יכולה להיות אחת הגישות המבטיחות. מלבד יכולת השליטה של גודל נקבובי ורכוש שטח, יש אפילו אפשרות לכוון את הגודל הנקבובי in-situ בעת שימוש חלקיקים קולואידים מצופים polyelectrolytes ידי שליטה על הטמפרטורה, 17 pH, 18,19 וכוח יוני. 18 בגלל אלה יתרונות, שיטת ההרכבה העצמית של חלקיקים קולואידים כבר מצא יישומים עבור electrochromatography, 20 חיישנים ביולוגיים, 21 חלבון ריכוז 22 והפרדת חלבונים ו- DNA מיקרופלואידיקה. 14,23 במחקר זה, אנו פרוסים שיטת ההרכבה העצמית זה לבנות מכשיר preconcentration אלקטרוקינטיות בPDMS הדורש צומת ננו-נוזלי בין שני microchannels. 24 מנגנון היסוד מאחורי הריכוז אלקטרוקינטיות מבוסס על קיטוב ריכוז יון (ICP). 25 תיאור מפורט של צעדי ייצור והרכבה נכלל בפרוטוקול הבא.

<table><tbody><tr><td>פולי (חומצה סטירנסולפונית) מלח נתרן</td><td>מדעי המדע&nbsp;</td><td>08772</td><td></td></tr><tr><td>תמיסת פולי (אלילמין)</td><td>סיגמא אולדריץ'</td><td>479144-5G</td><td></td></tr><tr><td>סיליקה מיקרוספרה - 300 ננומטר</td><td>Polysciences&nbsp;</td><td>24321</td><td></td></tr><tr><td>סיליקה מיקרוספירה - 500 ננומטר</td><td>Polysciences&nbsp;</td><td>24323</td><td></td></tr><tr><td>סיליקה מיקרוספרה קרבוקסיל פונקציונלי - 500 ננומטר</td><td>Polysciences&nbsp;</td><td>24753</td><td></td></tr><tr><td>סיליקה מיקרוספרה אמין פונקציונלי - 500 ננומטר</td><td>מדעי המדע&nbsp;</td><td>24756</td><td></td></tr><tr><td>Sylgard 184 ערכת אלסטומר סיליקון</td><td>Dow Corning</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Trichlorosilane</td><td>Sigma Aldrich</td><td>175552</td><td></td></tr><tr><td>מנקה אולטרסאונד</td><td>ברנסון</td><td>3510</td><td></td></tr><tr><td>מסובב צינור&nbsp;</td><td>VWR</td><td>10136-084</td><td></td></tr><tr><td>מערבולת מערבולת</td><td>WiseMix</td><td>VM-10</td><td></td></tr><tr><td>מיקרוצנטריפוגה</td><td>VWR</td><td>מיקרו 1207</td><td></td></tr><tr><td>מנקה פלזמה</td><td>האריק פלזמה</td><td>PDC-001-HP</td><td></td></tr><tr><td>PDMS מיקסר</td><td>Thinky</td><td>ARE-250</td><td></td></tr><tr><td>תנור</td><td>תרמו מדעי</td><td>PR305220M</td><td></td></tr><tr><td>מיקרוסקופ אפי-פלואורסצנטי</td><td>Nikon</td><td>Eclipse Ti</td><td></td></tr><tr><td>CCD מצלמה</td><td>אנדור</td><td>קלרה</td><td></td></tr><tr><td>אלקטרודות פלטינה</td><td>אלפא Aesar</td><td>43014</td><td></td></tr><tr><td>מד מקור</td><td>Keithley</td><td>2400</td><td></td></tr><tr><td>מולטימטר דיגיטלי&nbsp;</td><td>Extech</td><td>410</td><td></td></tr><tr><td>מיקרוסקופיה זכוכית שקופיות</td><td>תרמו סיינטיפיק</td><td>2951-001</td><td></td></tr><tr><td>טווין 20</td><td>Merck Millipore</td><td>822184</td><td></td></tr><tr><td>נתרן כלורי</td><td>פישר סיינטיפיק</td><td>7646-14-5</td><td></td></tr><tr><td>נתרן פוספט מונו-בסיסי</td><td>סיגמא אולדריץ'</td><td>71505</td><td></td></tr><tr><td>נתרן פוספט דו-בסיסי</td><td>סיגמא אולדריץ'</td><td>S3264</td><td></td></tr><tr><td>DNA</td><td>IDT</td><td></td><td>CAA CCG ATG CCA CAT CAT TAG CTA C</td></tr><tr><td>B-Phycoerythrin</td><td>Life Technologies</td><td>P-800</td><td></td></tr><tr><td>מערכת פיזור אור דינמית למדידת פוטנציאל Zeta</td><td></td><td>Malvern Zetasizer Nano S</td><td></td></tr><tr><td>Photoresist&nbsp;</td><td>שיפלי</td><td>SPR700-1.0</td><td></td></tr><tr><td>ליתוגרפיה הקרנה</td><td>ניקון</td><td>NSR2005i9</td><td></td></tr><tr><td>תחריט יון תגובתי</td><td>חומרים יישומיים</td><td>AME P5000</td><td></td></tr><tr><td>ICP תחריט יונים תגובתי עמוק</td><td>STS</td><td>STS-6 "</td><td></td></tr><tr><td>ליתוגרפיה מגע</td><td>חזיונות אלקטרוניים</td><td>EV620</td><td></td></tr><tr><td>Photoresist Coater מפתח</td><td>SSI</td><td>SSI 150</td><td></td></tr><tr><td>פרופיל משטח ללא מגע</td><td>Wyko</td><td>NT 9800</td><td></td></tr></tbody></table>

יצירת צומת תת-50 ננומטר ננו-נוזלי ב pdms microfluidic שבב באמצעות תהליך ההרכבה העצמית של חלקיקים קולואיד

Creating Sub-50 Nm Nanofluidic Junctions in PDMS Microfluidic Chip via Self-Assembly Process of Colloidal Particles

Polydimethylsiloxane (PDMS) הוא חומר בניין הרווח להפוך התקני microfluidic בשל קלות דפוס המליט שלה, כמו גם השקיפות שלה. בשל רכות של החומר PDMS, לעומת זאת, היא מאתגרת להשתמש PDMS לבניית nanochannels. הערוצים נוטים לקרוס בקלות במהלך מליטת פלזמה. במאמר זה, אנו מציגים שיטת הרכבה עצמית מונחה אידוי של חלקיקים קולואידים סיליקה ליצור צומת ננו-נוזליים עם תת-50 ננומטר נקבוביים בין שני microchannels. גודל הנקבוביות, כמו גם את תשלום השטח של צומת ננו-נוזלי הוא מתכונן פשוט על ידי שינוי חרוז סיליקה colloidal functionalization גודל המשטח החיצוני של המכשיר microfluidic התאספו בבקבוקון לפני תהליך ההרכבה העצמית. באמצעות ההרכבה העצמית של חלקיקים עם גודל חרוז של 300 ננומטר, 500 ננומטר, ו -900 ננומטר, ניתן היה לפברק קרום נקבובי עם גודל נקבובי של ~ 45 ננומטר, ~ 75 ננומטר ~ 135 ננומטר, בהתאמה. תחת חשמליפוטנציאל אל, יזם קרום nanoporous זה קיטוב ריכוז יון (ICP) מתנהג כמו קרום קטיון סלקטיבית להתרכז DNA על ידי ~ 1,700 פעמים בתוך 15 דקות. תהליך nanofabrication הלא ליתוגרפיות זה פותח הזדמנות חדשה לבנות צומת ננו-נוזלי מתכונן לחקר תהליכי הובלה ננומטריים של יונים ומולקולות בתוך שבב microfluidic PDMS.

שבב concentrator אלקטרוקינטיות ב PDMS המכיל צומת ננו-נוזלי עצמית התאספו בין שני microchannels מוצג באיור 1 א). הערוץ באמצע המכשיר מתמלא פתרון דגימת DNA, לצדם שני ערוצי פתרון חיץ בכל צד דרך ערוץ משלוח חרוז רחב 50 מיקרומטר (איור 1B). ההשעיה colloidal סיליקה הוא טס לתוך התעלה משלוח חרוז מיד לאחר מליטה פלזמה ליצור צומת ננו-נוזלי בין המדגם בערוץ פתרון חיץ. מערך nanotrap המורכב 700 ננומטר עמוק 2 מיקרומטר nanochannels הרח...

אנו מציעים טכניקת הרכבה עצמית פשוטה של ננו-חלקיקים קולואידיים של סיליקה כדי ליצור צומת ננו-פלואידית בין שני מיקרו-ערוצים בפולידימתילסילוקסן (PDMS). באמצעות טכניקה זו, קרום חרוז ננו-נקבובי בגודל נקבוביות של עד ~45 ננומטר נבנה בתוך מיקרו-ערוץ והוחל על ריכוז מוקדם אלקטרוקינטי של דגימות DNA.

יצירת צומת תת-50 ננומטר ננו-נוזלי ב PDMS Microfluidic שבב באמצעות תהליך ההרכבה העצמית של חלקיקים קולואיד

Polydimethylsiloxane (PDMS) is the prevailing building material to make microfluidic devices due to its ease of molding and bonding as well as its ...

פרוטוקול זה מדגים טכניקת הרכבה עצמית חדשה ופשוטה של ננו-חלקיקי סיליקה קולואידיים ליצירת צומת ננו-פלואידית בין שני מיקרו-ערוצים בפולידימתילסילוקסן. קרום החרוזים בגודל נקבוביות של כ-45 ננומטר, המשמש כקרום סלקטיבי של קטיון, יכול לשמש לריכוז האלקטרוקינטי של דגימות DNA וחלבון. סקירה כללית: בשלב הראשון, מכשיר ה-PDMS עם ננו-מלכודות יצוק בתהליך יציקה כפולה.לאחר הדבקת פלזמה של המכשיר למצע זכוכית, מוזרקים חרוזי סיליקה פונקציונליים על פני השטח לתוך המיקרו-תעלות ליצירת הממברנה הקולואידית להרכבה עצמית. לבסוף, מתח מופעל על פני הממברנה באמצעות מד מקור ומחלק מתח. דלדול היונים ועליית הריכוז נצפים באמצעות מיקרוסקופ אפיפלואורסצנטי הפוך, עם מצלמת CCD.הכנת תרחיפי חלקיקי סיליקה קולואידים: החל מחרוזי הסיליקה 300 ננומטר; מלאי חרוזי מערבולת למשך 30 שניות; משוך מתלים של 600 מיקרוליטר לתוך צינור אפנדורף, וצנטריפוגה למשך דקה אחת ב-2,600 גרם. לאחר הצנטריפוגה, הסר בזהירות את הסופרנטנט. השעו מחדש את החרוזים עם 400 מיקרוליטר של מאגר נתרן פוספט של מילי-מולרית אחת, כדי להגיע לריכוז עבודה של 15%.מערבולת כדי להגיע להשעיה הומוגנית. חזור על אותם שלבים להכנת חרוזי סיליקה בגודל 500 ננומטר. עבור חרוזי סיליקה קרבוקסילית של 500 ננומטר, שקלו 100 מיליגרם בשפופרת פלקון של 15 מיליליטר.לאחר מכן העבירו 9.8 מיליליטר של נתרן כלורי מולארי אחד כדי להשעות מחדש את החרוזים. מערבל את הצינור במרץ. הפוך את הצינור מספר פעמים כדי לעקור את החרוזים שנפגעו בתחתית.כדי לשנות את מטען פני השטח על החרוזים, אנו מכינים שני פוליאלקטרוליטים: PAH ו-PSS. ה-0.9% PSS מוכן על ידי המסת 180 מיליגרם של PSS עם 200 מיליליטר, נתרן כלורי מולארי אחד. ה-0.4%PAH מוכן על ידי הטעיית 300 מיקרוליטר מתמיסת המלאי ל-15 מיליליטר של נתרן כלורי מולארי אחד.מערבולת את שני הפתרונות כדי להבטיח שהם מומסים לחלוטין. כדי להפקיד שכבת PAH טעונה חיובית, הוסף 200 מיקרוליטר מתמיסת PAH לתרחיף החרוזים. מערבולת למשך דקה אחת ודוגרים את המתלה במסובב למשך שעה בטמפרטורת החדר.כדי לשטוף את ה-PAH הלא קשור, צנטריפוגה את המתלה ב-1, 801 גרם למשך דקה אחת, כדי לזרז את החרוזים. הסר את ה-supernatant. הכניסו 1 עד 2 מיליליטר מים לתוך הצינור כדי לשבש את החרוזים.מוסיפים את שמונת מיליליטר המים הנותרים ואז מערבולת. חזור על הליך הכביסה ארבע פעמים נוספות. לאחר הכביסה והצנטריפוגה החמישית, השליכו את הסופרנטנט ושחזרו את החרוזים עם 9.8 מיליליטר נתרן כלורי מולארי אחד.להפקדת שכבת ה-PSS הטעונה שלילית, הוסף 200 מיקרוליטר מתמיסת ה-PSS למתלה החרוזים. מערבולת למשך דקה אחת ודוגרים את המתלה במסובב למשך שעה בטמפרטורת החדר. שוטפים את החרוזים חמש פעמים במי DI כפי שנעשה לציפוי PAH.לאחר הכביסה האחרונה, השליכו את הסופרנטנט והשעו מחדש את החרוזים עם 650 מיקרוליטר של מאגר נתרן פוספט מילי-מולרי אחד עם 0.05% טווין 20. העבירו את מתלה החרוזים לצינור אפנדורף. להכנת חרוזי סיליקה אמין 500 ננומטר, חזור על אותו הליך כדי להפקיד שכבת PSS אחת טעונה שלילית.ייצור השבב המיקרופלואידי PDMS: כדי לייצר את מאסטר הסיליקון, תחילה ציפוי סיבוב של פוטו-רזיסט דק של מיקרומטר אחד ב-4,000 סל"ד על פרוסת סיליקון. לאחר מכן השתמש בליתוגרפיה של הקרנה ובתחריט יונים תגובתי כדי ליצור ננו-תעלות מישוריות בעומק 700 ננומטר וברוחב שני מיקרומטר כננו-מלכודות לחרוזים. לאחר מכן סובב את שכבת הפוטו-התנגדות השנייה ב-2,000 סל"ד ובצע יישור לננו-מלכודות בדוגמה הקודמת.הוסף את המיקרו-ערוצים באמצעות ליתוגרפיה מגע ועל ידי תחריט יונים תגובתי עמוק של סיליקון. כדי ליצור את שכבת השחרור, סילן את מאסטר הסיליקון בצנצנת ואקום עם 50 מיקרוליטר טריכלורוסילן, למשך הלילה. כדי ליצוק את תבנית ה-PDMS, מערבבים את בסיס ה-PDMS עם חומר ריפוי ביחס של 10:1.יוצקים את התערובת על גבי מאסטר הסיליקון. מניחים את המאסטר עם PDMS בצנצנת ואקום כדי להסיר את בועות האוויר ואופים אותו בתנור בחום של 70 מעלות צלזיוס כדי להצליב את ה-PDMS. לאחר אפייה של שעתיים, הסר בזהירות את לוח ה- PDMS ממאסטר הסיליקון.טפל במשטח בפלזמה כדי ליצור מליטה קבועה לפרוסת סיליקון ריקה. חבר סרט לאורך הקצה כדי לסמן קו מחיצה עבור שלב הליהוק הבא של PDMS. כדי ליצור שכבה לשחרור עובש, סילנה את תבנית ה-PDMS בצנצנת ואקום למשך הלילה.יצוק PDMS על גבי תבנית ה-PDMS והעביר אותו לצנצנת ואקום להסרת גזים. לאחר מכן אופים אותו בתנור. קלף את לוח ה- PDMS הנרפא מתבנית ה- PDMS לאורך קו המחיצה המסומן בסרט.חותכים את המכשירים בזהירות ומנקבים חורים בעזרת אגרוף ביופסיה של 1.5 מילימטר במאגרים. לאחר ניקוי פני השטח עם סרט ו-IPA, פלזמה קושרת את מכשיר ה-PDMS על מגלשת זכוכית מיקרוסקופ בגודל 25 מילימטר על 75 מילימטר. מיד לאחר הדבקת הפלזמה, הזרקו 10 מיקרוליטר מהתרחיף לכניסות ארבע ושישה מתעלות אספקת החרוזים.לאחר מילוי תעלות אספקת החרוזים, יש לכסות את כל המאגרים למעט שקעים אחד ותשע, של ערוצי אספקת החרוזים. יבש את המכשיר באוויר במשך שלוש שעות בטמפרטורת החדר ואחסן בארבע מעלות צלזיוס לפני השימוש. מיקרוגרפים של המכשיר מראים את החלקיקים הקולואידים מתאספים בתוך תעלות אספקת החרוזים העליונות והתחתונות.תמונת ה-SEM מציגה חלקיקי סיליקה קולואידים בהרכבה עצמית של 300 ננומטר הכלואים במערכי הננו-מלכודות, בין הדגימה לתעלת החיץ. מלאו את הכניסות שלוש ושבע מתעלות החיץ ב-10 מיקרוליטר של מאגר נתרן פוספט של מילי-מולרית אחת. מלא את כניסת תעלת הדגימה חמש ב-10 מיקרוליטר של דגימת DNA של 10 ננו-מולרי.הפעל לחץ שלילי עדין עם קצה פיפטה הפוך על כל השקעים כדי למלא את התעלות בתמיסות ללא בועות אוויר. הוסף 10 מיקרוליטר של מאגר נתרן פוספט למאגרים 2 ו-8, ו-10 מיקרוליטר של דגימת DNA למאגר 10, כדי לייצב את הלחץ למשך חמש דקות. ניסוי לריכוז אלקטרוקינטי של DNA: חבר את השבב המיקרופלואידית עם מחלק מתח המחובר למד מקור.הכנס את חוטי ה-PT למאגרים שלוש, שבע, חמש ו-10. הפעל מתח על פני צומת ננו-פלואידי. תחילה יש להחיל 30 וולט על מאגרים 5 ו-10, וקרקע על מאגרים 3 ו-7.הפחת את המתח ל-25 וולט במאגר 10 לאחר כ-30 שניות. תוצאות של ריכוז מוקדם אלקטרוקינטי: התעלה המיקרופלואידית מלאה ב-DNA, עם ריכוז ראשוני של 10 ננו-מולר. מיקרוגרפים של זמן-lapse מראים היווצרות של אזור דלדול יונים, או צמתים קולואידיים ננו-פלואידיים.אזור דלדול היונים התחיל תוך 10 שניות. תקע DNA מרוכז נוצר כאשר המתח מופעל על תעלת הדגימה, בעוד תעלות החיץ מקורקעות. הקווים המקווקוים שימשו להדגשת קירות התעלה.מקדם ריכוז של פי 1,700 מושג תוך 15 דקות באמצעות ממברנה קולואידית של 300 ננומטר. עוצמת הקרינה הממוצעת של ה-DNA גדלה כפונקציה של זמן בממברב ננו-נקבובי. הקווים המקווקוים מייצגים את רמת האות עבור DNA של 10 ננו-מולר, 17 מיקרו-מולר, דו-מיקרומולר ו-10 מיקרו-מולרי.התקע המרוכז נוצר בממברנה הננו-נקבובית של חרוזי הסיליקה בגודל 300 ננומטר; חרוזי הסיליקה בגודל 500 ננומטר; חרוזי סיליקה אמין בגודל 500 ננומטר, מצופים בשכבה אחת של PSS; וחרוזי סיליקה קרבוקסיל בגודל 500 ננומטר, מצופים בשתי שכבות של PAH ו-PSS. מסקנות: באמצעות ממברנת הסיליקה הקולואידית בהרכבה עצמית עם גודל נקבוביות משוער של 45 ננומטר, הדגמנו קיטוב ריכוז יונים ליד הצומת הננו-פלואידי, וריכזנו דגימת DNA פי 1700 תוך 15 דקות. בהשוואה לננו-תעלות מבוססות סיליקון, היתרון העיקרי של ממברנה קולואידית בהרכבה עצמית, הוא אפשרות לבצע פונקציונליזציה של פני השטח לחלוטין מחוץ למכשיר המיקרופלואידית האטום, בבקבוקון נפרד.אנו מאמינים שגישה זו פותחת אפשרות לייצר פלטפורמה מיקרו-ננו-פלואידית במהירות עם גדלי נקבוביות הניתנים לכוונון בקלות, על ידי שליטה בגודל החרוז, החוזק היוני או ערך ה-pH של תמיסת החיץ כדי לחקור את ההובלה היונית והמולקולרית בטווח של 10 עד 100 ננומטר.

creating-sub-50-nm-nanofluidic-junctions-pdms-microfluidic-chip-via

Research

JoVE Journal

Engineering

הנדסה

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

בסרטון הזה אנחנו מדגימים איך להשתמש במכשיר נוירון microfluidic בלי מליטה פלזמה.

Non-Bonding פלזמה של PDMS עבור ייצור זולה של מכשירים microfluidic

במאמר זה, אנו מציגים שיטה microfluidic מבוסס על הכליאה החלקיקים מבוסס על זרימה הידרודינמית. אנו מדגימים לכידה חלקיק יציב בנקודה נוזל הקיפאון באמצעות מנגנון בקרה ומשוב, ובכך מאפשרים כליאה ו המיקרומניפולציה של חלקיקים שרירותי microdevice משולבת.

Microfluidic מבוססי הידרודינמית מלכודת חלקיקים יחיד

Droplet מבוססי פלטפורמות microfluidic הם המועמדים המבטיחים לניסויים תפוקה גבוהה שכן הם מסוגלים להפיק, picoliter עצמית מידור כלי ובזול בשיעורים קילוהרץ. באמצעות שילוב עם מהירות, רגישות גבוהה שיטות ספקטרוסקופיות ברזולוציה פלואורסצנטי, כמויות גדולות של מידע שנוצר בתוך מערכות אלה ניתן לחלץ ביעילות, לרתום ולנצל אותו.

שיטות גילוי הקרינה לפלטפורמות אגל microfluidic

במאמר זה אנו מתארים טכניקות שונות עבור פלטפורמות אב טיפוס מהירות מיקרופלואידיות. הטכניקות המוצעות מבוססות על אפוקסי אולטרה סגול (UV) וריפוי טמפרטורה, צינורות מבוססי פולידימתילסילוקסן (PDMS), הדבקת חוטים וסרטי דבק אנזוטרופיים. הליכי ההרכבה המוצגים פותחו הן עבור מכשירים לשימוש חד פעמי והן עבור מערכות מיקרופלואידיות לשימוש חוזר.

שיטות אריזה של אב-טיפוס מיקרו-נוזלי בתפוקה גבוהה מהירה ובעלות נמוכה

כאן, אנו מתארים את הייצור והתפעול של מערכת מיקרופלואידית דו-שכבתית העשויה מפולידימתילסילוקסן (PDMS). אנו מדגימים את הפוטנציאל של מכשיר זה ללכידה, הכוונת מסלול הקואורדינציה של חומר מולקולרי גבישי ושליטה בתגובות כימיות על מבנים לכודים על השבב.

כלובי פניאומטיים Microfluidic: גישה חדשנית עבור In-שבב קריסטל שמן, מניפולצית טיפול כימי מבוקרת

בדיקות טיפות מים בשמן שימושיות לכימיה אנליטית, התפתחות אנזימים וניתוח תאים בודדים, אך בדרך כלל דורשות מיקרופלואידיקה כדי ליצור את הטיפות. כאן, אנו מתארים תחליב בתבנית חלקיקים, גישה נטולת מיקרופלואידים לביצוע בדיקות טיפות.

תחליב בתבנית חלקיקים מאפשר בדיקות טיפות נטולות מיקרופלואידים

אנו מציגים טכנולוגיה המשתמשת בהרכבה בסיוע נימי בפלטפורמה מיקרופלואידית כדי לעצב עצמים בגודל מיקרו המושעים בנוזל, כגון חיידקים וקוליואידים, למערכים שנקבעו על מצע פולידימתילסילוקסן.

דפוס של מיקרואורגניזמים ומיקרו-חלקיקים באמצעות הרכבה בסיוע נימים רציפים

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

פלטפורמה מיקרופלואידית מונחית פניאומטית לריכוז מיקרו-חלקיקים

פרוטוקול זה מתאר סדרה של שיטות לסינתזה של אבני הבניין של המיקרוג'ל עבור פיגומים של חלקיקים חישוליים מיקרו-נקבוביים, אשר יכולים לשמש למגוון יישומי רפואה רגנרטיבית.

סינתזה מיקרופלואידית של אבני בניין מיקרוג'ל עבור פיגום חלקיקים מחושלים מיקרו-נקבוביים

הייצור של התקן דו-שכבתי מבוסס פולידימתילסילוקסאן (PDMS) לייצור ספריות קומבינטוריות בתחליבים של מים בשמן (תקעים) מוצג כאן. החומרה והתוכנה הדרושים לאוטומציה של ייצור תקעים מפורטים בפרוטוקול, ומודגם גם ייצור ספרייה כמותית של תקעים פלואורסצנטיים.

התקן מיקרופלואידי דו-שכבתי לייצור תקע קומבינטורי

למד שיטת הרכבה עצמית של חלקיקי סיליקה קולואיד ליצירת צומת ננו-נוזלי ב-PDMS. הממברנה הנקבובית ברוחב נקבוביות של כ-45 ננומטר משמשת לריכוז אלקטרוקינטי של דגימות DNA וחלבון.

יצירת צומת תת-50 ננומטר ננו-נוזלי ב PDMS Microfluidic שבב באמצעות תהליך ההרכבה העצמית של חלקיקים קולואיד

גלה סרטונים נוספים