Picoinjection di Microfluidic Gocce senza elettrodi in metallo

Summary

Abbiamo sviluppato una tecnica per picoinjecting gocce microfluidici che non richiedono elettrodi metallici. Come tale, dispositivi che incorporano la nostra tecnica sono più semplici da fabbricare e da usare.

Abstract

Metodi esistenti per picoinjecting reagenti in gocce microfluidica richiedono elettrodi metallici integrati nel chip microfluidica. L'integrazione di questi elettrodi aggiunge passaggi ingombranti e soggetti a errori del processo di fabbricazione del dispositivo. Abbiamo sviluppato una tecnica che elimina le necessità di elettrodi metallici durante picoinjection. Invece, utilizza il fluido di iniezione stesso come un elettrodo, poiché la maggior parte reagenti biologici contengono elettroliti disciolti e sono conduttivi. Eliminando gli elettrodi, riduciamo dispositivo tempo di fabbricazione e la complessità, e rendere i dispositivi più robusti. Inoltre, con il nostro approccio, il volume di iniezione dipende dalla tensione applicata alla soluzione picoinjection; questo ci permette di regolare rapidamente il volume iniettato modulando la tensione applicata. Abbiamo dimostrato che la nostra tecnica è compatibile con i reagenti contenenti composti biologici comuni, tra tamponi, enzimi e acidi nucleici.

Introduction

In microfluidica basata gocciolina-, micron scala goccioline acquose sono usati come "provette" per reazioni biologiche. Il vantaggio di eseguire reazioni nelle minuscole goccioline è che ogni goccia utilizza solo qualche pl di reagente e, con microfluidica, le gocce può essere formato e trattati a tassi kilohertz ^1. La combinazione di queste proprietà consentono milioni di reazioni con cellule singole, molecole di acido nucleico, o composti da eseguire in pochi minuti con pl di materiale totale.

Per utilizzare gocce per applicazioni come queste, sono necessarie tecniche per l'aggiunta di volumi controllati di reagenti per ....

Protocol

1. Progettazione di dispositivi Dimensioni e topologie Basato su Experimental esigenze, utilizzando Computer Aided Design (CAD) Software

Nota: Selezione diametri dei canali emulsione inferiori a quelle delle goccioline sferiche. Questo costringe le goccioline in una forma cilindrica o "salsiccia" e permette picoinjection più efficace. Per i nostri scopi, abbiamo progettato di 30 x 30 micron canali di goccioline che erano 50 micron di diametro.

1. Sito picoinjection modello (s) dopo quelli descritti da Abate et al. ³ con l'eccezione che i canali per gli elettrodi metallici vengono rimossi, come sono inutili.....

Results

Immagini microscopiche portati al sito picoinjection mostra che l'elettrificazione del fluido picoinjection è sufficiente a provocare l'iniezione (Figura 2). Il volume iniettato può essere controllata modulando l'ampiezza della tensione applicata, con tensioni superiori che consentono elevati volumi di iniezione. Noi tracciamo il volume di iniezione rispetto l'ampiezza della tensione applicata per tre molarità rappresentativi di liquido iniettabile in (Figura 3). Per dimostrare il nostr.......

Discussion

Il rapporto tra volume di iniezione e la tensione applicata dipende da molti fattori tra cui le dimensioni del dispositivo, la lunghezza del tubo che trasporta il fluido picoinjection al dispositivo, molarità di fluido picoinjection, e la velocità delle gocce che passano essi iniettore. Per questo motivo si consiglia che il rapporto volume / Tensione essere caratterizzato prima di ogni corsa di picoinjection misurando volumi di iniezione ai bordi dei campi di lavoro di tensione e molarità. Inoltre, a tensioni superiori .......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Siringhe Luer-Lok™ da 1 ml BD	Medical	309628
LocTite Adesivo a polimerizzazione UV	Henkel	35241
Tubo PE-2	Scientific Commodities	BB31695-PE/2
Novec HFE-7500	3M	98-0212-2928-5
NaCl	Sigma Aldrich	S9888
Provette	da centrifuga da 1,5 mlEppendorf	22363531
BD Falcon Tubo da 15 ml	BD Biosciences	352097
Pompa di controllo della pressione dell'aria	Control Air Inc.		Ne consigliamo uno sotto il controllo del DAQ e del software di controllo
Pompe a siringa	New Era		Deve essere in grado di contenere siringhe da 1 ml e fluire a velocità fino a 100 μ l/hr
HV-amplfier			Deve essere in grado di amplificare 1.000x i segnali tra 0,01 e 10 V
Bonder/pulitore al plasma	Harrick Plasma
3" wafer di silicio	Sigma Aldrich	647535
PDMS	Dow Corning		Sylgard 184 con agente indurente dovrebbe essere incluso
SU-8 fotoresist	MicroChem		La viscosità dipende dalle dimensioni del dispositivo