단계도 특성 액체 캐리어로 자기 구슬을 사용하여

요약

여기에서는 실험실 내 튜브(lab-in-tube) 접근 방식에서 외부 제어 마그네틱 비드를 액체 캐리어로 사용하여 다중 구성 요소 위상 다이어그램을 조사하는 프로토콜을 제시합니다. 이 접근 방식은 복잡한 액체 시스템의 상 변화에 대한 추가 정보를 수집하려는 응용 분야에 도움이 될 수 있습니다.

초록

1.9 μm의 평균 직경 ~와 자성 비드는 그 액체 세그먼트들의 위상 변화를 조사 할 목적으로 연속적인 액체 튜브 세그먼트 사이의 액체 ㎕의 부피를 수송하기 위해 사용되었다. 자성 비드는 외부 비드 인접한 액체 세그먼트 사이 에어 밸브를 해소 할 수 있도록 자석을 사용하여 제어 하였다. 소수성 코팅은 두 세그먼트 사이의 액체 분리를 향상시키기 위해 관의 내면에 도포 하였다. 인가 된 자계는 이월 량이라 클러스터 내에 특정 량의 액체를 포착, 자성 비드의 집합체 클러스터 형성. 형광 염료는 인접한 액체 세그먼트 형광 강도 변화를 액체 전달, 일련이어서, 하나의 액체 부분에 첨가 하였다. 측정 된 형광 강도 변화의 수치 분석에 기초하여, 자성 비드의 질량 당 이월 볼륨이 밝혀졌다~ 2-3 μL / mg을합니다. 액체의 소량이 랩 - 인 - 튜브 접근 장치의 타당성을 향상 몇 백 마이크로 리터의 비교적 작은 액체 세그먼트의 이용을 허용했다. 액량 작은 조성 변동을 적용이 기술은, 물 및 계면 활성제 C12E5 (펜타 에틸렌 글리콜 모노 도데 실 에테르) 사이의 이진 위상도를 분석하는 종래의 방법보다 더 작은 샘플 볼륨으로 빠르게 분석 선도에 적용 하였다.

서론

직경이 1㎛ 정도의 자성 비드 (MB들)은 특히 생물 의학 장치에, 미세 유체 기반 애플리케이션에서 매우 자주 ^1,2 사용되고있다. 이러한 장치에서, 매크로 블럭은 몇 가지 이름을, 휴대 및 핵산 분리, 조영제, 및 약물 전달 등의 기능을 제공하고있다. 외부 (자기장) 제어 및 액적 기반의 미세 유체의 조합은 작은 볼륨 (<100 NL)를 사용하여 면역의 ³ 컨트롤을 가능하게했다. 액체가 ^4를 처리하는 데 사용하는 경우 매크로 블럭은 약속을 보여 주었다. 이 방법은 공기 밸브에 의해 분리 튜브 내의 액체 세그먼트 사이의 생체 분자를 수송하는 MB들을 사용한다. 이 방법은 과거에 보이는 다른 더 복잡한 랩 - 온 - 칩 디바이스처럼 강력하지 않지만 훨씬 간단하고 액체의 마이크로 리터 크기의 볼륨을 처리하는 기능을 제공 않는다. 유사한 접근 방식은 최근 Haselton의 그룹에 의해 ^5보고 및 생물 의학에 적용되었습니다분석.

이 장치의 가장 중요한 특징 중 하나는, 표면 장력 제어 공기 밸브에 의해 제공 액체 세그먼트를 분리한다. MB들에 연결된 마이크로 리터의 액체 부피는 외부에서인가 된 자계를 이용하여 액체의 세그먼트 사이의 에어 갭을 통해 수송된다. 외부 자기....

프로토콜

장치 일회 사용 재료 1. 준비

1. 튜브의 제조
   1. 15cm 세그먼트로 튜브 잘라. 튜빙은 1.6 mm, 내경 3.2 mm, 외경을 갖는다.
   2. 꽉 튜브 세그먼트는 수직으로 테이프를 사용. 과량의 불소 용액을 수집하기 위해 튜브 아래에 종이 타월을 놓습니다.
   3. 이 내측 벽에 전체 둘레에 접촉한다되도록, 주사기를 이용하여 각 튜브 세그먼트의 상단 개구부에 불소 수지 용액 100 ㎕를 주입한다.
   4. 튜브 세그먼트 불소 용액을 과량을 제거하기 위해 1 시간 동안 자리에 정지 할 수 있습니다.
   5. 밖으로 떨어지지 않았다 튜브의 바닥면에서 어떤 불소 용액을 청소합니다. 위치를 걸려에서 튜브를 제거하고 종이 타월 폐기하십시오.
   6. 1 시간 동안 100 ℃에서 오븐에 놓고 튜브 세그먼트는 불소 수지 코팅 층을 어닐링.
   7. 오븐에서 튜브 세그먼트를 제거합니다. 튜브 SEG로, 핀셋을 사용하여사항은 뜨겁습니다.
2. 묽은 자성 비드 용액의 제조
   1. 이월 부피와 질량 MB는도 2에 도시 된 관계에 의해 결정되는 바와 같이, 원하는 이월 량을 달성하는데 필요한 자석 비드 농도를 계산한다.
      주 : 원래 MB 용액....

결과

자성 비드 질량의 함수로서, 수치 해석, 평균 액체 이월 볼륨 MATLAB 함께 자성 비드와 액체 μL 부피 량을 이송하기위한 랩 - 인 - 튜브 방식을 사용하여, (도 2)를 발견 하였다. 자석 구슬의 높은 질량은 2-3 μL / mg의 속도에서 더 높은 이월 볼륨을 제공합니다. 실험 장치 (도 1) H ₂ O / C12E5 이진 시스템 내의 위상 변화를 관찰 하였다. H ₂ O / C12E5 시스템은도 3b에서 볼 수있는 여러 가지 단계, 공지이고 가지고 있기 때문에, 우리는 상기 장치의 특성을 참조하여 해당 시점의 역임. 그림 (b)의 점선은 실험이 20 ° C를 ~의에서 수행 된 공칭 온도를 보여줍니다. 반응은 신중 같은 1.5 분 & # 25과 같은 0 긴 시간에, 그림 3C에서 본 90 초에, 짧은 시간에서 관찰되었다. .......

토론

상태도 조사위한 일반적인 기술들은, 상이한 조성 및 비율과 다중 샘플 준비 및 긴 과정과 물질의 상당한 양을 발생 열역학적 평형에 도달 할 필요가있다. 몇 가지 문제가 평면 모세관 및 적외선 분석 방법을 사용하여 (전송 확산 계면) DIT 방법에 의해 해결 될 수 있지만, 그들 중 어느 것도 저렴한 투자 모든 과제를 해결할 수 없다.

이 마이크로 유체 "랩 - 인 - 튜브"접근 방식에서 액체 담체로서 자성 비드를 사용하는 가능성은 인접한 세그먼트 사이에서 액체의 상 변화를 검출 용으로 입증되었다. 이 방법은 도시 수치 해석 기술을 이용하여 소정의 수 정확한 조성 변경을 허용한다. 화학 메이크업을 조금만 변경을하는 동안 물에 계면 활성제 시스템에서의 실시간 변경 사항을 확인하는 기능은이 장치에 귀중한 자산이 될 입증했다.위상 변화를 분석하기위한 산업에서 사용되는 현재의 기술은 관련된 몇몇 바람직하지 않은면이있다. 비용은 항상 관심이며, 실험 중에 C12E5 같.......

재료

이 논문에 사용된 재료 목록

이름	회사	카탈로그 번호	댓글
AccuBead	바이오니아 Inc.	TS-1010-1	마그네틱 비드
C12E5 계면활성제	Sigma-Aldrich	76437
Thermo Scientific Nalgene 890	Fisher Scientific	14176178
큐브 자석	Apex 자석	M1CU
편광판 필름	Edmund Optics	38-493
테프론 AF	듀퐁	400s1-100-1	불소 중합체 용액
Keyacid Red Dye	Keystone	601-001-49	형광 염료
Luer-Lock	Cole-Parmer	T-45502-12	Female
Luer-Lock	Cole-Parmer	T-45502-56	Male
Syringe	Fisher Scientific	14-823-435	3 ml
주사기 펌프	스톨팅	53130
스테레오 현미경	Nikon	SMZ-2T
도립 현미경	Nikon	Eclipse Ti-U	사용된 필터 큐브는 여기 파장 범위가 540-580nm이고 다이크로익 미러가 585nm이므로 593-668nm 범위의 광방출을 허용합니다.
밸런스	덴버 인스트루먼트	PI-225D
현미경 탑재 카메라	Motic	5000