Name: Métodos de detecção de fluorescência para as plataformas de gotículas microfluídicos (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2011-12-10T14:00:00.000+00:00
Duration: 14 min 16 s
Description: Aprenda métodos de detecção de fluorescência para plataformas microfluídicas de gotículas. Esta técnica permite análise de alta vazão com alta sensibilidade para aplicações em biologia e química.

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

Os autores gostariam de agradecer o apoio dos conselhos de investigação e seguintes subsídios: EPSRC, HFSP, National Research Foundation da Coreia (Grant Número R11-2009-044-1002-0K20904000004-09A050000410).

<ol><li>Whitesides, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+origins+and+the+future+of+microfluidics%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">The origins and the future of microfluidics.</a> Nature. 442, 368-368 (2006).</li>
<li>Zheng, B., Angew, I. smagilov, F, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Microfluidic+Approach+for+Screening+Submicroliter+Volumes+against+Multiple+Reagents+by+Using+Preformed+Arrays+of+Nanoliter+Plugs+in+a+Three-Phase+Liquid%2FLiquid%2FGas+Flow%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Int.+Ed%22%5BJournal%5D)">A Microfluidic Approach for Screening Submicroliter Volumes against Multiple Reagents by Using Preformed Arrays of Nanoliter Plugs in a Three-Phase Liquid/Liquid/Gas Flow.</a> Chem. Int. Ed. 44, 2520-2520 (2005).</li>
<li>Huebner, A., Sharma, S., Srisa-Art, M., Hollfelder, F., Edel, J. B., Demello, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microdroplets%3A+A+sea+of+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+on+a+Chip%22%5BJournal%5D)">Microdroplets: A sea of applications.</a> Lab on a Chip. 8, 1244-1244 (2008).</li>
<li>deMello, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Control+and+detection+of+chemical+reactions+in+microfluidic+systems%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Control and detection of chemical reactions in microfluidic systems.</a> Nature. 442, 394-394 (2006).</li>
<li>Thorsen, T., Roberts, R. W., Arnold, F. H., Quake, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamic+pattern+formation+in+a+vesicle-generating+microfluidic+device%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+Lett%22%5BJournal%5D)">Dynamic pattern formation in a vesicle-generating microfluidic device.</a> Phys. Rev. Lett. 86, 4163-4163 (2001).</li>
<li>Anna, S. L., Bontoux, N., Stone, H. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Formation+of+dispersions+using+%22flow+focusing%22+in+microchannels%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Phys.+Lett%22%5BJournal%5D)">Formation of dispersions using "flow focusing" in microchannels.</a> Appl. Phys. Lett. 82, 364-364 (2003).</li>
<li>Casadevall i Solvas, X., Srisa-Art, M., deMello, A. J., Edel, B. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mapping+of+Fluidic+Mixing+in+Microdroplets+with+1+%CE%BCs+Time+Resolution+Using+Fluorescence+Lifetime+Imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Anal.+Chem%22%5BJournal%5D)">Mapping of Fluidic Mixing in Microdroplets with 1 μs Time Resolution Using Fluorescence Lifetime Imaging.</a> Anal. Chem. 82, 3950-3950 (2010).</li>
<li>Robinson, T. A., Schaerli, Y., Wootton, R., Hollfelder, F., Dunsby, C., Baldwin, G., Neil, M., French, P., deMello, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Removal+of+background+signals+from+fluorescence+thermometry+measurements+in+PDMS+microchannels+using+fluorescence+lifetime+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Lab.+Chip%22%5BJournal%5D)">Removal of background signals from fluorescence thermometry measurements in PDMS microchannels using fluorescence lifetime imaging.</a> Lab. Chip. 9, 3437-3441 (2009).</li>
<li>Huebner, A., Srisa-Art, M., Holt, D., Abell, C., Hollfelder, F., deMello, A. J., Edel, J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+detection+of+protein+expression+in+single+cells+using+droplet+microfluidics%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Commun%22%5BJournal%5D)">Quantitative detection of protein expression in single cells using droplet microfluidics.</a> Chem. Commun. 1218, (2007).</li>
<li>Edel, J. B., Eid, J. S., Meller, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Accurate+single+molecule+FRET+efficiency+determination+for+surface+immobilized+DNA+using+maximum+likelihood+calculated+lifetimes%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+Chem.+B%22%5BJournal%5D)">Accurate single molecule FRET efficiency determination for surface immobilized DNA using maximum likelihood calculated lifetimes.</a> J. Phys. Chem. B. 73, 2986-2990 (2007).</li>
</ol>

Não há conflitos de interesse declarados.

Nós descrevemos a fabricação de um dispositivo micro, uma instalação experimental e protocolos associados para a formação microdroplet e encapsulamento de reagentes e de detecção óptica das gotículas processado. Os dois exemplos selecionados (a detecção de células individuais em gotas eo mapeamento de processos de mistura no interior de gotículas de fluxo) representam aplicações comuns que estão sendo investigados com a microfluídica gota. Como os experimentos apresentados ilustram, a utilização de plataformas de gotículas microfluídicos apresentar certas características atraentes, como alta taxa de transferência, quase-perfeito confinamento, alta reprodutibilidade ... A grande quantidade de informação produzida e os de alta velocidade em que a informação está sendo gerada, no entanto, requerem o uso de métodos de detecção rápida com resolução espaço-temporal alta se o proveito é para ser adquirida com essas plataformas miniaturizados. Neste caso, demonstrar que este épossível, utilizando alta precisão fluorescentes técnicas espectroscópicas. Em particular, a técnica de detecção FLIM (que faz uso de um laser pulsado com períodos de repetição tão curto como alguns ns) revela a capacidade de obter informações muito rápido a partir de gotículas de fluir rapidamente (cerca de 200 por segundo). Neste caso, a resolução temporal de eventos detectados foi tão baixa quanto 1 mS. Em termos de limites no tamanho de gota e concentração, o uso de lentes de maior abertura numérica e lasers maior poder seria facilmente permitir a detecção de concentrações nM dentro de gotículas tão pequenas como 5 mm (as limitações no tamanho da gota sendo impostas pelas resoluções da fotolitografia processo de fabricação e do estágio de posicionamento submicron). Gotículas microfluídicos são candidatos ideais para realizar experimentação em larga escala envolvendo pequenas quantidades de reagentes, para baixo para um único alvo / evento. Limitações atuais da tecnologia envolvem a dificuldade de gerar droplets de uma grande variedade (dezenas ou centenas) de diferentes fontes de uma forma de alto rendimento. Além disso, a dificuldade para atacar e manipular cada única gota gerada impõe severas limitações para a aplicabilidade prática destas técnicas. Portanto, estas questões estão no centro dos esforços de investigação importantes destinadas a desenvolver as soluções tecnológicas necessárias que permitirão plataformas gota microfluídicos para tornar-se um método padrão de referência de pesquisa e análise em aplicações de alto rendimento.

<table border="1"><tbody><tr><td> Nome do reagente </td><td> Tipo </td><td> Companhia </td><td> Número de catálogo </td></tr><tr><td> Fluoresceína isotiocianato-5 (FITC) </td><td> Reagente </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> F3651 </td></tr><tr><td> Estreptavidina-Alexa Fluor 488 </td><td> Reagente </td><td> Sondas moleculares </td><td> S11223 </td></tr><tr><td> Perfluorodecalin </td><td> Reagente </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> P9900 </td></tr><tr><td> 1H, 1H, 2H, 2H-perfluorooctanol </td><td> Reagente </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 370533 </td></tr><tr><td> Sylgard 184 kit elastômero de silicone </td><td> Reagente </td><td> Premier Farnell UK LTD </td><td> 1673921 </td></tr><tr><td> auramina-O </td><td> Reagente </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 861030 </td></tr><tr><td> 485 nm pulso de laser de diodo </td><td> Equipamento </td><td> PicoQuant </td><td> LDH-PC-485 </td></tr><tr><td> TCSPC cartão </td><td> Equipamento </td><td> PicoQuant </td><td> TimeHarp 100 </td></tr><tr><td> dichroic espelho </td><td> Equipamento </td><td> Chroma Technology Corp </td><td> z488rdc, </td></tr><tr><td> Objetiva do microscópio </td><td> Equipamento </td><td> Olimpo </td><td> UPLSAPO 60XW </td></tr><tr><td> Avalanche fotodiodo </td><td> Equipamento </td><td> AQR-141, EG &amp; G, Perkin-Elmer). </td><td> AQR-141 </td></tr><tr><td> DMEM </td><td> Reagente </td><td> Invitrogen </td><td> ABCD1234 </td></tr><tr><td> SYTO9 </td><td> Reagente </td><td> Invitrogen </td><td> S34854 </td></tr><tr><td> Iodeto de propídio </td><td> Reagente </td><td> Invitrogen </td><td> P3566 </td></tr><tr><td> Escherichia coli estirpe top 10 </td><td> Células </td><td> Invitrogen </td><td> C4040-10 </td></tr></tbody></table>

métodos de detecção de fluorescência para as plataformas de gotículas microfluídicos

Fluorescence detection methods for microfluidic droplet platforms

O desenvolvimento de plataformas microfluídicos para a realização de química e biologia tem sido em grande parte, impulsionado por uma série de benefícios potenciais que acompanham a miniaturização do sistema. As vantagens incluem a capacidade de processar eficientemente a nano-femoto litros volumes de amostra, a integração fácil de componentes funcionais, uma predisposição intrínseca para a grande escala de multiplexação, throughput analítica avançada, melhor controle e redução pegadas instrumental 1. Nos últimos anos, muito interesse tem-se concentrado no desenvolvimento de gota-based (ou fluxo segmentado) sistemas microfluídicos e seu potencial como plataformas em alto rendimento experimentação. 2-4 Aqui água em óleo emulsões são feitas para formam espontaneamente em canais microfluídicos como resultado de instabilidades capilares entre as duas fases imiscíveis. Importante, microgotas de volumes definidos com precisão e composições podem ser gerados em freqüênciasde vários kHz. Além disso, através do encapsulamento de reagentes de interesse dentro compartimentos isolados separados por uma fase contínua imiscíveis, tanto de amostra cross-talk e de dispersão (difusão e Taylor-based) podem ser eliminados, o que leva a um mínimo a contaminação cruzada ea capacidade de tempo de processos analíticos com grande precisão. Além disso, já que não há contato entre o conteúdo das gotículas e as paredes do canal (que são molhadas pela fase contínua) absorção e perda de reagentes nas paredes do canal é impedida. Uma vez que as gotas deste tipo têm sido geradas e processadas, é necessário para extrair as informações necessárias analítica. Neste contexto, o método de detecção de escolha deve ser rápida, proporcionar alta sensibilidade e limites de detecção baixos, ser aplicável a uma gama de espécies molecular, ser não-destrutiva e ser capaz de ser integrado com dispositivos microfluídicos de uma forma fácil. Para atender a essa necessidade que temos desenvolvido comouite de ferramentas experimentais e protocolos que permitem a extração de grandes quantidades de informação fotofísicas de pequeno volume ambientes, e são aplicáveis ​​à análise de uma ampla gama de parâmetros físicos, químicos e biológicos. Aqui dois exemplos desses métodos são apresentados e aplicados para a detecção de células individuais eo mapeamento de processos de mistura dentro picoliter volume-gotas. Nós relatamos todo o processo experimental, incluindo fabricação de chips microfluídicos, a configuração óptica eo processo de geração de gotas e detecção.

Gota plataformas baseadas microfluídicos são candidatos promissores para a experimentação de alto rendimento, uma vez que são capazes de gerar picolitros, auto-compartimentada vasos barata a taxas kHz. Através da integração com rápido, sensível e de alta resolução de fluorescência métodos espectroscópicos, a grande quantidade de informações geradas nesses sistemas podem ser eficientemente extraído, aproveitada e utilizada.

Métodos de detecção de fluorescência para as plataformas de gotículas microfluídicos

O desenvolvimento de plataformas microfluídicas para a realização de química e biologia tem sido impulsionado, em grande parte, por uma série de benefícios potenciais que ...

Olá, eu sou Jersey. Oi, meu nome é Shabi e somos ambos pesquisadores pós-doutorais no Imperial College de Londres, trabalhando com o Professor Andrew Di Melo e o Dr. Josh Del em plataformas microfluídicas de gotículas. As plataformas microfluídicas baseadas em gotículas são candidatas promissoras para experimentação de alto rendimento, pois podem ser geradas com volumes muito bem definidos e precisos, e suas frequências de geração podem atingir vários quilohertz.Além disso, como a região de interesse pode ser encapsulada em compartimentos tão pequenos quanto alguns litros, tanto a interferência cruzada quanto a dispersão podem ser eliminadas, e os processos analíticos podem ser cronometrados com maior precisão. Em nosso grupo, já implementamos com sucesso plataformas de microgotas em diversas aplicações. Por exemplo, reação em cadeia da polimerase, síntese de nanopartículas e o ensaio de célula molecular única.As grandes quantidades de informações geradas nesses sistemas devem ser extraídas, aproveitadas e utilizadas de forma eficiente. Nesse sentido, o método de detecção escolhido deve ser adequado, oferecer alta sensibilidade e baixos limites de detecção, ser aplicável a uma variedade de espécies moleculares, ser não destrutivo e poder ser integrado com dispositivos microfluídicos de maneira simples. Para atender a essa necessidade, desenvolvemos um conjunto de ferramentas e protocolos experimentais que permitem a extração de grandes quantidades de informações físicas de ambientes de pequeno volume, e que são aplicáveis à análise de uma ampla gama de fenômenos físicos, químicos e biológicos.Neste protocolo, apresentaremos dois métodos aplicados à detecção de células individuais e ao mapeamento de processos de mistura no Dropbox. Os chips microfluídicos são tradicionalmente fabricados em poli-dimetil-siloxano (PDMS) utilizando métodos de fotolitografia. Este processo deve ser realizado em uma instalação de sala limpa para obter canais microfluídicos Spinco, SU 8 50 sobre uma plaqueta de silício, com pré-assamento em placa aquecida a 65 e 95 graus para evaporar o solvente e densificar a película; após o resfriamento, expor a resistência SU 8 à radiação UV sob a máscara apropriada e, em seguida, assar a plaqueta a 65 e 95 graus após o resfriamento.Desenvolva as áreas não expostas utilizando a solução reveladora apropriada sob agitação. Enxágue a pastilha com solvente EC fresco e, em seguida, seque-a sob fluxo de gás para gerar uma superfície limpa. Trate a pastilha com lavagens de hexano e metanol.Além disso, para concluir o processo de fabricação do molde mestre, evapore um agente de fixação sobre a superfície em um dessecador por 40 minutos. Para formar substratos microfluídicos estruturados, misturamos o S guard 1 8 4 numa proporção de 10 para 1 de resina e agente de reticulação e aplicamos essa mistura sobre o molde mestre. Dessupere este no dessecador e cure o dispositivo a 65 graus.Corte o PDMS curado e retire-o do molde. Crie orifícios de acesso para tubos fluidos usando um furador de biópsia. Cure outra camada de PDMS por 20 minutos a 65 graus.Coloque a camada superior preparada sobre a camada inferior e cure durante a noite a 65 graus. Retire as pastilhas do recipiente de Petri e pique-as. Uma vez que as pastilhas tenham sido fabricadas, elas estão prontas para serem utilizadas mediante infusão das soluções de interesse.Encha as seringas com as soluções necessárias, garantindo que não permaneçam bolhas de ar em nenhuma parte das tubulações. Para a geração de gotículas, são utilizadas duas fases. A fase dispersa aquosa contém os reagentes de interesse.A fase oleosa atua como a fase contínua, adaptando tubos com o mesmo diâmetro interno das pontas das agulhas das seringas a uma das extremidades, montando as seringas em uma bomba de seringa e definindo a taxa de fluxo de infusão desejada. Para cada fase, recomenda-se uma razão mínima de fluxo oleoso/aquoso de um para evitar a molhagem do PDMS pela fase aquosa, o que resultaria em formação instável de gotículas. Conecte as outras extremidades dos tubos diretamente aos orifícios perfurados no substrato de PDMS.Para soluções mais complexas, também podem ser implementadas sílica, portas capilares ou conectores. Conecte a porta de saída do chip ao tubo e direcione-o para um coletor para descarte ou processamento adicional de análise. Uma vez montado esse sistema, existem duas configurações principais de microcanais para gerar gotas: foco de fluxo ou formato de junção em T, resultantes das forças cisalhantes que surgem ao usar essas geometrias para unir os dois fluidos admissíveis e das respectivas interações capilares que se desenvolvem na interface.Uma gota de oh dispersa gera espontaneamente gotículas tão pequenas quanto algumas femtolitros. Uma vez que as gotículas são geradas, elas podem ser analisadas usando uma configuração óptica. O sistema óptico é configurado de acordo com o seguinte protocolo.Utilize um microscópio confocal com capacidade automatizada de posicionamento em escala submicrométrica e um laser operando em um comprimento de onda que corresponda à absorção dos fluoróforos envolvidos. Para excitá-los, use um laser de pulso operando em taxas de repetição de várias megahertz para imageamento de tempo de vida fluorescente. Experimentos de flegm utilizam espelhos de direcionamento de feixe e óptica para controlar a altura do feixe, bem como a direção do feixe.Utilize um espelho dicróico para refletir o feixe a laser na lente objetiva. Se dois lasers forem usados simultaneamente, pode-se instalar um espelho dicróico de banda dupla. Para permitir a reflexão dos dois feixes a laser, utilize uma objetiva de microscópio com alta abertura numérica corrigida para infinito (NA) para focalizar com precisão a luz a laser dentro de um canal microfluídico.Colete a fluorescência emitida pela amostra dentro do canal microfluídico, utilizando o mesmo objetivo de alta abertura numérica (NA) e transmitida através do mesmo espelho dicromático. Remova qualquer luz de excitação residual utilizando um filtro de emissão de banda simples ou dupla. Foque a emissão de fluorescência em um orifício de 75 micrômetros.Usando uma lente plano-convexa. Posicione o orifício de agulha no plano confocal da objetiva do microscópio. Utilize outro espelho dicróico para dividir o sinal fluorescente em dois detectores.Filtre a fluorescência refletida pelo espelho dicromático com um filtro de emissão e foque-a com uma lente plano-convexa no primeiro detector. Para experimentos que envolvem um fluoróforo vermelho secundário, filtre a fluorescência transmitida pelo espelho dicromático com outro filtro de emissão e, em seguida, foque-a com outra lente plano-convexa no segundo detector. Utilize fotodiodos de avalanche para a detecção de fótons de fluorescência.Para a aquisição de dados de fluorescência, acople o sinal eletrônico do detector de fotodiodo de avalanche a um dispositivo multifuncional de aquisição de dados (DAQ) para registro de dados operando em um computador pessoal. Para experimentos com fleuma, utilize um laser de pulso e conecte os detectores a uma placa TCS PC (contagem de fótons únicos com correlação temporal) operando em um computador separado. Esta placa permite obter os dados de tempo de vida fluorescente.Utilizando uma metodologia TCS PC. Cada fóton fluorescente detectado é correlacionado a um pulso a laser incidente e, portanto, a cada fóton fluorescente emitido é atribuído um tempo de atraso. Esses dados podem ser ajustados a uma curva de decaimento exponencial simples ou múltipla para obter uma estimativa da taxa radiativa dos fluoróforos.Agora sabemos que as células são altamente heterogêneas sob as perspectivas biológica, física e química. Portanto, idealmente, deveríamos analisar cada célula de cada vez. No entanto, os ensaios devem ser realizados com maior produtividade para que possamos coletar informações quantitativas suficientes para chegar a uma conclusão confiável e significativa.Aqui temos um exemplo de encapsulação de células de E. coli em uma única gota, de modo que possa ser realizada. Utilize a linhagem de E. coli top 10 cultivada durante a noite. Para detectar a viabilidade das células, use citono nove e iodeto de propídio.Os dois corantes são corantes intercalantes de DNA e sua intensidade de fluorescência aumenta mais de 20 vezes. Ao ligar-se ao DNA, a citocina é um corante fluorescente verde que é permeável à membrana, e o iodeto de propídio é um corante fluorescente vermelho, que é impermeável à membrana.Assim, as células vivas fluorescem em verde, enquanto as células mortas exibem emissões verde e vermelha. Aqui podemos observar a geração de gotículas e a encapsulação individual de uma célula com uma junção em T. Este vídeo foi gravado com uma câmera de alta velocidade, mas as gotículas podem ser geradas a uma taxa de milhares por segundo.Ao encapsular células, é necessário garantir que o cultivo celular seja diluído de modo que haja menos células do que gotículas geradas, e que as células sejam impedidas de sedimentar, o que pode ocorrer na seringa ou nos tubos. Utilize um agitador magnético dentro da seringa para manter as células uniformemente distribuídas na solução. Use tubos muito finos, de 50 micrômetros, para conectar a seringa ao microchip.Isso garante uma taxa de fluxo rápida no interior do tubo e, portanto, impede a sedimentação das células. Abaixo seguem exemplos típicos de contagens de fótons em função do tempo para experimentos com base em células. Para mapear os processos de mistura dentro de gotículas.Gotas podem ser geradas usando dois fluoroforos diferentes com tempos de vida distintos. Dentro de uma gota em fluxo, um campo de escoamento é gerado, o qual eventualmente mistura as duas soluções originalmente separadas, potencializando o processo de mistura. A simetria do campo de escoamento pode ser alterada mediante o uso de canais sinuosos.Para investigar as gotículas, foque o volume do sonda óptica na metade da altura de um microcanal ao longo do qual as gotículas estão fluindo, começando de um lado do canal, e realize cada experimento ao longo de toda a largura do canal. Em intervalos de um micrômetro. Implemente um algoritmo para diferenciar as rajadas únicas associadas às gotículas ao ruído de fundo da fase oleosa e para determinar a duração de cada rajada.Implemente um segundo algoritmo para extrair os valores de tempo de atraso e intensidade ao longo do comprimento de cada gotícula na largura específica onde o experimento foi realizado. Em seguida, utilize um algoritmo de estimador de máxima verossimilhança (MLE) para avaliar o tempo de vida de fluorescência de cada gotícula no experimento. A média dos valores de tempo de vida de todas as gotículas no experimento reduz o erro final do cálculo do MLE.Quanto mais gotículas forem analisadas, menor será o erro após a obtenção de uma trajetória de tempo de vida. Para cada largura, combine todas as trajetórias em um mapa 2D. Como cada valor de tempo de vida está associado a uma mistura particular dos dois florocromos, pode-se assim obter um mapa de concentração ou de mistura.Descrevemos a fabricação de um dispositivo microfluídico e a montagem experimental, juntamente com os protocolos associados para a formação de microgotas, encapsulamento em regiões específicas e detecção óptica do processo e das gotas. Os dois exemplos selecionados — a detecção de células individuais em gotas e o mapeamento dos processos de mistura — representam aplicações comuns atualmente investigadas na microfluídica de gotas.Como os experimentos apresentados ilustram, o uso de plataformas de microfluídica de gotas apresenta certas características atrativas, como alto rendimento, confinamento perfeito e maior reprodutibilidade. A grande quantidade de informações produzidas e a alta velocidade com que essas informações são geradas exigem o uso de métodos de detecção rápidos com a mais alta resolução espacial e temporal, caso se deseje obter o máximo proveito dessas plataformas miniaturizadas.Neste caso, demonstramos que isso é possível utilizando técnicas espectroscópicas fluoretadas altamente precisas.

fluorescence-detection-methods-for-microfluidic-droplet-platforms

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Bioengenharia

Neste artigo vamos descrever como obtemos FRET traços de moléculas individuais de DNA imobilizado em uma superfície usando um microscópio de varredura confocal automatizado.

Sistema automatizado para medições única molécula de fluorescência de Superfície-imobilizada Biomoléculas

Um sem lente no chip plataforma de microscopia fluorescente é demonstrado que pode objetos de imagem fluorescente através de uma ultra-wide campo de visão de, por exemplo,&gt; 0,6-8 cm2 com &lt;4μm resolução usando uma amostra de compressão baseada algoritmo de decodificação. Como um compacto e de campo amplo modalidade de imagem fluorescente on-chip poderia ser valioso para high-throughput citometria, raro de célula de pesquisa e análise de microarray.

Microscopia fluorescente sem lente em um Chip

Apresentamos uma nova técnica para medir a difusão lateral de uma espécie tensoativa na interface fluido-fluido, mesclando uma monocamada de gotículas em uma monocamada plana.

Recuperação de fluorescência após a fusão uma gota de medir a difusão bidimensional de um Phospholipid Monolayer

A detecção de fluorescência multicolorida em microfluídica de gotículas normalmente envolve sistemas de detecção baseados em microscópio de epifluorescência volumosos e complexos. Aqui descrevemos um esquema de detecção multicolorido compacto e modular que utiliza uma matriz de fibras ópticas para codificar temporariamente dados multicoloridos coletados por um único fotodetector.

Multicolor detecção de fluorescência para Gota microfluídica Utilizando Fibras Ópticas

Este trabalho apresenta um método simples e visual para detectar polimorfismos multi-nucleotídeos em uma plataforma de manipulação gota pneumático. Com o método proposto, toda a experiência, incluindo gota de manipulação e de detecção de polimorfismos de vários nucleótidos, pode ser realizada próximo de 23 ° C, sem o auxílio de instrumentos avançados.

A detecção visual Colorimétrico de polimorfismos multi-nucleótidos em uma plataforma de manipulação pneumático gota

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.

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

Microfluido digital à base de eletrowetting é uma técnica que utiliza uma mudança impulsionada por tensão no ângulo de contato aparente de uma gotícula de volume de microlitros para facilitar sua manipulação. Combinar isso com contas magnéticas funcionais permite a integração de múltiplas operações de unidades laboratoriais para preparação e identificação de patógenos usando Oensaio Imunosorbent ligado à enzima (ELISA).

Plataforma de Microfluidos Digitais baseada em eletrowetting para ensaio imunosorbent automatizado ligado à enzima

O objetivo geral do protocolo é preparar mais de um milhão de gotículas femtoliter ordenadas, uniformes, estáveis e biocompatíveis em um substrato planar de 1 cm2 que pode ser usado para síntese proteica sem células.

Uma matriz de gotícula femtoliter para síntese de proteínas massivamente paralelas de moléculas de DNA único

O protocolo descreve uma plataforma microfluídica avançada para medir quantitativamente a dinâmica da secreção de citocinas de células mononucleares individuais do sangue periférico humano. A plataforma mede até três citocinas em paralelo (IL-6, TNFα e IL-1β) para cada célula individual estimulada com lipopolissacarídeo como exemplo.

Abordagem microfluídica para resolver a secreção simultânea e sequencial de citocinas de células polifuncionais individuais 

Um fluxo de trabalho microfluídico acessível e de código aberto é apresentado para a análise paralelizada da retenção de plasmídeo em bactérias. Ao empregar microscopia de fluorescência para quantificar a presença de plasmídeo em microcolônias de célula única dentro de microgotículas de gel, este método fornece uma alternativa precisa, acessível e escalável à contagem tradicional de placas.

Análise de estabilidade de plasmídeo com microfluídica de gotículas de código aberto

Esse protocolo apresenta um fluxo padrão de triagem de alta produtividade para microrganismos industriais. Envolve construir uma biblioteca mutante via mutagênese ARTP, realizar triagem positiva de gotículas com microfluídica automatizada e, posteriormente, verificar os resultados. A confiabilidade do fluxo de trabalho foi validada por meio de triagem de cepas de B. coagulans de alto rendimento.

Triagem de alto rendimento de mutantes Bacillus coagulans , hiperprodutora de ácido l-lático, utilizando uma plataforma microfluídica automatizada de gotículas

Aprenda métodos de detecção de fluorescência para plataformas microfluídicas de gotículas. Esta técnica permite análise de alta vazão com alta sensibilidade para aplicações em biologia e química.

Métodos de detecção de fluorescência para as plataformas de gotículas microfluídicos

Explorar mais vídeos