Patroonvorming van micro-organismen en microdeeltjes door sequentiële capillariteitsondersteunde assemblage

Summary

We presenteren een technologie die capillariteitsondersteunde assemblage in een microfluïdisch platform gebruikt om microgrote objecten die in een vloeistof zijn gesuspendeerd, zoals bacteriën en colloïden, te modelleren in voorgeschreven arrays op een polydimethylsiloxaansubstraat.

Abstract

Gecontroleerde patronen van micro-organismen in gedefinieerde ruimtelijke arrangementen bieden unieke mogelijkheden voor een breed scala aan biologische toepassingen, waaronder studies van microbiële fysiologie en interacties. Op het eenvoudigste niveau zou nauwkeurige ruimtelijke patroonvorming van micro-organismen betrouwbare, langdurige beeldvorming van grote aantallen individuele cellen mogelijk maken en het vermogen transformeren om afstandsafhankelijke microbe-microbe-interacties kwantitatief te bestuderen. Meer uniek is dat het koppelen van nauwkeurige ruimtelijke patronen en volledige controle over omgevingsomstandigheden, zoals aangeboden door microfluïdische technologie, een krachtig en veelzijdig platform zou bieden voor eencellige studies in microbiële ecologie.

Dit artikel presenteert een microfluïdisch platform om veelzijdige en door de gebruiker gedefinieerde patronen van micro-organismen te produceren binnen een microfluïdisch kanaal, waardoor volledige optische toegang mogelijk is voor langdurige monitoring met hoge doorvoer. Deze nieuwe microfluïdische technologie is gebaseerd op capillariteitsondersteunde deeltjesassemblage en maakt gebruik van de capillaire krachten die voortvloeien uit de gecontroleerde beweging van een verdampende suspensie in een microfluïdisch kanaal om individuele microsized objecten af te zetten in een reeks vallen die microgefabriceerd zijn op een polydimethylsiloxaan (PDMS) substraat. Sequentiële afzettingen genereren de gewenste ruimtelijke lay-out van enkele of meerdere soorten objecten op microformaat, uitsluitend gedicteerd door de geometrie van de vallen en de vulvolgorde.

Het platform is gekalibreerd met behulp van colloïdale deeltjes van verschillende afmetingen en materialen: het heeft bewezen een krachtig hulpmiddel te zijn om diverse colloïdale patronen te genereren en oppervlaktefunctionalisatie van gevangen deeltjes uit te voeren. Verder werd het platform getest op microbiële cellen, met Escherichia coli-cellen als modelbacterie. Duizenden individuele cellen werden op het oppervlak gemodelleerd en hun groei werd in de loop van de tijd gevolgd. In dit platform maakt de koppeling van eencellige depositie en microfluïdische technologie zowel geometrische patronen van micro-organismen als nauwkeurige controle van omgevingsomstandigheden mogelijk. Het opent dus een venster op de fysiologie van afzonderlijke microben en de ecologie van microbe-microbe interacties, zoals blijkt uit voorlopige experimenten.

Introduction

Ruimtelijke patronen van afzonderlijke micro-organismen, met name binnen experimentele arena's die volledige controle over omgevingsomstandigheden mogelijk maken, zoals microfluïdische apparaten, is zeer wenselijk in een breed scala van contexten. Het rangschikken van micro-organismen in regelmatige arrays zou bijvoorbeeld de nauwkeurige beeldvorming van grote aantallen individuele cellen mogelijk maken en de studie van hun groei, fysiologie, genexpressie als reactie op omgevingsstimuli en gevoeligheid voor geneesmiddelen. Het zou ook het mogelijk maken om cel-celinteracties te bestuderen die van bijzonder belang zijn in onderzoek naar cellulaire communicatie (bijv. Quorum Sensing), kruisvoeding (bijv. Algen-bacteriële symbiose) of antagonisme (bijv. Allelopathie), met volledige controle over de ruimtelijke lokalisatie van cellen ten opzichte van elkaar. Celfysiologie en ^{evolutiestudies1}, cel-celinteractiestudies2, fenotypische differentiatiescreening3, omgevingsmonitoring4 en geneesmiddelenscreening5 behoren tot de gebieden die veel baat kunnen hebben bij een technologie die in staat is om een dergelijke kwantitatieve eencellige analyse te bereiken.

In de afgelopen jaren zijn verschillende strategieën voorgesteld om afzonderlijke cellen te isoleren en te hanteren, van holografische optische ^vallen6 en heterogene oppervlaktefunctionalisatiemethoden7,8,9,10 tot eencellige chemostaten11 en druppelmicrofluïdica12. Deze methoden zijn technisch zeer veeleisend of beïnvloeden de celfysiologie en bieden geen high-throughput platform voor patroonmicroben die gedurende lange perioden kunnen worden bestudeerd, waardoor eencellige resolutie, volledige optische toegang en controle over omgevingsomstandigheden worden gegarandeerd. Het doel van dit artikel is om een platform te beschrijven om bacteriën met micrometrische precisie te modelleren in voorgeschreven ruimtelijke arrangementen op een PDMS-oppervlak door middel van capillariteitsondersteunde assemblage. Dit platform maakt nauwkeurige en flexibele ruimtelijke patronen van microben mogelijk en maakt volledige optische toegang en controle over omgevingsomstandigheden mogelijk, dankzij het microfluïdische karakter.

De technologie achter dit platform is een assemblagetechnologie die de afgelopen jaren is ontwikkeld, genaamd sCAPA13,14,15 (sequentiële capillariteitsondersteunde deeltjesassemblage) die is geïntegreerd in een microfluïdisch ^platform16. De meniscus van een verdampende vloeistofdruppel, terwijl hij zich terugtrekt over een patroon polydimethylsiloxaan (PDMS) substraat in een microfluïdisch kanaal, oefent capillaire krachten uit die de individuele colloïdale deeltjes die in de vloeistof zijn gesuspendeerd, opvangen in micrometrische putten die op het substraat zijn gemicrofabriceerd (figuur 1A). Zwevende deeltjes worden eerst door convectieve stromen naar het lucht-vloeistof-grensvlak getransporteerd en vervolgens door capillariteit in de vallen geplaatst. Capillaire krachten die door de bewegende meniscus worden uitgeoefend, werken op grotere schaal in vergelijking met krachten die betrokken zijn bij deeltjesinteracties.

Het assemblagemechanisme wordt dus niet beïnvloed door het materiaal, de afmetingen en de oppervlakte-eigenschappen van de deeltjes. Parameters zoals deeltjesconcentratie, de snelheid van de meniscus, temperatuur en oppervlaktespanning van de suspensie zijn de enige parameters die de opbrengst van het patroonproces beïnvloeden. De lezer kan een gedetailleerde beschrijving vinden van de invloed van de bovengenoemde parameters op het patroonproces in13,14,15. In de oorspronkelijke sCAPA-technologie13,14,15 werd het colloïdale patroonproces uitgevoerd in een open systeem en vereiste een zeer nauwkeurige piëzo-elektrische trap om de ophanging over de sjabloon te drijven. Dit platform maakt gebruik van een andere strategie en maakt het mogelijk om de patronen uit te voeren met standaardapparatuur die over het algemeen wordt gebruikt in microfluïdica in een gecontroleerde omgeving, waardoor de risico's van contaminatie van de monsters worden geminimaliseerd.

Dit microfluïdische platform werd eerst geoptimaliseerd op colloïdale deeltjes om regelmatige arrays van inerte deeltjes te creëren en vervolgens met succes toegepast op bacteriën. Beide microfluïdische platforms worden in dit artikel beschreven (figuur 1B,C). De meeste voorbereidende stappen en de experimentele apparatuur die in het protocol worden beschreven, zijn gemeenschappelijk voor de twee toepassingen (figuur 2). We rapporteren colloïdale patronen om aan te tonen dat de techniek kan worden gebruikt om meerdere sequentiële afzettingen op hetzelfde oppervlak uit te voeren om complexe, multimateriële patronen te creëren. In het bijzonder werd één enkel deeltje per val voor elke stap afgezet om colloïdale arrays te vormen met een specifieke geometrie en samenstelling, uitsluitend gedicteerd door de geometrie en vulvolgorde van de vallen. Wat bacteriële patronen betreft, worden enkele afzettingen beschreven, waardoor er één bacterie per val wordt afgezet. Zodra cellen op het oppervlak zijn gemodelleerd, wordt het microfluïdische kanaal gespoeld met medium om bacteriegroei te bevorderen, de voorbereidende stap van elke eencellige studie.

Protocol

1. Silicium master voorbereiding

OPMERKING: De PDMS-sjablonen met de microgefabriceerde vallen die de sjabloon vormen voor colloïdale en microbiële patronen zijn vervaardigd volgens de methode die door Geissler et al. is geïntroduceerd. ¹⁷. De siliciummaster werd voorbereid door conventionele lithografie in een cleanroom. Zie de volgende stappen voor de procedure en de tabel met materialen voor de apparatuur.

1. Ontwerp de functies met behulp van CAD-software (Computer Aided Design).
2. Bereid het chroomglazen masker voor met een laag positieve fotoresist door de ontworpen functies bloot te leggen met een UV-directe laserschrijver.
   1. Ontwikkel het chroom-glazen masker met een spin-ontwikkelaar met behulp van een ontwikkelaar met een 1: 4 fotoresist/waterverhouding gedurende 15 s.
   2. Dompel het masker onder in chroom-etsmiddel gedurende 50 s.
   3. Plasma-behandel een 10 cm silicium wafer gedurende 3 min bij 600 W.
   4. Damp zet een laag hexamethyldisilizane af en bak bij 110 °C om de hechting naar de fotoresist te verbeteren.
   5. Deponeer een laag fotoresist op 4.500 × g gedurende 2 minuten.
   6. Stel de functie bloot aan UV via het chroomglazen masker met een maskeruitlijner gedurende 2 s en ontwikkel met een ontwikkelaar wat betreft het masker.
3. Om de fabricage van de siliciummaster te voltooien, etst u de wafer via diepe reactieve ionenuitwisseling en past u de etstijd (<2 min) aan om de gewenste diepte te bereiken (gemeten met een profilometer).

2. Microkanaal schimmel voorbereiding

1. Ontwerp het kanaal met CAD-software en snijd het met een slicersoftware om het ontworpen model om te zetten in instructies voor de 3D-printer, waarbij de snijafstand op 0,05 mm wordt ingesteld.
2. Print het kanaal met een 3D-printer gedurende ~ 1 uur.
3. Was en postcure de mal in een speciale uitharding en wasmachine.
   1. Doe de vorm in een container gevuld met pure isopropylalcohol (IPA) en draai de vloeistof (was gedurende 20 minuten). Haal de met IPA gevulde container uit de machine.
   2. Zodra de gewassen mal uit de IPA-container is verwijderd, plaatst u deze terug in de was- en uithardingsmachine en nabehandelt u deze gedurende 15 minuten bij 35 °C.
      OPMERKING: De tabel met materialen rapporteert de 3D-printer en de uithardings- en wasmachine die wordt gebruikt in het matrijsvoorbereidingsprotocol. Het 3D-model werd gesneden met de eigen slicersoftware van de 3D-printer.
4. Plaats de print 12 uur in een UV-oven en plaats hem 12 uur in een oven op 80 °C.
   OPMERKING: Deze stap zorgt ervoor dat al het polymeer wordt uitgehard en dat al het niet-uitgeharde polymeer uit de afdruk wordt verwijderd, omdat dit zou voorkomen dat PDMS uithardt.
5. Silaniseer de mal door dampafzetting van trichloorf (1H, 1H, 2H, 2H-perfluoroctyl) silaan.
   1. Plaats de 3D-mal in een vacuümsiccator samen met 20 μL 100% geconcentreerd trichloorm (1H, 1H, 2H, 2H-perfluorooctyl) silaan gepipetteerd op een aluminiumfolie die dicht bij de mal is geplaatst.
   2. Creëer een vacuüm in de exsiccator om damp te genereren en laat 40 minuten staan.
   3. Verwijder de vorm van de exsiccator en spoel deze af met pure ethanol voordat u er PDMS op giet.

3. Fabricage van de microfluïdische chip

1. Bereid een PDMS-mengsel door het elastomeer te mengen met zijn crosslinking-middel (Tabel met materialen). Roer het mengsel krachtig om de twee componenten gelijkmatig te mengen totdat luchtbellen zijn gevormd en het PDMS-mengsel er ondoorzichtig uitziet.
   OPMERKING: De hoeveelheid cross-linker moet 10 gewichtsprocent van de hoeveelheid elastomeer zijn.
2. Ontgas het mengsel van elastomeer en crosslinking agent in een vacuüm exsiccator om de ingesloten luchtbellen te verwijderen. Breng het mengsel in de exsiccator over in de container die wordt gebruikt voor het mengen (stap 3.1). Ga door met het ontgassingsproces totdat alle bubbels zijn verwijderd en het mengsel er weer transparant uitziet.
   OPMERKING: De tijd die doorgaans nodig is voor uitdroging is 30 minuten.
3. Giet 3 g van het mengsel op de siliciummaster om de sjabloon te produceren, die zal dienen als de "vloer" van de microfluïdische chip.
   OPMERKING: De dikte van de PDMS-laag kan worden afgestemd door de hoeveelheid mengsel die op de siliciummaster wordt gegoten te wijzigen.
   1. Om een sjabloon van 400 μm dik te verkrijgen, giet u 3 g PDMS op de siliciummaster, plaatst u de siliciummaster op een spincoater en spint u de laag op 21 × g gedurende 5 s en 54 × g gedurende 10 s en ontgas u vervolgens opnieuw zoals beschreven in stap 3.2 om ingesloten luchtbellen te verwijderen.
4. Giet 20 g van het PDMS-mengsel op de 3D-geprinte mal om het microkanaal te maken, dat zal dienen als het "dak" van de microfluïdische chip, en ontgas het zoals beschreven in stap 3.2 gedurende 30 minuten.
5. Bak zowel de siliciumwafel als de 3D-geprinte mal minstens 2 uur op 70 °C.
6. Verwijder de PDMS-laag van de 3D-geprinte mal, snijd de PDMS met een mes rond de microkanalen en pons de gaten die zullen dienen als in- en uitlaat van het microfluïdische kanaal.
7. Verwijder het PDMS van de siliciummaster en snijd de PDMS-laag in kleinere stukken met dezelfde afmetingen van de microfluïdische kanalen die bovenop de sjablonen worden gebonden.
8. Wrijf de sjablonen en microkanalen voorzichtig in met een 1% reinigingsmiddeloplossing (zie de tabel met materialen) gedurende 5 minuten en spoel vervolgens af met gedeïoniseerd water. Spoel vervolgens de sjablonen en microkanalen met isopropanol en spoel ze af met gedeïoniseerd water. Droog de sjablonen en microkanalen gedurende 1 minuut bij kamertemperatuur met perslucht op 1 bar.
9. Plaats de sjablonen en de microkanalen in een plasmareiniger met de te verlijmen oppervlakken naar boven gericht. Schakel de plasmareiniger in en plasma behandel de sjablonen en de microkanalen gedurende 40 s. Haal ze uit de plasmareiniger en bind de microkanalen bovenop de sjablonen onmiddellijk door ze met elkaar in contact te brengen.
10. Bewaar de microfluïdische chips vijf dagen in een oven bij 70 °C om pdms hydrofoob herstel te garanderen en een terugtrekkende contacthoek te hebben binnen het optimale bereik, tussen 30 en 60°^10,11.

4. Bacteriële patronen

1. Een dag voorafgaand aan het experiment groeit een populatie Escherichia coli (stam MG1655 prpsM-GFP). Ent de cultuur rechtstreeks uit de bevroren voorraad en kweek gedurende 20 uur in lysogeniebouillon (LB) medium in een schudderincubator bij 37 °C. Voeg 50 μg /ml kanamycine toe voor de cellen om het prpsM-GFP-plasmide te behouden.
2. Stel op de dag van het experiment de boxincubator (figuur 2A) enkele uren voor het experiment in op 37 °C om een uniforme en stabiele temperatuur te hebben voordat het experiment wordt gestart. Plaats de spuitpomp en de verwarmde glasplaat op de microscooptrap (figuur 2B,C) en stel de temperatuur in op dezelfde temperatuur als de couveuse.
   OPMERKING: De boxincubator waarin het hele systeem, inclusief de microscoop (figuur 2E), is ingesloten, zorgt ervoor dat gedurende het hele experiment een uniforme en constante temperatuur wordt gehandhaafd wanneer het kanaal met medium wordt gespoeld.
3. Plaats negentig minuten voor het experiment de microfluïdische chip in een vat gevuld met 100% ethanol (EtOH) en spoel het kanaal gedurende ten minste 10 minuten met 100% EtOH. Plaats de microfluïdische chip in een vacuümsiccator en ontgas gedurende ten minste 30 minuten. Vervang de EtOH met gedestilleerd water en vacuümbehandel de chip gedurende ten minste 30 minuten. Zet de microfluïdische chip gedurende 10 minuten in de oven bij 70 °C om eventuele sporen van vloeistof in het kanaal te verwijderen.
   OPMERKING: Deze stap is nodig om bubbelvorming in het kanaal te voorkomen wanneer deze wordt gespoeld met kweekmedium. Dit bubbelpreventieprotocol is overgenomen van Wang et ^al.18.
4. Pipetteer 1 ml 3-(N-morfolino)propaansulfonzuur (MOPS) medium (1x) in een injectieflacon met centrifuge en voeg 10 μL 0,132 M kaliumfosfaat (_K2HPO4) toe. Neem de nachtkweek uit de incubator van 37 °C en aliquot 100 μL in de injectieflacon van de centrifuge en centrifugeer de cultuur gedurende 2 minuten bij 2.300 × g. Pipetteer het supernatant voorzichtig uit de injectieflacons van de centrifuge en breng de pellet opnieuw op in 1 ml vers MOPS-medium met 0,015% v/v tween 20 en 0,01% v/v kaliumfosfaat.
   OPMERKING: De typische concentratie van de bacteriële suspensie ligt in het bereik van 0,015-0,15 vol%, wat zorgt voor de vorming van een uitgebreide en mobiele accumulatiezone en de accumulatie van deeltjes op het substraat voorkomt. Het vervangen van het nachtmedium door vers medium minimaliseert de risico's van het vrijgeven van films van bacteriën op de sjabloon. Het gebrek aan koolstofbron in het verse medium voorkomt dat cellen in de suspensie groeien tijdens het patroonpatroon. Een concentratie van 0,015% v/v van Tween 20 in de suspensie is nodig om de contacthoek van de terugtrekkende vloeistof op de PDMS-sjabloon binnen het optimale bereik te laten vallen, tussen 30 en 60°.
5. Laad de bacteriële suspensie in een spuit van 1 ml en sluit de spuit aan op de chip via microfluïdische slangen.
   1. Om de verbinding tussen de spuit en de slang te bevestigen, steekt u direct een naald met een buitendiameter van 0,6 mm in de slang. Om te voorkomen dat de suspensie die in de inlaatomgeving over het kanaal achterblijft, wordt verstrooid, spoelt u vers medium door het gat dat tijdens het patroonproces als uitlaat wordt gebruikt (figuur 3A-III) in plaats van het gat dat als inlaat wordt gebruikt.
   2. Monteer de spuit op de spuitpomp en injecteer de suspensie in de microfluïdische chip via de inlaat aan het stroomopwaartse deel van het kanaal totdat de suspensie het sjabloongebied bedekt met vallen.
      OPMERKING: Tijdens het vloeistofinjectieproces kan lucht ontsnappen via een uitlaat aan het stroomafwaartse uiteinde van het kanaal.
   3. Stel de spuitpomp in om de bacteriële suspensie (figuur 3A-I) op te zuigen met een debiet van 0,07-0,2 μL/min, wat in de beschreven geometrie overeenkomt met een meniscuswijksnelheid van 80-100 μm/min.
   4. Bewaak het patroonproces via microscoopsoftware.
      OPMERKING: Hier werd een vergroting van 10x gebruikt om de terugtrekkende meniscus op de sjabloon te controleren en een vergroting van 20x werd gebruikt om de afzetting van individuele bacteriën in de microfabricated vallen te volgen.
6. Zodra de sjabloon is voorzien van een patroon met cellen (figuur 3A-II), verhoogt u de onttrekkingsstroomsnelheid om het microfluïdische kanaal snel te legen en spoelt u het met verse LB die eerder gedurende ten minste 30 minuten werd ontgast en bij 30 °C werd voorgewarmd.
7. Stel de spuitpomp in op een debiet van 2 μL/min om het kanaal voorzichtig door te spoelen. Zodra het kanaal is gevuld, verhoogt u het debiet (15 μL/min) volgens de specifieke experimentele behoeften.
8. Verkrijg beelden van groeiende bacteriën met de gewenste vergroting en tijdsinterval.

5. Colloïdale patronen

1. Pipetteer 900 μL van een 0,015% v/v Tween 20 waterige oplossing in een injectieflacon met centrifuge en pipetteer 100 μL van de oorspronkelijke colloïdale suspensie erin. Centrifugeer de suspensie bij 13.500 × g gedurende 1 min. Verwijder voorzichtig het supernatant en vervang het door de waterige Tween 20 (0,015% v/v) oplossing. Herhaal dit proces drie keer om ervoor te zorgen dat het oplosmiddel van de leverancier volledig wordt vervangen door de voorraadsuspensie.
2. Laad de colloïdale suspensie in een spuit van 1 ml en sluit de spuit aan op de chip via microfluïdische slangen. Injecteer de suspensie in de microfluïdische chip door de inlaat in het centrale gedeelte, aan het stroomopwaartse deel van het kanaal, en duw de suspensie geleidelijk in totdat de sjabloon is bedekt.
3. Trek de colloïdale suspensie op met een stroomsnelheid van 0,07-0,2 μL / min, wat overeenkomt met een meniscus-terugtrekkende snelheid van 1-2 μm / min, en beeld het patroonproces in via microscoopsoftware. Gebruik 10x vergroting om de terugtrekkende meniscus op de sjabloon te controleren en 20x vergroting om de afzetting van individuele deeltjes in de microfabricated vallen te observeren. Verhoog de stroomsnelheid zodra de meniscus het einde van de sjabloon bereikt om het kanaal snel te legen.
   OPMERKING: Colloïdale arrays die uit verschillende deeltjes bestaan, kunnen worden geproduceerd door het patroonproces van stap 5.1 tot en met 5.3 in serie uit te voeren. Het kanaal wordt geladen met een nieuwe colloïdale suspensie bij elke iteratie volgens de gewenste colloïdale arrayssamenstelling. Elke patroonstap voegt één deeltje toe aan de colloïdale array en kan sequentieel worden uitgevoerd totdat de vallen zijn gevuld met de gewenste deeltjessequentie. De samenstelling van de resulterende colloïdale arrays wordt uitsluitend bepaald door de volgorde van colloïdale suspensies die worden gebruikt om de vallen te vullen (figuur 3B).

Results

Een microfluïdisch platform dat capillariteitsondersteunde assemblage gebruikt om colloïdale deeltjes en bacteriën te patroon in vallen die microgefabriceerd zijn op een PDMS-sjabloon, werd ontwikkeld. Twee verschillende kanaalgeometrieën zijn ontworpen om de patroonvorming van colloïden en bacteriën te optimaliseren door de capillariteitsondersteunde assemblage. De eerste kanaalgeometrie (figuur 1B) bestaat uit drie 23 mm lange parallelle secties zonder fysieke barrière ertussen. De twee se...

Discussion

Het hier beschreven microfluïdische platform maakt het mogelijk om objecten van microformaat, zoals colloïden en bacteriën, in voorgeschreven ruimtelijke arrangementen op een PDMS-substraat te modelleren. De volledige controle over de omgevingsomstandigheden die microfluïdica biedt en de mogelijkheid om cellen met micrometrische precisie te modelleren die door sCAPA-technologie wordt verleend, maakt het een veelbelovend platform voor toekomstige fysiologie- en ecologiestudies.

In de experiment...

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Alcatel AMS 200SE I-Speeder	Alcatel Micro Machining System		deep reactive ion exchange system
Alconox			detergent
AZ400K developer	MicroChemicals	AZ400K
BD 10 mL Syringe (Luer-Lock)	BD	300912	used to flush fresh Lysogeny broth into the microfluidic channel
Box Incubator	Life Imaging Services		used to ensure a uniform and constant temperature in the channel
Centrifuge	Eppendorf	5424R	used to replace the overnight media with fresh minimal media
Centrifuge vial	Eppendorf	30120086	1.5 mL
CETONI Base 120	CETONI GmbH		syringe pump
Fluorescent PS particles of diameter 0.98 µm (red)	microParticles GmbH	PS-FluoRed-Fi267
Fluorescent PS particles of diameter 1.08 µm (green)	microParticles GmbH	PS-FluoGreen-Fi182
Fluorescent PS particles of diameter 2.07 µm (green)	microParticles GmbH	PS-FluoGreen-Fi183
Fluorescent PS particles of diameter 2.08 µm (red)	microParticles GmbH	PS-FluoRed-Fi180
Gigabatch 310 M	PVA TePla		used to plasma treat a 10 cm silicon wafer
H401-T-CONTROLLER	Okolab		controller of the heated glass plate
H601-NIKON-TS2R-GLASS	Okolab		heated glass plate
Heidelberg DWL 2000	Heidelberg Instruments		UV direct laser writer
Insulin syringes, U 100, with luer	Codan Medical ApS	CODA621640	1 mL syringe used to withdraw the liquid suspension during the patterning process
Klayout	Opensource		used to design the features on the silicon master
LB Broth, Miller (Luria-Bertani)	Fisher Scientific	244610	Lysogeny broth flushed into the microfluidic channel
Masterflex transfer tubing	Masterflex	HV-06419-05	0.020'' ID, 0.06'' OD
MOPS (10x)	Teknova	M2101	diluted tenfold with milliQ water and used to replace the overnight medium
Nikon Eclipse Ti2	Nikon Instruments		microscope
openSCAD	Opensource		used to design the mold
OPTIspin SB20	ATM group	51-0002-01-00	spin developer
Plasma chamber Zepto	Diener Electronic	ZEPTO-1	used to plasma treat the template and microchannel to bond them
Positive photoresist AZ1505	MicroChemicals	AZ1505
Potassium phosphate dibasic	Sigma Aldrich	P3786	added to MOPS 1x
Prusa curing and Washing machine CW1S	Prusa		used to ensure all polymer is cured and uncured polymer is removed from the mold
Prusa Resin - Tough	Prusa Research a.s.		UV photosensitive 405nm liquid resin for 3D printing
Prusa SL1 3d printer	Prusa		used to print the mold
Scale	VWR-CH	611-2605	used to weight PDMS mixture
Silicon wafer (10 cm)	Silicon Materials Inc.		N/Phos <100> 1-10 Ω cm
Süss MA6 Mask aligner	SUSS MicroTec Group		used to align the chrome-glass mask and the substrate, and expose the substrate
Sylgard 184	Dow Corning		silicone elastomer kit; curing agent
Techni Etch Cr01	Technic		chromium etchant
Trichloro (1H, 1H, 2H, 2H-perfluorooctyl) silane	Sigma Aldrich	448931	used to silianize the 3D printed mold
TWEEN 20	Sigma Aldrich	P1379	used to ensure an optimal receding contact angle during the patterning process
Veeco Dektak 6 M	Veeco		profilometer
VTC-100 Vacuum Spin Coater	MTI corporation		vacuum spin coater