Method Article

Plataforma microfluídico com multiplexada detecção electrónica do Ordenamento do Rastreamento de Partículas

DOI:

10.3791/55311

⸱

March 13th, 2017

 ,  , 
1School of Electrical and Computer Engineering, Georgia Institute of Technology, 2Institute of Electronics and Nanotechnology, Georgia Institute of Technology, 3Petit Institute for Bioengineering and Biosciences, Georgia Institute of Technology

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Nós demonstramos uma plataforma de microfluidos com uma rede de eléctrodo de superfície integrada que combina a detecção de impulsos resistiva (RPS) com acesso múltiplo por divisão de código (CDMA), para multiplexar detecção e dimensionamento de partículas em vários canais de microfluidos.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

processamento de microfluidos de amostras biológicas normalmente envolve manipulações diferenciais de partículas suspensas sob vários campos de força, a fim de fracionar espacialmente a amostra com base em uma propriedade biológica de interesse. Para a distribuição espacial resultante para ser utilizado como a leitura de ensaio, dispositivos microfluidicos são muitas vezes sujeitas a análise microscópica requerendo instrumentação complexa com maior custo e portabilidade reduzida. Para resolver esta limitação, temos desenvolvido uma tecnologia de detecção electrónico integrado para a detecção de partículas multiplexado em locais diferentes num chip de microfluidos. A nossa tecnologia, chamada CÓDIGOS microfluídicos, combina pulso resistiva Sensing com Code Division Multiple Access para comprimir 2D informação espacial em um sinal elétrico 1D. Neste artigo, apresentamos uma demonstração prática da tecnologia CÓDIGOS microfluídicos para detectar e tamanho células cancerosas cultivadas distribuído por vários canais microfluídicos. Comovalidado pela microscopia de alta velocidade, a tecnologia pode analisar com precisão todas as populações de células densas electronicamente, sem a necessidade de um instrumento externo. Como tal, os códigos microfluídicos pode potencialmente permitir que dispositivos de baixo custo integrados lab-on-a-chip que estão bem adaptados para os testes point-of-care de amostras biológicas.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

A detecção precisa e análise de partículas biológicas tais como células, bactérias ou vírus em suspensão no líquido é de grande interesse para uma série de aplicações de 1, 2, 3. Bem combinado em tamanho, dispositivos microfluídicos oferecem vantagens únicas para este fim, como de alta sensibilidade, a manipulação da amostra gentil e microambiente bem controlados 4, 5, 6, 7. Além disso, os dispositivos de microfluidos podem ser concebidos para empr....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. Projeto de Eletrodos de Codificação

Nota: A Figura 1a mostra a estrutura 3-D dos eléctrodos micropatterned.

  1. Desenhar um conjunto de quatro códigos de ouro de 7 bits para codificar os canais microfluídicos 23.
    1. Construir dois de feedback shift-registos lineares (LFSRs), cada um representando um polinômio primitivo.
    2. Use as LFSRs para gerar um par preferido de m -sequences 7-bit.
    3. Ciclicamente deslocar o par preferido de m -sequences e adicioná-los na modificação 2 para gerar quatro códigos de Ouro distintas.
  2. Criar o layout....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Um dispositivo CÓDIGOS Microfluidic consistindo de quatro sensores distribuídos ao longo de quatro canais de microfluidos é mostrado na Figura 1b. Neste sistema, a secção transversal de cada um dos canais de microfluidos foi concebido para ser próximo do tamanho de uma célula de modo a que (1) várias células não podem passar através dos eléctrodos em paralelo e (2) as células permanecem perto dos eléctrodos aumentando a sensibilidade . Cada sensor está concebido para ger.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Vários sensores de pulso resistivas foram previamente incorporados em chips microfluídicos 28, 29, 30, 31, 32. Nestes sistemas, sensores de pulso resistivas ou não foram multiplexados 28, 29, 30, 31 ou eles necessários sensores indi.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Os autores não têm nada a divulgar.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Este trabalho foi apoiado pelo National Science Foundation Award No. ECCS 1610995. Os autores gostariam de agradecer ao Instituto de Eletrônica e Nanotecnologia e à equipe do Instituto Parker H. Petit de Bioengenharia e Biociência por seu apoio no uso de instalações compartilhadas. Os autores também gostariam de agradecer a Chia-Heng Chu por sua ajuda na preparação do manuscrito.

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
98% de ácido sulfúrico     BDH ChemicalsBDH3074-3.8LP
30% Peróxido de Hidrogênio   Produtos químicos BDHBDH7690-3
TriclorossilanoAldrich Química235725-100G
NR9-1500PY Fotorresistente negativoFuruttex
Resist Desenvolvedor RD6Furuttex
AcetonaBDH ChemicalsBDH1101-4LP
SU-8 2015 Fotorresistente negativoMicrochemSU8-2015
SU-8 DesenvolvedorMicrochemY010200
Polidimetilsiloxano (PDMS)Dow Corning3097358-1004Sylgard 184 Kit de Elastômero
de Silicone Álcool IsopropílicoBDH Produtos QuímicosBDH1133-4LP
RPMI 1640Corning Cellgro10-040-CV
Soro Bovino Fetal (FBS)Seradigm1500-050
Penicilina-estreptomicinaAmrescoK952-100ML
Solução salina tamponada com fosfato (PBS)Corning Cellgro21-040-CM
PHD 22/2000 Bomba de seringaAparelho Harvard70-2001
Amplificador de bloqueio HF2LI ZurichInstrument
HF2TA Amplificador de correnteZurich Instrument
Eclipse Microscópio Ti-UNikon Corporation
DS-Fi2 Câmera Colorida de Alta Definição Placa
v7.3
National Instruments781050-01
BNC-2120National Instruments777960-01 
Sistema de Tratamento de Plasma PX-250Nordson MARCH 
de Aquisição de Dados Phantom PCIe-6361 da Câmera de Alta Velocidade Nikon Corporation  Bloco de Conectores Blindados

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. De Roy, K., Clement, L., Thas, O., Wang, Y., Boon, N. Flow cytometry for fast microbial community fingerprinting. Water Res. 46 (3), 907-919 (2012).
  2. Vives-Rego, J., Lebaron, P., Nebe-von Caron, G. Current and future applications of flow cytometry in aquatic microbiology. FEM....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Microfluidic CODESResistive Pulse SensingCode Division Multiple AccessParticle DetectionMicrofluidic ChannelsCell SizingLab on a ChipPoint of Care TestingElectronic SensingSpatial Tracking

Related Articles