Sistemas de laboratório-em-um-gota reação permitem a implementação versátil de reações complexas em uma escala de microfluidic. Uma plataforma de acionamento automatizado que consiste de uma matriz 3 x 3 das bobinas electromagnéticas foi desenvolvida e utilizado com sucesso para mesclar dois 10 µ l de microreactors e, assim, iniciar uma reação enzimática em mármores do líquido resultantes.
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Artigo de método
Aquosas gotículas usadas como Microreactors enzimática e sua atuação eletromagnética
Neste artigo
Resumo
Resumo
Para o sucesso da implementação de sistemas de reação microfluídicos, tais como a PCR e eletroforese, o movimento de pequenos volumes de líquidos é essencial. No convencionais laboratório-em-um-microplaqueta-plataformas, solventes e amostras são passadas através de canais microfluídicos definidos com instalações de controle de fluxo complexo. A plataforma de atuação da gota aqui apresentada é uma alternativa promissora. Com isso, é possível mover uma gota de líquido (Microrreator) sobre uma superfície plana de uma plataforma de reação (laboratório-em-um-gota). A atuação do microreactors na superfície hidrofóbica da plataforma baseia-se na utilização de forças magnéticas, atuando na camada exterior das gotas de líquido, que é feita de uma fina camada de partículas de magnetita superhydrophobic. A superfície hidrofóbica da plataforma é necessária para evitar qualquer contacto entre o núcleo líquido e a superfície para permitir um movimento suave do Microrreator. Na plataforma, um ou mais microreactors com volumes de 10 µ l pode ser posicionados e mudou-se simultaneamente. A plataforma em si consiste de uma matriz 3 x 3 de bobinas elétricas de duplas que acomodar os núcleos de ferro ou de neodímio. Os gradientes de campo magnético são controlados automaticamente. Pela variação dos gradientes de campo magnético, casca de hidrofóbicos magnético do microreactors pode ser manipulada automaticamente para mover o Microrreator ou abra o shell de forma reversível. Reações de substratos e enzimas correspondentes podem ser iniciadas por fusão a microreactors ou trazê-los em contacto com a superfície catalizadores imobilizados.
Introdução
Aplicações técnicas com micro reações são predominantemente realizadas em fichas microchannel predefinidos. Estes sistemas são amplamente estabelecidos e exaustivamente descritos na literatura (inter alia 1,2,3). Em 2011, o volume de negócios de microfluidic tecnologias mundiais totalizou 6,2 bilhões euro 4. Em contraste, o uso de compartimentos livremente móvel reator micro era anteriormente apenas examinado e publicado de forma limitada. O método mais comum para mover aquosas micro gotículas é electrowetting 5. Outros métodos ....
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Protocolo
1. Hydrophobization de nanopartículas magnéticas
- para a síntese de partículas magnéticas hidrofóbicas, adicionar 0,85 g FeCl 3 hexa-hidratado (3.14 mmol) e 0,30 g de FeCl 2 Tetra (1.51 mmol) de 200 mL solução de etanol/água (4:1 v/v).
- a esta mistura, adicione 0,20 mL 1H, 1H, 2 H, 2H-Perfluorooctyltriethoxysilane (PFOTES) (5,23 mmol) com agitação vigorosa por um agitador magnético (500 rpm). Realizar a síntese em uma atmosfera de gás inerte (N 2) usando um balão de fundo redondo com uma rolha para evitar a oxidação secundária das partículas de magnetita.
- Ajustar a gota de solução inteligente com uma soluçã....
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Resultados
As partículas de casca têm um diâmetro de cerca de 640 nm. As nanopartículas magnetizáveis colocadas entre esta partículas de casca de fluorosilane têm diâmetros em uma faixa entre 22 nm e 37 nm. Um Microrreator de 5 µ l com água como um núcleo líquido tinha um ângulo de contato de em torno de 160°.
A força necessária para mover um Microrreator de 10 µ l como descrito acima é 1,34 ± 0,08 µN. a Figura 1
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Discussão
Para o uso bem sucedido de microfluidic tecnologias, é importante mudar o volume de reação correspondente às exigências da síntese biotecnológica e análises. A plataforma de atuação aqui apresentada, torna possível mover microfluidic gotículas por força magnética. O movimento pode ser realizado livremente em duas dimensões sobre uma superfície plana de uma plataforma de reação colocando-se a gota de líquido com um escudo magnético superhydrophobic. Assim, um sistema alternativo para canais microfluídicos predefinidos com.......
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Divulgações
Os autores não têm nada para divulgar.
Agradecimentos
Os autores gostaria de reconhecer a DFG pelo apoio.
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Materiais
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| Impressora 3D | FelixPrinters | Pro1 | |
| 10-acetil-3,7-dihidroxifenoxazina (Amplex Red) | Life Technologies | A12222 | |
| Hidróxido de amônio | TU-KL | 1072 | |
| Software CAD | Siemens | Soled edge | |
| Medidor de ângulo de contato | Dataphysics | OCA 20 | |
| Cilindro ímã | Webcraft GmbH | S-04-13-N | https://www.supermagnete.de/stabmagnete-neodym-rund/stabmagnet-durchmesser-4mm-hoehe-12.5mm-neodym-n42-vernickelt_S-04-13-N |
| Fosfato dipotássico | Bernd Kraft | 7758-11 | |
| Forno de secagem | Aglutinante | FD 115 | |
| Etanol | Sigma-Aldrich | 68-17-5 | |
| FeCl2 tetrahidrato | TU-KL | 1625 | |
| FeCl3 hexahidratado | TU-KL | 1622 | |
| Sonda de fluorescência | PerkinElmer | LS 55 | |
| Peroxidase de rábano | Carl Roth | 9003-99-0 | |
| Peróxido de hidrogênio | Th.Geyer GmbH & Co | 7722-84-1 | |
| Fosfato monopotássico | Bernd Kraft | 7778-77-0 | |
| Elemento Peltier | Conrad | ||
| Perfluoroctiltrietoxissilano | Sigma-Aldrich | 51851-37-7 | |
| Microscópio Eletrônico de Varredura | FEI | Helios NanoLab 650 Ímã | |
| Webcraft GmbH | Q-40-20-10-N | ||
| Máquina de enrolamento | IWT GmbH | FW122 |
Referências
- Squires, T., Quake, S. Microfluidics: Fluid physics at the nanoliter scale. Rev. Mod. Phys. 77 (3), 977-1026 (2005).
- Song, H., Chen, D. L., Ismagilov, R. F. Reactions in Droplets in Microfluidic Channels. Angew Chem Int Ed Engl. 45 (44), 7336-7356 (2006).
- Erickson, D., Li, D. Integrated microfluidic devices. Anal. Chim. Acta. 507....
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Reimpressões e permissões
