Name: Profiterend van Reduced Droplet-oppervlak interactie aan Transport van Bioanalytes Optimaliseer in Digital Microfluidics (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-11-10T15:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 57 s
Description: Leer hoe je een field dewetting-apparaat fabriceert voor transport van bioanalyten zonder additieven. Deze methode gebruikt kaarsroet en fluorpolymeren voor efficiënte druppelmanipulatie.

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

Wij danken de Lindback Stichting voor financiële steun, en Dr Alexander Sidorenko en Elza Chu voor vruchtbare discussies en technische bijstand, en professor Robert Smith voor hulp bij de C. elegans assays.

OPMERKING: In de hierna beschreven procedures, moet veiligheidsrichtlijnen altijd opgevolgd. Van bijzonder belang is de veiligheid bij de behandeling van hoge spanning (&gt; 500 V) en handen wassen. 1. Coating van een geleidend substraat met Kaars Roet <ol><li> Cut koper metaal in rechthoeken (75 x 43 mm, 0,5 mm dik). Reinig elke koper substraat door onderdompeling in koper etsmiddel voor ongeveer 30 sec, wassen met leidingwater voor ongeveer 20 sec, en droog met papier. OPMERKING: Bij gebruik van methode 1 hieronder, veranderen de afmetingen 75 x 25 mm om te passen in de machine. </li><li> Sweep een brandende kaars paraffine onder de koperen substraat gedurende 30-45 seconden, om een ​​ongeveer uniform coating roet (ongeveer 40 urn dik) te verkrijgen. Houd het substraat ~ 1 cm in de vlam. Laat het fragiele roet niet aan. </li></ol> 2. Bescherming van de Roet Layer met Coating OPMERKING: Het roet laag is zeer fragielEn moet worden bekleed ter bescherming. Twee eenvoudige alternatieven (methode 1 en 2) worden hier voorgesteld, maar robuuster protocollen zijn nog in ontwikkeling. <ol><li> Methode 1 <ol><li> Plaats het monster in de metalen verdamper of sputtering systeem. Na de operatie procedures van het systeem, evacueren de kamer, en start gecontroleerde afzetting van goud op de roet laag (150-200 nm). Laat het apparaat afkoelen tot kamertemperatuur. </li><li> Dip-coat de gemetalliseerde substraat in een 1-dodecaanthiol oplossing (1% v / v, in 95% ethanol, ACS / USP), gedurende 10 min in een chemische kap. Vervolgens, het toestel op een hoek van bijna 60 °, voorzichtig wassen het oppervlak met enkele druppels alleen ethanol. Laat de apparaten droog, &#39;s nachts. </li></ol></li><li> Methode 2 <ol><li> In een chemische kap onmiddellijk na het bekleden van het substraat met roet en terwijl het substraat nog warm van de kaars vlam, deponeren enkele druppels gefluoreerde vloeistof aan één zijde van desubstraat, en kantel het substraat naar een hoek in de buurt van 90 °. Stort meer druppeltjes, en laat ze rollen over de gehele roet oppervlak. OPMERKING: Wanneer de druppel valt op een plek, zal roet uit de buurt van dat gebied worden gewassen. Laat de druppeltjes van vloeibare gefluoreerde spread zoveel mogelijk. </li><li> Bak het substraat op een hete plaat (160 ° C gedurende 15 min) in een chemische kap. </li><li> Laat het substraat zitten overnacht bij kamertemperatuur vóór gebruik. Slaan voor onbepaalde tijd. </li></ol></li></ol> 3. Fabricage van Top Elektroden (Aangepast van Abdelgawad et al. 12) <ol><li> Teken de elektroden met behulp van software voor grafisch ontwerp. Elke elektrode is 2 mm lang, 0,3 mm breed, en de opening tussen elektroden 0,3 mm. De kloof tussen de contacten (snap in de connector, zie hieronder) is 2,3 mm (figuur 1). </li><li> Knip een flexibele koperen laminaat (35 micrometer dik) in de Monarch-formaat (3,87 x 7,5 inch). Gebruik andere maten if compatibel zijn met de printer. Laad het laminaat in de lade voor handmatige invoer van een kleurenprinter. </li><li> Zorg ervoor dat &quot;rijke zwarte&quot; of &quot;registratie zwarte&quot; gebruiken, wanneer u afdrukt op de koperen plaat (zie Abdelgawad et al. 12 voor details) om een dichtere laag zwarte inkt toe op de koperen ondergrond, de bescherming van het gedrukte patroon tijdens het etsen . Laat het bedrukte substraat volledig opdrogen, &#39;s nachts. </li><li> Binnen een chemische kap, opwarmen (40 ° C) een bekerglas met 50 ml van koper etsmiddel. Dompel de bedrukte laminaat in de beker, en schud het in de oplossing gedurende ongeveer 10 min. Ets hangt af van de koperen etsoplossing. Om de paar minuten, controleer dan de corrosie en zien of het patroon intact is. </li><li> Was de laminaat met water en verwijder de coating met aceton en ethanol in de chemische kap. Was weer, en voorzichtig droog het laminaat met een papieren handdoek. </li><li> Zorgvuldig hechten het laminaat met elektroden om een ​​glass slide (75 x 25 mm, ~ 1 mm dik), met behulp van dubbelzijdige tape. Vermijd luchtbellen. </li><li> Bevestig een film van perfluoralkoxy PFA naar de elektroden met behulp van tape. Dit dient om toevallig contact van de elektroden met de druppel, voorkomen dat die schade top elektroden te wijten aan kortsluiting. </li></ol> 4. De elektronische interface (Circuit figuur 2) <ol><li> Soldeer de relais en de condensatoren C om een ​​universele printplaat. </li><li> Monteer de rest van het 10 relais drivers op een Breadboard voor elektronische schakelingen. </li><li> Draads ingang elk relais bestuurder om een ​​kanaal in de besturingskaart. </li><li> Zorgvuldig snap boven elektroden in een connector (figuur 3). Wire uitgang elk relais bestuurder om een ​​bovenelektrode, zoals afgebeeld. Merk op dat er een geaarde connectorcontact tussen twee draden van relais, elektrische ruis te minimaliseren. Opmerking: De connector zit op een verstelbare platform t besturenhij afstand (0,1-0,5 mm) tussen de boven- en onderkant (roet-gecoat) substraat. </li><li> Gebruik een programma om timing voor hoogspanning (HV) applicatie (ongeveer 0,8 sec) 4 elektroden tegelijk bedienen verschuiven 1 elektrode in de richting van beweging (bijvoorbeeld, 0,8 sec aandrijving 1234, dan 2345, 3456, enz ., 0,8 sec voor elke groep, en vervolgens naar achteren, dus druppel in de tegengestelde richting aan). </li></ol> 5. Droplet Visualization and Handling <ol><li> Om druppeltje beweging opnemen, gebruikt het visualisatie systeem, dat bestaat uit een 24X - 96x vergroting samenstel gecombineerd met een CCD camera. Sluit de videorecorder aan op de camera met behulp van S-video. </li><li> Pipetteer een 4 pl druppelgrootte met C. elegans media op de bodem van de roet beklede substraat. </li><li> Breng de bovenste elektroden ~ 0,3 mm boven de druppel. De druppel moet dicht bij het midden, net onder de vijfde elektrode, voor gemakkelijkere bediening zijn. </li><li> Zet de elektronische interface en spanning (500 V RMS) en stel de bovenste elektrode afstand tot de druppel tot het begint te bewegen. Laat niet de top elektroden raken de druppel. </li><li> Gegevens verzamelen door het opnemen van het aantal succesvolle overdracht druppel op het apparaat in reactie op elektrische pulsen. Een succesvolle experiment wordt gekenmerkt minstens 700 druppeltje transfers, dwz één overdracht na elke elektrische puls. </li><li> Verzamel data continu tot de druppel niet meer bewegen in reactie op 5 tot 10 pulsen. Opmerking: Als het oppervlak begint te degraderen, kan beweging worden hersteld door dichter bij de druppel waardoor de bovenste elektroden. </li></ol>

<ol><li>Fair, R. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Digital+microfluidics%3A+is+a+true+lab-on-a-chip+possible%5BTitle%5D)+AND+%22Microfluid+Nanofluid%22%5BJournal%5D)">Digital microfluidics: is a true lab-on-a-chip possible.</a> Microfluid Nanofluid. 3 (3), 245-281 (2007).</li>
<li>Gupta, S., Alargova, R. G., Kilpatrick, P. K., Velev, O. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((On-Chip+Dielectrophoretic+Coassembly+of+Live+Cells+and+Particles+into+Responsive+Biomaterials%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">On-Chip Dielectrophoretic Coassembly of Live Cells and Particles into Responsive Biomaterials.</a> Langmuir. 26 (5), 3441-3452 (2009).</li>
<li>Shih, S. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dried+blood+spot+analysis+by+digital+microfluidics+coupled+to+nanoelectrospray+ionization+mass+spectrometry%5BTitle%5D)+AND+%22Anal+Chem%22%5BJournal%5D)">Dried blood spot analysis by digital microfluidics coupled to nanoelectrospray ionization mass spectrometry.</a> Anal Chem. 84 (8), 3731-3738 (2012).</li>
<li>Gorbatsova, J., Borissova, M., Kaljurand, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrowetting-on-dielectric+actuation+of+droplets+with+capillary+electrophoretic+zones+for+off-line+mass+spectrometric+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22J+Chromatogr%22%5BJournal%5D)">Electrowetting-on-dielectric actuation of droplets with capillary electrophoretic zones for off-line mass spectrometric analysis.</a> J Chromatogr. 1234 (0), 9-15 (2012).</li>
<li>Qin, J., Wheeler, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Maze+exploration+and+learning+in+C.+elegans%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+Chip%22%5BJournal%5D)">Maze exploration and learning in C. elegans.</a> Lab Chip. 7 (2), 186-192 (2007).</li>
<li>Koc, Y., de Mello, A. J., McHale, G., Newton, M. I., Roach, P., Shirtcliffe, N. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nano-scale+superhydrophobicity%3A+suppression+of+protein+adsorption+and+promotion+of+flow-induced+detachment%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+Chip%22%5BJournal%5D)">Nano-scale superhydrophobicity: suppression of protein adsorption and promotion of flow-induced detachment.</a> Lab Chip. 8 (4), 582-586 (2008).</li>
<li>Perry, G., Thomy, V., Das, M. R., Coffinier, Y., Boukherroub, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Inhibiting+protein+biofouling+using+graphene+oxide+in+droplet-based+microfluidic+microsystems%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+Chip%22%5BJournal%5D)">Inhibiting protein biofouling using graphene oxide in droplet-based microfluidic microsystems.</a> Lab Chip. 12 (9), 1601-1604 (2012).</li>
<li>Kumari, N., Garimella, S. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrowetting-Induced+Dewetting+Transitions+on+Superhydrophobic+Surfaces%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Electrowetting-Induced Dewetting Transitions on Superhydrophobic Surfaces.</a> Langmuir. 27 (17), 10342-10346 (2011).</li>
<li>Freire, S. L. S., Tanner, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Additive-Free+Digital+Microfluidics%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Additive-Free Digital Microfluidics.</a> Langmuir. 29 (28), 9024-9030 (2013).</li>
<li>Deng, X., Mammen, L., Butt, H. -J., Vollmer, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Candle+Soot+as+a+Template+for+a+Transparent+Robust+Superamphiphobic+Coating%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Candle Soot as a Template for a Transparent Robust Superamphiphobic Coating.</a> Science. 335, 67-70 (2011).</li>
<li>Kang, K. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((How+Electrostatic+Fields+Change+Contact+Angle+in+Electrowetting%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">How Electrostatic Fields Change Contact Angle in Electrowetting.</a> Langmuir. 18 (26), 10318-10322 (2002).</li>
<li>Abdelgawad, M., Watson, M. W. L., Young, E. W. K., Mudrik, J. M., Ungrin, M. D., Wheeler, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Soft+lithography%3A+masters+on+demand%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+Chip%22%5BJournal%5D)">Soft lithography: masters on demand.</a> Lab Chip. 8 (8), 1379-1385 (2008).</li>
<li>Barbulovic-Nad, I., Yang, H., Park, P. S., Wheeler, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Digital+microfluidics+for+cell-based+assays%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+Chip%22%5BJournal%5D)">Digital microfluidics for cell-based assays.</a> Lab Chip. 8 (4), 519-526 (2008).</li>
<li>Brenner, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+genetics+of+Caenorhabditis+elegans%5BTitle%5D)+AND+%22Genetics%22%5BJournal%5D)">The genetics of Caenorhabditis elegans.</a> Genetics. 77 (1), 71-94 (1974).</li>
</ol>

De auteurs verklaren dat ze geen concurrerende financiële belangen hebben.

De meest kritische stap van het protocol is de bescherming van het roet laag rechtstreeks bij het succes bewegende druppeltjes. Metalliseren roet laag (methode 1 hierboven) kan bijna 100% van fabricage succes. De maximale werking is ongeveer 10 min; eventueel worden druppel fracties bevochtigen roet door gaten in de metaallaag. Het roet laag met de gefluoreerde vloeibare coating is de makkelijkste en snelste alternatief, en vereist minimale middelen, maar slechts 40-50% van de (min maximaal 20) gefabriceerd substraten w...

De miniaturisatie van apparaten die werken met vloeistoffen is van groot belang voor de ontwikkeling van &quot;lab-on-a-chip &#39;platformen. In deze richting, hebben de afgelopen twee decennia een belangrijke vooruitgang op het gebied van microfluidics getuige, met een verscheidenheid aan toepassingen. 1-5 Contrasterende met het vervoer van vloeistof in gesloten kanalen (kanaal microfluidics), DMF manipuleert druppels op arrays van elektroden. Een van de meest aantrekkelijke voordelen van deze techniek is de afwezigheid van bewegende delen om vloeistoffen te transporteren en beweging direct gestopt door het uitschakelen van elektrische signalen. Echter, druppeltje beweging afhankelijk inhoud druppel, zeker een ongewenste eigenschap voor een universele &quot;lab-on-a-chip&quot; platform. Druppeltjes bevattende eiwitten en andere analyten vasthouden aan het apparaat oppervlakken, steeds onbeweeglijk. Ongetwijfeld is dit al de grote beperking voor het verbreden van de reikwijdte van de DMF-toepassingen; 6-8alternatieven voor het ongewenste oppervlak vervuiling te minimaliseren omvatten de toevoeging van extra chemische species om de druppel of omgeving die potentieel druppeltje inhoud kunnen beïnvloeden. Voorheen onze groep ontwikkelde een apparaat om het transport van cellen en eiwitten in DMF toe te staan, zonder extra toevoegingen (Field-DW-apparaten). 9 Dit werd bereikt door het combineren van een oppervlak op basis van kaars roet, 10 met een apparaat geometrie die druppel rollende gunsten en leidt tot een opwaartse kracht op de druppel verder afnemende interactie droplet-oppervlak. In deze benadering wordt druppeltje beweging niet geassocieerd met oppervlaktebevochtiging. 11 Het doel van de gedetailleerde methode hieronder beschreven aan een DMF inrichting kan transporteren druppeltjes bevattende eiwitten, cellen en gehele organismen produceren zonder extra toevoegingen. The Field-DW-apparaten maken de weg vrij voor een volledig gecontroleerde platformen grotendeels zelfstandig werken van de druppel chemicusry. Hier presenteren we ook simulaties blijkt dat, ondanks de voor de werking van het apparaat hoogspanning, de spanningsval over de druppel is een kleine fractie van de aangelegde spanning, op verwaarloosbare effecten op bioanalytes in de druppel. In feite, voorproeven met Caenorhabditis elegans (C. elegans), een nematode gebruikt voor verschillende studies in de biologie, blijkt dat wormen zwemmen ongestoord als voltages toegepast.

<table><tbody><tr><td>Paraffinekaars</td><td></td><td></td><td>Elke paraffinekaars</td></tr><tr><td>Sputteringsysteem</td><td>Denton Vacuum, Moorestown, NJ</td><td></td><td>Sputter coater Desk V HP uitgerust met een Au-doel.&nbsp;</td></tr><tr><td>1-dodecanethiol</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>471364</td><td></td></tr><tr><td>Teflon</td><td>Dupont</td><td>AF-1600</td><td></td></tr><tr><td>Fluorinert FC-40</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>F9755</td><td>Gefluoreerd vloeistof: Bereid Teflon-AF hars in Fluorinert FC-40, 1:100 (w/w), om de hydrofobe coating te creëren.</td></tr><tr><td>Grafisch ontwerpsoftware -Adobe Illustrator</td><td>Adobe Systems</td><td></td><td>Andere softwares kunnen ook worden gebruikt.</td></tr><tr><td>Koperlaminaat</td><td>Dupont</td><td>LF9110</td><td></td></tr><tr><td>Laserprinter</td><td>Xerox</td><td>Phaser 6360 of soortgelijk</td><td>Controleer op de compatibiliteit met "rijk zwart" of "registratie zwart" (zie tekst).</td></tr><tr><td>Koper-etser</td><td>Transene</td><td>CE-100</td><td></td></tr><tr><td>Perfluoroalkoxy (PFA) film</td><td>McMaster-Carr</td><td>84955K22</td><td></td></tr><tr><td>Broodplank</td><td>Allied Electronics</td><td>70012450 of soortgelijk</td><td>Groot genoeg om de assemblage van 10 drivers mogelijk te maken.</td></tr><tr><td>Universele printplaat</td><td>Allied Electronics</td><td>70219535 of soortgelijk</td><td></td></tr><tr><td>Aansluiting</td><td>Allied Electronics</td><td>5145154-8 of soortgelijk</td><td></td></tr><tr><td>Besturingskaart en besturingsprogramma (LabView software)</td><td>National Instruments</td><td>NI-6229 of soortgelijk</td><td></td></tr><tr><td>Hoogspanningsversterker</td><td>Trek</td><td>PZD700</td><td></td></tr><tr><td>Condensatoren C en C1, 100 nF, 60 V</td><td>Allied&nbsp;</td><td>8817183</td><td></td></tr><tr><td>Transistor T, NPN</td><td>Allied&nbsp;</td><td>9350289</td><td></td></tr><tr><td>Diode D, 1N4007</td><td>Allied&nbsp;</td><td>2660007</td><td></td></tr><tr><td>Relais&nbsp;</td><td>Allied&nbsp;</td><td>8862527</td><td></td></tr><tr><td>Visualisatiesysteem</td><td>Edmund Optics</td><td>VZM 200i of soortgelijk</td><td>Systeemvergroting 24X &#8211; 96X. Het is gecombineerd met een Hitachi KP-D20B 1/2 in CCD Color Camera.</td></tr><tr><td>Recorder</td><td>Sony</td><td>GV-D1000 NTSC of soortgelijk</td><td>Het is verbonden met de camera door een S-videokabel.</td></tr><tr><td>Simulaties</td><td>COMSOL Multiphysics</td><td>V. 4.4</td><td></td></tr></tbody></table>

profiterend van reduced droplet-oppervlak interactie aan transport van bioanalytes optimaliseer in digital microfluidics

Taking Advantage of Reduced Droplet-surface Interaction to Optimize Transport of Bioanalytes in Digital Microfluidics

Digitale microfluidiek (DMF), een techniek voor het manipuleren van druppels, is een veelbelovende alternatief voor de ontwikkeling van “lab-on-a-chip” platformen. Vaak is de beweging van druppels afhankelijk van de bevochtiging van een oppervlak, direct geassocieerd met het toepassen van een elektrisch veld; oppervlakte-interacties maken de beweging echter afhankelijk van de inhoud van de druppel, waardoor de breedte van toepassingen van de techniek wordt beperkt.
Er zijn enkele alternatieven gepresenteerd om deze afhankelijkheid te minimaliseren. Ze zijn echter afhankelijk van het toevoegen van extra chemische soorten aan de druppel of de omgeving ervan, die mogelijk kunnen interageren met druppel-mogelijkheden. Om deze uitdaging aan te pakken, ontwikkelde onze groep onlangs Field-DW-apparaten om het transport van cellen en eiwitten in DMF mogelijk te maken, zonder extra additieven.
Hier wordt het protocol voor apparaatontwikkeling en -bediening gegeven, inclusief de elektronische interface voor bewegingscontrole. We zetten ook de studies voort met de apparaten en laten zien dat meercellige, relatief grote modelorganismen ook kunnen worden getransporteerd, vermoedelijk onaangetast door de elektrische velden die nodig zijn voor apparaagbewerking.

Eerder hebben we Field-DW apparatuur gebruikt voor de beweging van eiwitten in DMF toe. In het bijzonder zou druppeltjes met bovine serum albumine (BSA) in een concentratie 2000 maal hoger dan eerder gerapporteerd door andere auteurs (zonder additieven) worden bewogen. Dit was te wijten aan de verminderde interactie tussen druppel en het oppervlak Figuur 4 toont een druppel die fluorescent gelabeld BSA (zie Freire et al 9 voor meer informatie over de experimenten.). De eerst...

Het protocol voor de fabricage en werking van velddewetende apparaten (Field-DW) wordt beschreven, evenals de voorlopige studies van de effecten van elektrische velden op druppelinhouden.

Profiterend van Reduced Droplet-oppervlak interactie aan Transport van Bioanalytes Optimaliseer in Digital Microfluidics

Digital microfluidics (DMF), a technique for manipulation of droplets, is a promising alternative for the development of &#8220;lab-on-a-chip&#8221; ...

Het algemene doel van deze procedure is om een veldde-wetting-apparaat te fabriceren dat in staat is druppels met bio-analyten zonder additieven te vervoeren. Dit wordt bereikt door eerst een geleidend substraat te coaten met kaarsroet. Het substraat zal dienen als de bodemelektrode van het apparaat.De tweede stap is om de roetlaag te beschermen door vloeibare fluoropolymeren aan te brengen. Vervolgens worden de bovenste elektroden van het apparaat vervaardigd. Verbind vervolgens de bovenste en onderste elektroden met de elektronica van het experiment.De laatste stap is om een monster tussen de elektroden te plaatsen om het apparaat te testen. Uiteindelijk laten de resultaten zien dat veldde-wettingapparaten een continue druppeloverdracht kunnen ondersteunen als reactie op elke elektrische puls gedurende minimaal 700 pulsen. De belangrijkste voordelen van deze techniek ten opzichte van bestaande methoden zoals Electrowetting zijn dat het elektrische veld niet leidt tot bevochtiging en dat er geen extra additieven nodig zijn voor druppeltransport.De implicaties van deze techniek strekken zich uit naar de ontwikkeling van een volledig geautomatiseerd lab-on-a-chip platform dat onafhankelijk is van de druppelchemie. Het demonstreren van de procedures zal door Michael Kowski en Selena worden gedaan, onderzoekers uit mijn lab. De eerste stap is om het geleidende substraat voor de grondelektrode voor te bereiden. Voor dit doel is een koperplaat in rechthoeken gesneden.De rechthoeken zijn 75 millimeter bij 43 millimeter met een dikte van 0,5 millimeter. Klaar, Een container met koper-ets om de substraten schoon te maken. Deze video zal het protocol volgen met slechts één substraat.Dompel het substraat ongeveer 30 seconden in de ets. Na het onderdompelen, herstel het substraat en was het door het onder stromend water te houden. Droog het met papier en voordat u verder gaat, plaatst u het horizontaal op een ondersteuning die toegang geeft tot de naar beneden gerichte oppervlakte.Voor deze video wordt een gemonteerde open ring gebruikt. Zorg dat u een mengsel van vloeibaar fluoropolymeer en een druppelaar voor de toepassing ervan klaar hebt. Verkrijg een paraffinekaars om het roet te leveren dat zal worden aangebracht.Steek de kaars aan en veeg de kaars onder het kopersubstraat. Houd de top van de vlam ongeveer een centimeter onder de onderkant van het substraat. Veeg de kaars 30 tot 45 seconden door.Zorg ervoor dat u het roetoppervlak niet aanraakt. Nadat het substraat met roet is bedekt, verwijdert u en blust u de kaars onmiddellijk. Gebruik een pincet om het substraat vast te pakken en draai het om de met roet bedekte kant bloot te leggen.Terwijl het nog warm is, gebruikt u een druppelaar om druppels van het vloeibare fluoropolymeer op de randen te deponeren om de verstoring van de roetlaag te lokaliseren. Zodra de druppels zijn aangebracht, kantel het substraat zodat het bijna verticaal staat. Deponeer vervolgens meer druppels en laat ze over het hele roetoppervlak rollen en zich verspreiden.Zoveel mogelijk. Ga verder door het substraat naar een heet plaatje te brengen dat op 160 graden Celsius wordt gehouden. Plaats ook in de chemische kap het substraat met de roetzijde naar boven op een heet plaatje om 15 minuten te bakken.Na 15 minuten haalt u het substraat van het hete plaatje en laat het een nacht op kamertemperatuur staan voordat u het als bodemelektrode gebruikt. Het substraat kan onbeperkt worden opgeslagen wanneer de grondelektrode klaar is voor gebruik. De volgende stap is het voorbereiden van de bovenste elektroden.Deze video gebruikt elektroden die zijn vervaardigd volgens een protocol uit de literatuur. Het ontwerp van de elektrode werd op een dun koperlaminaat afgedrukt, geëtst en gereinigd om dit punt te bereiken. Elk van de 10 elektroden is twee millimeter breed en 0,3 millimeter breed.De elektroden worden gemonteerd op een glazen plaat die 75 millimeter bij 25 millimeter is en ongeveer een millimeter dik. Breng dubbelzijdig plakband aan op een uiteinde van de plaat en vermijd het introduceren van luchtzakken. Bevestig vervolgens het laminaat zorgvuldig aan de glijbaan, zodat de elektroden dicht bij de rand zijn.Snij vervolgens een stuk per Fluor al coy-folie van ongeveer de breedte van de glijbaan. Plaats de folie over de elektroden om accidentele kortsluiting te voorkomen. Bevestig het met plakband.De elektroden kunnen nu worden gebruikt met de elektronische interface. Neem zowel de bovenste als onderste elektroden mee naar de experimentele opstelling om het veldde-wetting-apparaat te voltooien. In de experimentele opstelling is de bodemelektrode elektrisch geaard.Bovenop zijn de bovenste elektroden via een instelbare hoogte-connector verbonden met relais. Bedien het microfluïdische apparaat met een computerprogramma dat een druppel tussen aangrenzende elektroden beweegt. In dit experiment wordt de beweging van druppels in het microfluïdische apparaat gevisualiseerd.Gebruik een 24 96 vergrotingsassemblage in combinatie met een CCD-camera. Sluit een videorecorder aan op de camera met behulp van S-video. Bereid op dit punt een monster voor voor het experiment, in dit geval een C-elegantie en een mediumpipet van vier microliter druppel.Plaats de druppel op de met roet beklede bodemelektrode, zodat deze zich in het midden van de bovenste elektroden bevindt. Pas vervolgens de positie van de bovenste elektroden aan, zodat ze ongeveer 0,3 millimeter boven de druppel zijn. Met de elektronische interface en de hoogspanning aan, pas de hoogte van de bovenste elektrode aan tot de druppel begint te bewegen.Laat de elektrode de druppel niet aanraken. Zodra de druppelbeweging stabiel is, begint u met opnemen met de camera tot de druppel niet meer beweegt als reactie op vijf tot tien pulsen. Deze video toont de succesvolle overdracht van C elgan in medium tussen de elektroden van een velddueting-apparaat.Eerder werk met fluorescerend gelabeld bovien serumalbumine of BSA helpt de interactie tussen monsters en het substraat aan de linkerkant te demonstr

taking-advantage-reduced-droplet-surface-interaction-to-optimize

Research

JoVE Journal

Engineering

Techniek

Digitale Microfluidics is een techniek die gekenmerkt wordt door de manipulatie van discrete druppels (~ nL - ml) op een reeks van elektroden door de toepassing van elektrische velden. Het is goed geschikt voor het uitvoeren van een snelle, sequentiële, geminiaturiseerde geautomatiseerde biochemische assays. Hier melden wij een platform in staat is het automatiseren van een aantal proteoomanalyse processtappen.

Digitale Microfluidics voor Geautomatiseerde Proteoom verwerking

Druppel op basis van microfluïdische platforms zijn veelbelovende kandidaten voor high throughput experimenten, omdat zij in staat zijn om goedkoop te genereren picoliter, self-gecompartimenteerde schepen op kHz tarieven. Door integratie met snelle, gevoelige en een hoge resolutie fluorescentie spectroscopische methoden, kunnen de grote hoeveelheden informatie uit die in deze systemen efficiënt kunnen worden geëxtraheerd, aangewend en gebruikt.

Fluorescentie detectiemethoden voor microfluïdische druppel platforms

We hebben een geautomatiseerde celkweek en verhoor platform ontwikkeld voor micro-schaal cel stimulatie experimenten. Het platform biedt eenvoudige, veelzijdige en precieze controle in het cultiveren en stimuleren van kleine populaties van cellen en het terugwinnen van lysaten voor moleculaire analyses. Het platform is geschikt voor studies die kostbare cellen en / of reagentia.

Een veelzijdige Geautomatiseerde platform voor micro-schaal cel stimulatie Experimenten

We presenteren een discrete druppel monster introductie voor inductief gekoppeld plasma massaspectrometrie (ICPMS). Het is gebaseerd op een goedkope en wegwerpbare microfluïdische chip die sterk monodisperse druppeltjes in een groottebereik van 40-60 pm bij frequenties van 90 tot 7000 Hz.

Een Microfluïdische Chip voor ICPMS Sample Inleiding

We beschrijven een digitale eindpuntassay voor het kwantificeren van nucleïnezuren met een vereenvoudigde (analoge) uitlezing. We meten bulkfluorescentie van druppelgebaseerde digitale assays met behulp van een standaard qPCR-machine in plaats van gespecialiseerde instrumenten en bevestigen onze resultaten door middel van microscopie.

Eenvoudige Bulk uitlezing van Digital nucleïnezuur kwantificering Testen

Een microfluidic biosensor platform is ontworpen en vervaardigd met behulp van goedkope droge film fotoresist technologie voor snelle en gevoelige kwantificering van verschillende analyten. Deze eenmalig gebruik-systeem zorgt voor de elektrochemische uitlezing van enzyme-linked tests aan-chip-geïmmobiliseerd door middel van de techniek van de stop-flow.

Droge Film elektrochemische Microfluidic Biosensor fotoresist gebaseerde Platform: Apparaat Fabrication, On-chip Assay voorbereiding en werking van het systeem

Dit artikel presenteert een protocol voor het zaaien van schaarse bevolking van cellen gebruikt pipet-tips om druppel microfluidic apparaten ten behoeve van hogere efficiëntie van de inkapseling van cellen in druppeltjes.

Een pipet-Tip gebaseerde methode voor Seeding cellen Droplet Microfluidic Platforms

Elektrowetting-gebaseerde digitale microfluidic is een techniek die gebruik maakt van een spanning-gedreven verandering in de schijnbare contacthoek van een microliter-volume druppel om de manipulatie te vergemakkelijken. Door dit te combineren met gefunctionaliseerde magnetische kralen, kunnen meerdere laboratoriumeenheden worden ingebracht voor monstervoorbereiding en identificatie van ziekteverwekkers met behulp van immunosorbent Assay (ELISA) met enzymgebonden immunosorbent assay.

Elektrowetting-based Digital Microfluidics Platform for Automated Enzyme-linked Immunosorbent Assay

We beschrijven een educatieve kit waarmee gebruikers meerdere experimenten kunnen uitvoeren en praktische ervaring kunnen opdoen met digitale microfluïdica.

Een veelzijdige kit gebaseerd op digitale microfluïdische druppelbediening voor wetenschappelijk onderwijs

Water-in-olie druppels testen zijn nuttig voor analytische chemie, enzymevolutie en eencellige analyse, maar vereisen meestal microfluïdica om de druppels te vormen. Hier beschrijven we deeltjessjabloonemulgering, een microfluïdische benadering om druppeltests uit te voeren.

Deeltjessjabloonemulgering maakt microfluïdische druppeltests mogelijk

De fabricage van een dubbellaags apparaat op basis van polydimethylsiloxaan (PDMS) voor de productie van combinatorische bibliotheken in water-in-olie-emulsies (pluggen) wordt hier gepresenteerd. De benodigde hardware en software die nodig zijn om de productie van stekkers te automatiseren, worden gedetailleerd beschreven in het protocol en de productie van een kwantitatieve bibliotheek van fluorescentiestekkers wordt ook gedemonstreerd.

Dubbellaags microfluïdisch apparaat voor de productie van combinatorische pluggen

Leer hoe je een field dewetting-apparaat fabriceert voor transport van bioanalyten zonder additieven. Deze methode gebruikt kaarsroet en fluorpolymeren voor efficiënte druppelmanipulatie.

Profiterend van Reduced Droplet-oppervlak interactie aan Transport van Bioanalytes Optimaliseer in Digital Microfluidics

Meer video's verkennen