Desenvolvemos uma técnica para picoinjecting gotas de microfluidos que não necessitam de eléctrodos metálicos. Como tal, os dispositivos que incorporem a nossa técnica é mais simples de fabricar e de utilizar.
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Artigo de método
Picoinjection de Microfluidic Drops sem metal Eletrodos
Neste artigo
Resumo
Resumo
Métodos para picoinjecting reagentes em gotas microfluídicos existentes requerem eletrodos metálicos integrados ao chip microfluídico. A integração destes eletrodos acrescenta passos pesados e propensos a erros no processo de fabricação do dispositivo. Desenvolvemos uma técnica que elimina a necessidade de eléctrodos metálicos durante picoinjection. Em vez disso, ele usa o próprio fluido de injeção como um eletrodo, uma vez que a maioria dos reagentes biológicos contêm eletrólitos dissolvidos e são condutores. Ao eliminar os eletrodos, que reduzem o tempo de fabricação de dispositivos e complexidade, e tornar os dispositivos mais robustos. Além disso, com a nossa abordagem, o volume de injecção depende da tensão aplicada à solução picoinjection; isso permite ajustar rapidamente o volume injectado por modulação da voltagem aplicada. Nós demonstramos que a nossa técnica é compatível com os reagentes que incorporam compostos biológicos comuns, incluindo tampões, enzimas e ácidos nucleicos.
Introdução
Em microfluídica baseada em gotículas, gotículas aquosas escala mícron são usados como "tubos de ensaio" para reações biológicas. A vantagem para a realização de reacções nas gotículas é que cada gota usa somente um poucos pl de reagente e, com a microfluidos, as gotas podem ser formadas e processadas em taxas kilohertz 1. Em conjunto, estas propriedades permitem que milhões de reacções com células individuais, moléculas de ácidos nucleicos, ou compostos a serem realizadas numa questão de minutos, com ul de material total.
Para usar gotas para aplicações como estas, são necessárias técnicas para a adição de volumes controlado....
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Protocolo
1. Projeto do dispositivo Dimensões e Topologias Baseado Experimental necessidades usando Computer Aided Design (CAD) Software
Nota: Selecção diâmetros dos canais de emulsão mais pequenas do que as das gotículas esféricas. Isso força as gotículas para um cilíndrico ou "salsicha" forma e permite picoinjection mais eficaz. Para os nossos propósitos, nós projetamos 30 x 30 mm canais de gotículas que eram de 50 m de diâmetro.
- Local picoinjection Modelo (s) depois de os descritos por Abate et al. 3 com a excepção de que os canais para os eléctrodos de metal são removidas, como eles são desnecessários.
- A....
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Resultados
As imagens microscópicas feita no local picoinjection mostram que a electrificação do fluido picoinjection é suficiente para desencadear a injecção (Figura 2). O volume injectado pode ser controlada por meio da modulação da amplitude da voltagem aplicada, com tensões mais elevadas que permitam a volumes de injecção mais elevadas. Marcamos o volume de injecção contra a magnitude da voltagem aplicada durante três molaridades representativos de fluido de injecção na (Figura 3). Para demons.......
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Discussão
A relação entre o volume de injecção e a tensão aplicada dependem de muitos factores, incluindo as dimensões do dispositivo, o comprimento do tubo que transporta o fluido picoinjection para o dispositivo, a molaridade de fluido picoinjection, e a velocidade das gotas, quando passam eles injector. Por este motivo, recomendamos que a relação de volume / tensão ser caracterizado antes de cada execução de picoinjection medindo volumes de injecção nas bordas das faixas de trabalho da tensão e molaridade. Além disso, com tens.......
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Divulgações
Nós não entendemos completamente mecanismo físico exato por trás da relação entre a tensão aplicada eo volume de injeção observado em nossos experimentos. Os interesses do laboratório e áreas relevantes do conhecimento não são bem adequados para a prossecução desta pergunta persistente. Nós encorajamos aqueles com mais física e perspicácia de engenharia para explorar este fenômeno.
Agradecimentos
Este trabalho foi apoiado pelo Departamento de Bioengenharia e Ciências Terapêuticas da UCSF, o instituto de Califórnia para Quantitativos Biociências (QB3), eo Bridging the Gap Prêmio da Fundação Rogers Família.
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Materiais
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| Seringas Luer-Lok™ de 1 ml | BD Medical | 309628 | |
| LocTite Adesivo curado por UV | Tubulação Henkel | 35241 | |
| PE-2 | Scientific Commodities | BB31695-PE/2 | |
| Novec HFE-7500 | 3M | 98-0212-2928-5 | |
| NaCl | Sigma Aldrich | S9888 | |
| Tubos | de centrífuga de 1,5 mlEppendorf | 22363531 | |
| BD Falcon Tubo de 15 ml | BD Biosciences | 352097 | |
| Bomba de controle de pressão de ar | Control Air Inc. | Recomendamos um sob o controle do DAQ e do software de controle | |
| Bombas de seringa | New Era | Deve ser capaz de conter seringas de 1 ml e fluir a taxas tão baixas quanto 100 μ l/hr | |
| HV-amplfier | Deve ser capaz de amplificação de 1.000x de sinais entre 0,01 e 10 V | ||
| Bonder/limpador de plasma | Harrick Plasma | ||
| 3" wafers de silício | Sigma Aldrich | 647535 | |
| PDMS | Dow Corning | Sylgard 184 com agente de cura deve ser incluído | |
| SU-8 fotorresistente | MicroChem | A viscocidade depende das dimensões do dispositivo |
Referências
- Kritikou, E. It's cheaper in the Picolab. Nat. Rev. Genet. 6 (9), (2005).
- Ahn, K., Agresti, J., Chong, H., Marquez, M., Weitz, D. A. Electrocoalescence of drops synchronized by size-dependent flow in microfluidic channels. Appl. Phys. Lett. 88 (26), (2006). ....
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Reimpressões e permissões
