Name: Fase Diagramma Caratterizzazione utilizzando biglie magnetiche come vettori liquidi (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-09-04T13:00:00.000+00:00
Duration: 12 min 37 s
Description: Scopri la caratterizzazione del diagramma di fase nei sistemi liquidi complessi utilizzando biglie magnetiche come vettori in dispositivi lab-in-tube. Questo metodo semplice e versatile facilita lo studio dei cambiamenti di fase.

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Gli autori riconoscono molte discussioni utili con M. Caggioni e il supporto di Proctor and Gamble sotto forma di tirocinio per NAB.

1. Preparazione di One-Time utilizzano materiali in Device <ol><li> Preparazione del tubo <ol><li> Tagliare la tubazione in 15 cm segmenti. Tubing ha 1,6 mm di diametro interno e diametro esterno 3,2 millimetri. </li><li> Segmenti di tubo Hang verticalmente con del nastro. Mettere tovagliolo di carta sotto i tubi per raccogliere la soluzione fluoropolimero in eccesso. </li><li> Iniettare 100 ul di soluzione di fluoropolimero in apertura superiore di ciascun segmento tubolare mediante siringa, in modo tale che possa venire a contatto con tutta la circonferenza interna sulla parete. </li><li> Consentire segmenti di tubo da appendere sul posto per 1 ora per eliminare l&#39;eccesso quantità di soluzione fluoropolimero. </li><li> Pulire qualsiasi soluzione fluoropolimero da una parte inferiore del tubo che non gocciola fuori. Rimuovere il tubo dalla posizione appeso e smaltire tovaglioli di carta. </li><li> Luogo segmenti di tubo in forno a 100 ° C per 1 ora per temprare lo strato di rivestimento di fluoropolimero. </li><li> Rimuovere segmenti di tubo dal forno. Utilizzare le pinzette, come tubo segmenti sarà caldo. </li></ol></li><li> Preparazione della soluzione diluita perla magnetica <ol><li> Calcolare concentrazione perlina magnetica necessaria per raggiungere il volume di riporto desiderata, come determinato dal rapporto tra il volume di riporto e MB di massa mostrato in Figura 2. Nota: La soluzione MB originale ha 1 g di MB in 50 ml di soluzione. Considerando un volume della camera di prova di 20 microlitri diluita MB iniziale con acqua distillata ad un rapporto di 6: 4 (soluzione MB: acqua) per ottenere un volume riporto di ~ 0,4 microlitri. Regolare rapporto di diluizione quando si desidera diverso volume di riporto. </li><li> Posizionare un flaconcino da 20 ml campione su un micro-equilibrio. Azzerare la bilancia. </li><li> Agitare il contenitore della soluzione perlina magnetica, quindi prelevare 0,6 ml usando un micro-pipetta. </li><li> Dispensare soluzione pipetta nel flaconcino campione sulla bilancia. </li><li> Dispensare 0,4 ml di acqua distillata nel flacone del campione. </li></ol></li><li> Colorante fluorescente lpreparazione iquid <ol><li> Sciogliere 2 peso.% Di colorante nell&#39;acqua DI vortex la soluzione per 1 minuto. </li></ol></li></ol> 2. Preparazione di setup sperimentale per gli esperimenti di fluorescenza <ol><li> Preparazione del dispositivo tubi. <ol><li> Inserire un connettore Luer lock femmina su un&#39;estremità del tubo. </li><li> Posizionare il tubo in una siringa luer-lock che ha un volume di 3 ml e 0,1 ml graduazione. </li><li> Posizionare la siringa nella pompa a siringa e impostare la velocità di alimentazione a 2 ml / hr. </li><li> Per l&#39;inserimento preciso di liquidi nel tubo, utilizzare la pompa a siringa per aspirare la soluzione contenente le perline magnetiche e colorante fluorescente. </li><li> Inserire 20 ml di soluzione di perla magnetica in tubo con ritiro pompa a siringa. Questo segmento liquido viene indicato come camera di prova (volume della camera di test può variare a seconda dell&#39;esperimento). Vortex il contenitore con la soluzione tallone magnetico per 1 minuto e poi agitare a mano durante<html> il ciclo di ritiro per formare dispersioni MB uniformi. </li><li> Conclusa camera di prova inserimento liquido, prelevare 6 microlitri di aria nel tubo. Questo volume di aria verrà successivamente formare una valvola tra i due segmenti liquidi. </li><li> Dopo l&#39;inserimento traferro è completata, iniziare recesso 180 ml di liquido con colorante fluorescente. Questo segmento liquido viene indicato come il serbatoio. Volume del serbatoio può variare a seconda dell&#39;esperimento. Più grande volume del serbatoio è vantaggioso per minimizzare la variazione della concentrazione di colorante. </li><li> Posizionare un secondo connettore Luer lock femmina sull&#39;altra estremità del tubo. </li><li> Rimuovere il dispositivo tubo dalla siringa. </li><li> Mettere tappi Luer-Lock su entrambe le estremità del dispositivo. </li></ol></li><li> Configurazione ottica per gli esperimenti di fluorescenza <ol><li> Accendere tutti i componenti collegati al microscopio invertito. </li><li> Accendere il computer e aprire il software di imaging microscopio. </li></ol></li></ol>&quot;Procedura&gt; 3. Sperimentale per gli esperimenti di fluorescenza <ol><li> Prendere misurazione dell&#39;intensità di fluorescenza iniziale della camera di prova e serbatoio utilizzando il microscopio invertito. Analizzando la fluorescenza del campione, garantire che il focus è nella posizione centrale (in entrambe le direzioni X e Y) del segmento liquido all&#39;interno del tubo. Registra misurazioni nel foglio di calcolo dei dati. </li><li> Posizionare dispositivo sopra la parte superiore del cubo magnetico tale che le sfere magnetiche tutti segregano ad una zona nella camera di prova. Trasferire le perline al serbatoio spostando il dispositivo sopra la parte superiore del magnete (~ 10 sec). Il magnete al neodimio cubo 1 pollice è di grado N48 con una forza di trazione di 45,6 kg. </li><li> Una volta grappolo perla magnetica viene trasferito attraverso il traferro e nel serbatoio, agitare i perline magnetiche, disponendo il dispositivo sopra la parte superiore del magnete e ruotare per rilasciare il liquido che viene intrappolato all&#39;interno del cluster. Continuare agitazione delle sfere magnetiche fino omogeneizzazione del serbatoio è statacompletato (~ 30-45 sec). </li><li> Posizionare dispositivo sopra la parte superiore del magnete in modo che le sfere magnetiche nel serbatoio tutti segregano ad una zona. Trasferire il cluster tallone magnetico di nuovo alla camera di prova. </li><li> Una volta che il cluster raggiunge la camera di prova, agitare i perline magnetiche, disponendo il dispositivo sopra la parte superiore del magnete e ruotare per rilasciare il liquido fluorescente intrappolato all&#39;interno. Continua l&#39;agitazione delle sfere magnetiche fino omogeneizzazione della camera di prova è stato completato (~ 30-45 sec). </li><li> Prendere misure di intensità di fluorescenza sia della camera di prova e il serbatoio utilizzando il microscopio invertito. Registra misurazioni nel foglio di calcolo dei dati. </li><li> Passi 3,2-3,6 si ripetono fino a quando entrambi i segmenti liquidi convergono per intensità di fluorescenza simili (~ 100 cicli). </li></ol> 4. Analisi Numerica dei dati fluorescente <ol><li> Con i dati di intensità fluorescenti memorizzati in un foglio di calcolo, eseguire l&#39;analisi numerica con MATLAB. </li><li> Derive le equazioni per calcolare un valore teorico di intensità di fluorescenza sia nel serbatoio e camera di prova. Incorporare le seguenti equazioni in un file di script di MATLAB: dove I è l&#39;intensità di fluorescenza (AU), V è il volume (ml), n è il numero di trasferimenti, R è il serbatoio, T è la camera di prova, e C è riporto. </li><li> Utilizzando MATLAB, generare grafici e analizzare per determinare il volume di riporto per tutti gli esperimenti. Utilizzare questi dati per produrre Figura 2. </li></ol> 5. Preparazione di setup sperimentale per gli esperimenti tensioattivi <ol><li> Preparazione del dispositivo tubi. <ol><li> Inserire un luer lock femmina su un&#39;estremità del tubo. </li><li> Mettere la provetta a una siringa Luer-lock. </li><li> Posizionare la siringa nella pompa a siringa e impostare la velocità di alimentazione a 2 ml / hr. </li><li> Per l&#39;inserimento preciso di liquidi nel tubo, utilizzare la pompa a siringa per aspirare la soluzione contenente le perline magnetiche e surfactant. </li><li> Inserire soluzione tallone 20 microlitri magnetica nel tubo con ritiro pompa a siringa. Questo segmento liquido viene indicato come camera di prova (volume della camera di test può variare a seconda dell&#39;esperimento). Agitare il contenitore con la soluzione perla magnetica a mano durante il ciclo di recesso per formare dispersioni MB uniformi. </li><li> Conclusa camera di prova inserimento liquido, prelevare 6 microlitri di aria nel tubo. Sarà successivamente indicato Questo volume d&#39;aria come il traferro. </li><li> Dopo l&#39;inserimento traferro è completato, inizierà il ritiro di 180 ml di puro tensioattivo C12E5. Questo sarà successivamente indicato come il serbatoio. </li></ol></li><li> Configurazione ottica per esperimenti tensioattivi. <ol><li> Spostare pompa a siringa con dispositivo tubi in modo che la camera di prova con sfere magnetiche è a fuoco con il microscopio stereo. </li><li> Posizionare un foglio di pellicola polarizzatore sulla cima di una sorgente luminosa a LED. Far scorrere la sorgente luminosa a LED sotto il tubo collegato ala pompa a siringa. </li><li> Attaccare un altro film polarizzatore alla lente del microscopio stereo con nastro. Assicurarsi che i due film polarizzatore hanno uno scostamento tra loro di 90 gradi. </li><li> Montare un CCD (dispositivo ad accoppiamento di carica) della fotocamera per microscopio stereo. Collegare la fotocamera al computer e aprire il software di imaging. </li></ol></li></ol> Procedura sperimentale 6. per gli esperimenti tensioattivi <ol><li> Posizionare il cubo magnetico vicino alla camera di prova, mentre il magnete è montato su un supporto. </li><li> Una volta che le sfere magnetiche formano un cluster, iniziare il pompaggio di liquidi nel tubo con l&#39;avanzamento di 2 ml / hr tale che il cluster tallone magnetico viene spostato dalla camera di prova, attraverso il traferro, e nella camera di serbatoio tensioattivo. </li><li> Una volta che il cluster tallone magnetico raggiunge il punto medio della camera serbatoio, arrestare il pompaggio della pompa a siringa. </li><li> Spostare il cubo magnetico lontano dal tubo, consentendo perline magnetiche per separare unnd ridurre il tempo di diffusione del liquido intrappolato nel cluster tallone magnetica. </li><li> Guarda lo schermo del computer per osservare l&#39;H 2 O / C12E5 ciclo miscela attraverso diverse fasi. </li><li> Una volta che il cambiamento di diffusione e di fase del liquido viene completato, posizionare il magnete al suo precedente destinazione dal serbatoio in modo che le sfere magnetiche formano in un cluster. </li><li> Utilizzando la pompa siringa, aspirare i liquidi in modo che il cluster tallone magnetico viene trasferita dal serbatoio tensioattivo, attraverso il traferro, e di nuovo nel H 2 O camera di prova. </li><li> Una volta che il cluster tallone magnetico raggiunge il punto medio della camera di prova, arrestare il pompaggio della pompa a siringa. </li><li> Spostare il cubo magnetico lontano dal tubo. Questo permetterà sfere magnetiche di separare e contribuirà a ridurre il tempo di diffusione del liquido intrappolato nel cluster tallone magnetica. </li><li> Guarda lo schermo del computer per osservare l&#39;H 2 O / C12E5 ciclo miscela attraverso diverse fasi. </li&gt; <li> Una volta che il cambiamento di diffusione e di fase del liquido viene completato, posizionare il magnete al suo precedente destinazione dalla camera di prova in modo che le sfere magnetiche formano in un cluster. </li><li> Ripetere i passaggi 6,2-6,11 fino alla camera di prova mostra un cambiamento di fase. </li></ol>

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<li>Lynch, M. L., Kochvar, K. A., Burns, J. L., Laughlin, R. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Aqueous-Phase+Behavior+and+Cubic+Phase-Containing+Emulsions+in+the+C12E2%E2%88%92Water+System%5BTitle%5D)+AND+%22Langmui%22%5BJournal%5D)">Aqueous-Phase Behavior and Cubic Phase-Containing Emulsions in the C12E2−Water System.</a> Langmui. 16, 3537-3542 (2000).</li>
</ol>

Gli autori non hanno interessi finanziari concorrenti.

In più comuni tecniche di indagine diagramma di fase, campioni multipli di varia composizione e rapporti devono essere preparati e devono raggiungere l&#39;equilibrio termodinamico che provoca un processo lungo e una notevole quantità di materiale. Alcune sfide possono essere risolti DIT metodo (trasporto interfacciale diffusiva) con capillare piano e il metodo di analisi a raggi infrarossi, ma nessuno di loro in grado di risolvere tutte le sfide con un investimento a basso costo. La possibi...

Perline magnetiche (MB) dell&#39;ordine di 1 micron di diametro sono stati utilizzati 1,2 molto spesso nelle applicazioni basate microfluidica, particolarmente per dispositivi biomedicali. In questi dispositivi, MB hanno offerto funzionalità quali cellule e la separazione degli acidi nucleici, mezzi di contrasto, e la somministrazione di farmaci, per citarne alcuni. La combinazione di controllo esterno (campo magnetico) e microfluidica basata goccioline-ha consentito 3 Controllo dei test immunologici usando piccoli volumi (&lt;100 nl). MB hanno anche mostrato risultati promettenti quando viene utilizzato per la gestione dei liquidi 4. Questo approccio utilizza MBS per trasportare biomolecole tra segmenti liquidi all&#39;interno di un tubo separato da una valvola di sfiato. Questo metodo non è potente come altri dispositivi lab-on-chip più complessi visti in passato, ma è molto più semplice e non offre la capacità di gestire microlitro dimensioni volumi di liquido. Un approccio simile è stato recentemente riportato 5 dal gruppo di Haselton e applicato a biomedicosaggi. Uno degli aspetti più importanti di questo dispositivo è la separazione segmento liquido offerto dalla valvola tensione superficiale controllata. Volumi microlitro di liquido attaccato MB vengono trasportati attraverso questa traferro tra i segmenti liquidi usando un campo magnetico applicato esternamente. MB microparticelle (da ~ 0,4-7 micron di diametro, con una media di 1,9 micron) sotto l&#39;effetto del campo magnetico esterno creano un cluster microporosa che intrappola liquido all&#39;interno. La forza di questo intrappolamento liquido è tale da resistere alle forze di tensione superficiale durante il trasporto MBS da un serbatoio all&#39;altro. In genere, questo effetto non è auspicabile, come maggior parte degli approcci vogliono solo trasporto di molecole specifiche (come biomarcatori) contenuti nei liquidi 6. Tuttavia, come si può vedere nel nostro lavoro, questo effetto può essere utilizzato per diventare un aspetto positivo del dispositivo. Abbiamo utilizzato questo &#39;laboratorio-in-tubo&#39;Approccio, illustrato schematicamente in figura 1, per analizzare diagrammi di fase nei materiali per binari. Il tensioattivo C12E5 è stato scelto come l&#39;obiettivo principale di caratterizzazione, come è ampiamente usato in applicazioni industriali quali i prodotti farmaceutici, prodotti alimentari, cosmetici, ecc In particolare, l&#39;H 2 O / C12E5 sistema binario è stato indagato perché fornisce un ricco serie di fasi da esplorare. Ci siamo concentrati su un aspetto specifico di questa miscela chimica, vale a dire le transizioni ad fasi cristalline liquide in determinate concentrazioni 7-9. Questa transizione è facilmente osservata nel nostro dispositivo incorporando polarizzatori negli studi di microscopia ottica per evidenziare confini di fase. Essere in grado di mappare diagrammi di stato è una zona molto importante di studio al fine di comprendere la cinetica coinvolti transizione di fase 10. La capacità di determinare con precisione l&#39;interazione di tensioattivi con solventi and altri componenti è fondamentale per la loro complessità e molte fasi distinte 11. Molte altre tecniche sono state precedentemente utilizzati per caratterizzare cambiamento di fase. L&#39;approccio convenzionale consiste nel fare molti campioni, ciascuno composto di diverse concentrazioni e consentendo loro di equilibrare, che richiede tempi di lavorazione lunghi ed elevata quantità di volumi di campione. Quindi, i campioni sono tipicamente analizzati con metodi ottici come diffusiva trasporto interfacciale (DIT), che offre alta risoluzione di tali composizioni tensioattivi 12,13. Simile al metodo che abbiamo utilizzato, il metodo DIT utilizza la luce polarizzata per immagini confini di fase distinte.

<table><tbody><tr><td>AccuBead</td><td>Bioneer Inc.</td><td>TS-1010-1</td><td>Perle magnetiche</td></tr><tr><td>C12E5 Tensioattivo</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>76437</td><td></td></tr><tr><td>Thermo Scientific Nalgene 890</td><td>Fisher Scientific</td><td>14176178</td><td></td></tr><tr><td>Cube Magnet</td><td>Apex Magneti</td><td>M1CU</td><td></td></tr><tr><td>Pellicola polarizzante</td><td>Edmund Optics</td><td>38-493</td><td></td></tr><tr><td>Teflon AF</td><td>Dupont</td><td>400s1-100-1</td><td>Soluzione fluoropolimerica</td></tr><tr><td>Colorante rosso</td><td>Keyacid Keystone</td><td>601-001-49</td><td>Colorante fluorescente</td></tr><tr><td>Luer-Lock</td><td>Cole-Parmer</td><td>T-45502-12</td><td>Femmina</td></tr><tr><td>Luer-Lock</td><td>Cole-Parmer</td><td>T-45502-56</td><td>Siringa maschio</td></tr><tr><td></td><td>Fisher Scientific</td><td>14-823-435</td><td></td></tr><tr><td>Pompa siringa</td> da 3 ml <td>Stoelting</td><td>53130</td><td></td></tr><tr><td>Stereomicroscopio</td><td>Nikon</td>Microscopio invertito <td>SMZ-2T</td><td></td></tr><tr><td></td><td>Nikon</td><td>Eclipse Ti-U</td><td>Il cubo filtrante utilizzato aveva una gamma di lunghezze d'onda di eccitazione da 540 a 580 nm e uno specchio dicroico a 585 nm, che consentiva una fotoemissione compresa tra 593 e 668 nm.</td></tr><tr><td>Bilancia</td><td>Denver Instruments&nbsp;</td>Telecamera per microscopio <td>PI-225D</td><td></td></tr><tr><td></td><td>Motic</td><td>5000</td><td></td></tr></tbody></table>

fase diagramma caratterizzazione utilizzando biglie magnetiche come vettori liquidi

Phase Diagram Characterization Using Magnetic Beads as Liquid Carriers

Perline magnetiche con ~ 1,9 micron di diametro medio sono stati usati per trasportare volumi microlitro di liquidi tra segmenti contigui liquidi con un tubo per lo scopo di indagare cambiamento di fase dei segmenti liquidi. Le perline magnetiche sono stati controllati esternamente utilizzando un magnete, permettendo alle sfere di colmare la valvola dell&#39;aria tra i segmenti adiacenti liquidi. Un rivestimento idrofobo è stato applicato alla superficie interna del tubo per aumentare la separazione tra due segmenti liquidi. Il campo magnetico applicato formato un gruppo aggregato di perline magnetiche, catturando una certa quantità di liquido all&#39;interno del cluster che viene definito come il volume riporto. Un colorante fluorescente è stato aggiunto ad un segmento liquido, seguita da una serie di trasferimenti liquidi, che poi cambiato l&#39;intensità di fluorescenza nel segmento liquido vicina. Sulla base dell&#39;analisi numerica della variazione di fluorescenza misurata intensità, è stato trovato il volume riporto per massa di perline magneticheessere ~ 2 a 3 ml / mg. Questa piccola quantità di liquido consentito per l&#39;uso di relativamente piccoli segmenti liquide di una coppia cento microlitri, migliorando la fattibilità del dispositivo per un approccio lab-in-tubo. Questa tecnica di applicazione piccola variazione composizionale in un volume di liquido è stato applicato all&#39;analisi diagramma di fase binaria tra acqua e tensioattivo C12E5 (pentaethylene glicole monododecyl etere), portando ad analisi veloce con piccoli volumi di campione rispetto ai metodi convenzionali.

Utilizzando l&#39;approccio Lab-in-tubo per il trasporto importi microlitri volume di liquido con perline magnetiche con MATLAB per l&#39;analisi numerica volumi medi riporto liquido, in funzione della massa del branello magnetico, sono stati trovati (Figura 2). Maggiore massa di sfere magnetiche fornisce un volume più alto riporto del tasso di 2-3 ml / mg. Il setup sperimentale (Figura 1) è stato utilizzato per osservare il cambiamento di fase del gruppo H 2 O / sistema bina...

Qui, presentiamo un protocollo per studiare diagrammi di fase multi-componente utilizzando perle magnetiche controllate esternamente come vettori di liquidi in un approccio lab-in-tube. Questo approccio può essere utile nelle applicazioni che cercano di raccogliere ulteriori informazioni sul cambiamento di fase in sistemi liquidi complessi.

Fase Diagramma Caratterizzazione utilizzando biglie magnetiche come vettori liquidi

Magnetic beads with ~1.9 &#181;m average diameter were used to transport microliter volumes of liquids between contiguous liquid segments with a tube for ...

L'obiettivo generale del seguente esperimento è analizzare il volume di trascinamento tra segmenti liquidi adiacenti all'interno di un dispositivo tubolare in laboratorio mediante l'uso di microsfere magnetiche. Questo viene ottenuto creando il dispositivo con un tubo idrofobo, montato su una pompa a siringa in modo da formare diversi segmenti liquidi separati da una valvola d'aria, inserendo al contempo microsfere magnetiche e un colorante fluorescente in uno dei liquidi. Come secondo passaggio, l'intensità fluorescente dei segmenti liquidi adiacenti viene misurata mediante microscopio dopo ogni trasferimento delle microsfere magnetiche effettuato utilizzando un magnete esterno.Successivamente, un'analisi numerica viene effettuata su queste misurazioni dell'intensità fluorescente al fine di calcolare il volume di carryover delle perle magnetiche. I risultati mostrano che l'analisi del cambiamento di fase in un sistema multicomponente costituito da due liquidi è realizzabile, basandosi sulla capacità di utilizzare perle magnetiche come metodo per trasferire volumi di liquido dell'ordine del microlitro tra serbatoi adiacenti. Quindi, come spero vi sarà chiaro oggi, stiamo lavorando con una tecnica estremamente interessante e semplice che prevede l'uso di perle magnetiche per trasferire fluidi all'interno di un semplice tubo, piuttosto che ricorrere a circuiti microfluidici convenzionali più complessi.E noi, inizialmente, l'abbiamo applicata allo studio della separazione di fluidi ammissibili, e ora stiamo estendendo tale applicazione ad altri utilizzi, tra cui l'analisi diagnostica del sangue intero per separare le proteine dai globuli rossi, l'analisi delle urine, saggi immunoistochimici e così via. Il principale vantaggio di questa tecnica rispetto ad altri metodi esistenti, come l'uso di canali microfluidici, è la sua semplicità e la produzione economicamente vantaggiosa. Offre un'elevata flessibilità d'uso tra diversi tipi di esperimenti e fornisce risultati costanti.Sebbene questo metodo possa fornire indicazioni per applicazioni che richiedono lo spostamento di volumi minimi e di picco, può essere applicato anche ad altri sistemi come la separazione del sangue, il targeting farmacologico e i mezzi di contrasto. Per preparare il tubo, tagliare innanzitutto il tubo in segmenti da 15 centimetri, appendere i segmenti verticalmente utilizzando del nastro adesivo, posizionando un foglio di carta assorbente sotto i tubi per raccogliere l’eccesso di soluzione di fluoro-polimero. Iniettare 100 microlitri di soluzione di fluoro-polimero nell’apertura superiore di ciascun segmento di tubo mediante una pipetta, in modo che entri in contatto con tutta la circonferenza della parete interna.Lasciare i segmenti del tubo in posizione per un'ora per rimuovere qualsiasi eccesso di soluzione polimerica fluoro. Successivamente, posizionare i segmenti del tubo in un forno a 100 gradi Celsius per un'ora per ricotturare lo strato di rivestimento polimerico fluoro. Poi, preparare la soluzione diluita di microsferette magnetiche posizionando una provetta da 20 millilitri su una bilancia microanalitica e azzerando la bilancia.Agitare il contenitore della soluzione di perle magnetiche, quindi prelevare 0,6 millilitri utilizzando una micropipetta. Distribuire la soluzione prelevata nel flacone del campione sulla bilancia e aggiungere 0,4 millilitri di acqua distillata nel flacone del campione. Inoltre, preparare il colorante fluorescente sciogliendo lo 0,02 percento in peso di colorante in acqua deionizzata e sottoporre la soluzione a vortex per un minuto.Per preparare il dispositivo del tubo, inserire un connettore femmina a blocco rapido su un'estremità del tubo. Inserire il tubo in una siringa a blocco rapido con volume di tre millilitri e graduazione di 0,1 millilitri. Posizionare la siringa nella pompa per siringhe e impostare la velocità di somministrazione a due millilitri all'ora.Vortexare il contenitore con una soluzione di microsfere magnetiche prima di inserire 20 microlitri nel tubo mediante prelievo con pompa per siringa. Al termine dell'inserimento del liquido nella camera di prova, aspirare sei microlitri di aria nel tubo. Questo volume di aria formerà successivamente una valvola tra i due segmenti liquidi.Una volta completata l'inserzione del gap d'aria, iniziare il ritiro di 180 microlitri di liquido con colorante fluorescente. Posizionare un secondo connettore femmina lure lock sull'altra estremità del tubo e rimuovere il dispositivo del tubo dalla siringa. Quindi applicare i tappi lure lock su entrambe le estremità del dispositivo.Eseguire la misurazione iniziale dell'intensità di fluorescenza della camera di prova e del serbatoio utilizzando il microscopio invertito. Posizionare il dispositivo sopra la faccia superiore del magnete a cubo in modo che tutte le microsferette magnetiche si accumulino in un'area della camera di prova. Trasferire le microsferette al serbatoio spostando il dispositivo sopra il magnete.Una volta trasferito il gruppo di microsfere magnetiche attraverso l'interstizio d'aria e nel serbatoio, agitare le microsfere magnetiche posizionando il dispositivo sopra il magnete e ruotandolo per rilasciare il liquido intrappolato all'interno del gruppo, fino al completamento dell'omogeneizzazione del serbatoio. Successivamente, posizionare il dispositivo sopra il magnete in modo che le microsfere magnetiche nel serbatoio si separino tutte in un'area. Riportare il gruppo di microsfere magnetiche nella camera di prova.Una volta che l'aggregato raggiunge la camera di prova, agitare le microsfere magnetiche posizionando il dispositivo sopra il magnete e ruotandolo. Rilasciare il liquido fluorescente intrappolato fino al completamento dell'omogeneizzazione della camera di prova. Effettuare misurazioni dell'intensità fluorescente sia della camera di prova che del serbatoio utilizzando il microscopio invertito.Ripetere questi passaggi fino a quando entrambi i segmenti liquidi raggiungono intensità di fluorescenza simili. Per preparare il dispositivo del tubo, inserire un attacco femmina bloccabile su un'estremità del tubo e posizionare il tubo in una siringa con attacco bloccabile. Successivamente, inserire la siringa nella pompa per siringhe e impostare la velocità di alimentazione a due millilitri all'ora.Inserire 20 microlitri di una soluzione al rapporto uno a uno di microsfere magnetiche in acqua nella soluzione miscelata C 12 E cinque nel tubo utilizzando il prelievo con pompa a siringa. Al termine dell'inserimento del liquido nella camera di prova, prelevare sei microlitri di aria nel tubo dopo l'inserimento del gap d'aria. Iniziare il prelievo di 180 microlitri di tensioattivo puro C 12 E cinque per impostare l'ottica.Per prima cosa, spostare la pompa a siringa con il dispositivo di tubazione in modo che la camera di prova con le microsfere magnetiche sia a fuoco. Utilizzare polarizzatori incrociati con il microscopio stereoscopico. Per migliorare il contrasto tra la fase solida precipitata e la fase liquida, posizionare un foglio di pellicola polarizzatrice sopra una sorgente luminosa a LED. Far scorrere la sorgente luminosa a LED sotto il tubo collegato alla pompa a siringa.Attaccare un altro film polarizzatore all'obiettivo del microscopio stereoscopico utilizzando del nastro, assicurandosi che i due film polarizzatori siano sfalsati di 90 gradi l'uno rispetto all'altro. Posizionare il magnete a cubo accanto alla camera di prova mentre è montato su un supporto. Una volta che le microsfere magnetiche si raggruppano, iniziare a pompare i liquidi nel tubo a una velocità di alimentazione di due millilitri all'ora, in modo che il gruppo di microsfere magnetiche venga spostato dalla camera di prova attraverso il distacco d'aria e nella camera del serbatoio del tensioattivo.Quando l'ammasso di microsfere magnetiche raggiunge il punto medio della camera del serbatoio, arrestare la pompa del pompa a siringa. Allontanare il magnete a cubo dal tubo in modo che le microsfere magnetiche si separino e riducano il tempo di diffusione del liquido intrappolato all'interno dell'ammasso. Una volta completata la diffusione e il passaggio di fase del liquido, riposizionare il magnete nella sua precedente posizione accanto al serbatoio, in modo che le microsfere magnetiche si raggruppino nuovamente in un ammasso.Utilizzando la pompa per siringa, aspirare i liquidi in modo che l'agglomerato di microsfere magnetiche venga trasferito dal serbatoio del tensioattivo attraverso il distacco d'aria e nuovamente nella camera di prova. Una volta che l'agglomerato di microsfere magnetiche raggiunge il punto medio della camera di prova, arrestare la pompa per siringa e allontanare il magnete cubico dal tubo. Al termine della diffusione e del passaggio di fase del liquido, riposizionare il magnete nella sua posizione precedente vicino al serbatoio, in modo che le microsfere magnetiche si riaggreghino.Ripetere questi passaggi fino a quando nella camera di prova non si osserva un cambiamento di fase. Nell'immagine è mostrata l'acqua con le microsfere magnetiche e il tensioattivo non ionico C12E5 all'interno del tubo idrofobico. Durante la fase iniziale del trasferimento delle microsfere magnetiche, queste vengono mantenute in posizione mediante un magnete cubico esterno.Mentre i liquidi vengono pompati a sinistra, le perline escono dalla camera di prova ed entrano nel C 12 E cinque. Una volta che le perline magnetiche entrano, l'acqua del tensioattivo inizia a diffondersi lontano dalla struttura delle perline magnetiche. Dopo che le perline magnetiche sono rimaste nella camera del tensioattivo per cinque secondi, si osserva solo una piccola quantità di cambiamento di fase al segno dei dieci secondi.I microsfera magnetici sono completamente inglobati nel tensioattivo. Il passaggio di fase prosegue fino al segno 92 al quarto minuto. Il passaggio di fase aumenta al nono minuto.La variazione di fase orizzontale inizia a ridursi mentre la struttura cresce in verticale. Mentre a 17 minuti la variazione di fase si è ridotta drasticamente, a 25 minuti ne rimane solo una piccola quantità, come mostrato. Questa è la condizione iniziale di una camera di prova per acqua C 12 V cinque con microsfere magnetiche nel dispositivo, prima del trasferimento del tensioattivo.Dopo sei trasferimenti di andata e ritorno, si è verificato un cambiamento di fase. Al contrario, in assenza di microsfere magnetiche nel dispositivo, nessun cambiamento di fase è stato osservato, dimostrando che i risultati ottenuti erano dovuti al trascinamento delle microsfere magnetiche piuttosto che al liquido. Adesione alle pareti interne del tubo durante il tentativo di questa procedura.È importante disporre di tempo sufficiente per consentire al processo di diffusione di avvenire durante il trasferimento di liquidi tra serbatoi adiacenti seguendo questa procedura. Altre opzioni, come l'utilizzo di un elettromagnete, possono essere incorporate nel nostro sistema per rispondere ad ulteriori domande, ad esempio su come accelerare il processo di separazione e su come ridurre al minimo le manipolazioni manuali. Per contestualizzare, questa tecnica molto semplice, che prevede essenzialmente un tubo di plastica, delle microsferette magnetiche e un magnete esterno, è stata applicata alla separazione di diversi fluidi ed esplorando lo spazio dei loro diagrammi di fase.Tuttavia, la versatilità e la semplicità della tecnica si riveleranno vantaggiose in molte altre applicazioni, principalmente nel campo dell'analisi diagnostica di diversi fluidi. Utilizzando le perle magnetiche per trasportare piccoli volumi, direttamente o mediante funzionalizzazione delle perle magnetiche, possiamo analizzare i componenti del campione di fluido. E ciò ha applicazioni in svariati settori.Ad esempio, la separazione e l'analisi delle proteine provenienti dai globuli rossi nel sangue intero, in modo analogo nell'urina e in molti altri fluidi che possono essere analizzati con questa tecnica utilizzando un metodo semplice, senza la complessità e i costi associati alla fabbricazione di dispositivi microfluidici convenzionali.

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In questo articolo, un semplice, quantitativa, liquido affinità saggio fase di cattura è presentato. Si tratta di una tecnica affidabile basato sull'interazione fra perline magnetiche e proteine ​​etichetta (ad esempio nanobodies) da un lato e l'affinità tra la proteina marcata ed una seconda, proteina marcata (poliovirus esempio) dall'altro.

Un liquido fase di cattura test affinità utilizzando biglie magnetiche per studiare interazioni proteina-proteina: il poliovirus-Nanobody Esempio

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