Микрофлюидика является мощным инструментом для разработки диагностических тестов. Тем не менее, часто требуется дорогостоящее оборудование и материалы, а также трудоемкие методы изготовления и обработки. Здесь мы подробно описываем протокол изготовления акрилового микрофлюидного устройства для магнитных иммуноанализов на основе микро- и наночастиц в недорогих и простых в использовании условиях.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Компьютерное числовое управление Микромелирование микрофлюидного акрилового устройства с поэтапным ограничением для иммуноанализа на основе магнитных наночастиц
В этой статье
Краткое содержание
Аннотация
Микрофлюидные системы значительно улучшили методы иммунологического анализа. Тем не менее, многие методы микропроизводства требуют специализированного, дорогостоящего или сложного оборудования, что делает изготовление дорогостоящим и несовместимым с массовым производством, что является одним из наиболее важных предварительных условий для проведения тестов в местах оказания медицинской помощи (POCT) в условиях ограниченных ресурсов. В данной работе описан процесс изготовления акрилового (полиметилметакрилата, ПММА) устройства для тестирования ферментативного иммунологического анализа с наночастицами с использованием метода микромоделирования с числовым программным управлением (ЧПУ). Функционирование микрофлюидного устройства показано путем выполнения иммуноанализа для обнаружения коммерческого антитела с использованием лизоцима в качестве модельного антигена, конъюгированного с магнитными наночастицами 100 нм. Это устройство интегрирует физическое ступенчатое ограничение высотой всего 5 мкм, используемое для захвата магнитных микрочастиц, которые составляют магнитную ловушку, путем размещения внешнего магнита. Таким образом, магнитной силы на иммуноподдержку конъюгированных наночастиц достаточно, чтобы захватить их и противостоять лобовому сопротивлению потока. Это микрофлюидное устройство особенно подходит для недорогого массового производства без потери точности для эффективности иммуноанализа.
Введение
В последние годы микрофлюидика играет важную роль в методах иммунологического анализа1. Технология миниатюризации имеет много выдающихся преимуществ по сравнению с традиционными иммуноанализами, таких как снижение расхода образцов и реагентов, более короткое время инкубации, эффективный обмен решениями, а также более высокая интеграция и автоматизация2.
Кроме того, микрофлюидные системы в иммуноанализах в сочетании с магнитными наночастицами в качестве иммуноподдержки значительно сокращают время инкубации, достигая высокой чувствительности обнаружения за счет увеличения отношения поверхности к....
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Протокол
1. Микромельчивание
- Поверхностное шлифование
- Включите микромельничную машину и пьезоэлектрический контроллер. Запустите соответствующее программное обеспечение управления12.
- Выберите необходимые концевые фрезы (диаметры 200 мкм и 800 мкм). Поместите их в соответствующий отсек фрезерного станка (рисунок 1).
- Вырежьте прямоугольники из ПММА толщиной 9 мм x 25 мм с помощью торцевого фрезерного долота толщиной 800 мкм. Аккуратно прикрепите один из этих прямоугольников двусторонней клейкой лентой к пьезоэлектрической платформе (рисунок 2
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Результаты
Удалось создать высоковоспроизводимый протокол изготовления, который улучшает разрешение обычной техники микромосячения. Используя этот протокол, достигается изготовление канала высотой до 5 мкм, который работает как поэтапное ограничение в канале высотой 200 мкм. Простая конструкция ступенчатого ограничения захватывает микрочастицы железа диаметром 7,5 мкм, которые при уплотнении в микроканале позволяют создавать магнитную ловушку при приближении внешнего магнита к устройству. Это устройство позволяет проводить иммуноан.......
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Обсуждение
Акриловое микрофлюидное устройство для иммуноанализа с использованием наночастиц в качестве иммуноподдержки было изготовлено с использованием метода микромельчивания. Метод прямого изготовления на подложке имеет то преимущество, что позволяет избежать использования мастер-формы, а также времени и затрат, которые это подразумевает. Тем не менее, он ограничен быстрым прототипированием и крупномасштабным производством устройств.
Здесь мы использовали ранее сообщенную дополнительную пьезоэлектриче.......
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Раскрытие информации
У авторов нет конфликта интересов для раскрытия.
Благодарности
Эта работа была поддержана компанией Conacyt, Мексика, в рамках гранта, 312231 "Programa de Apoyos para Actividades Científicas, Tecnológicas y de Innovación", а также AMEXCID и Министерством иностранных дел Мексики (SRE) в рамках гранта "Prueba serológica rápida, barata y de alta sensibilidad para SARS-CoV-2". JAHO благодарит Conacyt Mexico за стипендию PhD.
....Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Материалы
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| 0.008 Концевая фреза | KYOCERA SGS | 2204 | 2FL 0.008x1/8x0.12x1-1/12 |
| 0.032 Концевая фреза | KYOCERA SGS | 2228 | 2FL 0,032x1/8x0,48x1-1/12 |
| Микрочастицы карбонильного железа | Sigma-Aldrich | 44890 | 7 μ М |
| Хлороформ | Fermont | 6201 | Опасность для здоровья: Умеренная Воспламеняемость: Нет Реакционная способность: Нет Опасность контакта: Умеренная |
| CMOS-камера Moment | Teledyne Фотометрический | сенсор Технология: CMOS Квантовая эффективность: 73% Размер пикселя: 4,5 &; м х 4,5 и микро; m Поддерживаемые интерфейсы: USB 3.2 Gen 2 | |
| Программное обеспечение Dr Engrave | Roland DGA Corporation | Программное обеспечение для гравировки для проектирования и создания траектории гравировки на поверхности | |
| Экстракционный колпак | Неизвестный | Неизвестный | |
| Гибкая пластиковая трубка | Tygon | AAD04103 | ID = 0,020, OD = 0,060 |
| Флуоресцентный микросопе | ZEISS | Axio Vert.A1 | |
| Высокоточная игла для дозирования | Loctite | 98612 | |
| Самодельный пьезоэлектрический контроллер приложение | LabView | Более подробную информацию см. в ссылке 12. | |
| Loctite 495 мгновенный клей | Henkel | 49503 | Наносить с помощью наконечника микропипетки или дозирующей иглы |
| MagJET Разделительный стеллаж | термонаучный | 12 x 1,5 мл | |
| Механический пресс | Самодельный | ||
| фрезерный станок | Roland | MDX-50 | |
| Пьезоэлектрическая платформа | Самодельный | Смотрите артикул 12 | |
| Полиметилметакрилат - Лист - ПММА, Акрил | Гудфеллоу | ME303018/1 | Толщина: 1,3 мм, Прозрачность: Прозрачный/Прозрачный |
| PVCamTest программное обеспечение | Teledyne Photometrics | Version 3.10.107 | Программное обеспечение для получения изображений |
| Стерео микроскоп | Nikon | SMZ 7457 | |
| SuperMag Карбоксиловые шарики | Ocean NanoTech | KSC0100 | 100 нм |
| Шприцевой насос | kd Scientific | KDS200 | Может вместить до двух шприцев |
| Ванночка Utrasonic | Branson | 2800 | |
| VPanel программное обеспечение | ОС Windows | версии 1.0.3.0 | Программное обеспечение для управления микрофрезерным станком |
Ссылки
- Ng, A. H. C., Uddayasankar, U., Wheeler, A. R. Immunoassays in microfluidic systems. Analytical and Bioanalytical Chemistry. 397 (3), 991-1007 (2010).
- Berlanda, S. F., Breitfeld, M., Dietsche, C. L., Dittrich, P. S. Recent advances in microfluidic technology for bioanalysi....
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Перепечатки и разрешения
