Разделение Бусы и клетки в Многоканальные Устройства микрожидкостных Использование Диэлектрофорез и ламинарного потока

Общая цель этой процедуры заключается в манипулировании клетками и шариками в микрофлюидных устройствах с помощью D-электрофореза или ДЭП с использованием печатных плат или печатных плат. Это достигается путем предварительного проектирования и подготовки электродов на печатной плате и микрофлюидных каналов. Вторым этапом процедуры является подготовка микрофлюидной сборки печатной платы, а также растворов гранул и клеток.

Третьим этапом процедуры является заполнение каналов средой с низкой проводимостью, затем загрузка шариков и ячеек. Заключительным этапом процедуры является соединение сборки печатной платы с усилителем мощности и генератором функций, а затем запуск DEP. В конечном итоге могут быть получены результаты, которые показывают разделение и манипуляции с ячейками и шариками в микрофлюидных устройствах с помощью DEP.

Как правило, люди, плохо знакомые с этим методом, будут испытывать трудности, потому что принципы ДЭП должны быть поняты пользователем, чтобы разработать эффективный электрод, который работает с микрофлюидным устройством для желаемой клетки или манипуляций с бусинами. С другой стороны, использование печатных плат в качестве электродов делает приведение в действие ячеек и шариков в микрофлюидных устройствах доступным для целого ряда научных дисциплин. Первым шагом этой процедуры является проектирование печатной платы или электродов печатной платы таким образом, чтобы они имели желаемую геометрию для генерации неоднородного электрического поля.

Когда проектирование будет завершено, закажите индивидуальные микросхемы электродов для печатных плат на коммерческом предприятии. После того, как будет доставлена изготовленная на заказ печатная плата, откройте ее и осмотрите для этой демонстрации. Печатная плата имеет длину 8,4 сантиметра и ширину 2,1 сантиметра.

Металлические электроды имеют ширину пять миллиметров. В этом примере электроды имеют две длинные металлические полосы и две поперечные области длиной 4,5 мм, где электроды переплетаются. Эти взаимодействующие области генерируют сильное неоднородное электрическое поле для создания соединения между стимулятором и электродом на печатной плате.

Поместите проволоку 16 калибра на конец электрода. Используйте горячий паяльник, чтобы удерживать провод на месте на металлической поверхности печатной платы. При этом проволока нагревается.

Прижмите припой к нагретому проводу и дайте небольшому количеству припоя стечь в провод. После того, как провод будет заполнен припоем, снимите паяльник, удерживающий провод на месте, пока припой остывает. Повторите процесс пайки для другого электрического соединения на печатной плате.

Следующим этапом является подготовка микрофлюидных каналов с желаемым рисунком ветвления. Используя стандартные методы микроизготовления, создайте мастер-форму для определения каналов с помощью кремниевой пластины и фоторезиста SU eight. Эта мастер-форма имеет один входной канал и три целевых канала.

Ширина каналов составляет 100 микрометров, а высота каналов – 27 микрометров. После создания мастер-формы смешайте полиметилэластомер LAANE или PDMS с отвердителем в соотношении 10 к одному в течение пяти минут. Залейте жидкость PDMS на сборную мастер-форму SU eight и удалите пузырьки воздуха, подвергнув жидкость PDMS воздействию вакуума в течение трех минут.

При необходимости повторите процесс вакуума, чтобы полностью удалить все пузырьки. При необходимости для удаления лишних пузырьков можно использовать поток газообразного азота. Высушите PDMS в духовке при температуре 70 градусов Цельсия в течение двух часов.

С помощью бритвенного лезвия удалите лабораторию P-D-M-S-S с микрофлюидными каналами из пластины. Будьте осторожны, чтобы не сломать пластину пространством канала вверх. Используйте пробойник для биопсии, чтобы пробить отверстия для введения жидкостей и клеток в микрофлюидное устройство. Подстригать.

Любой избыток PDMS. Осмотрите микрофлюидное устройство, чтобы убедиться, что в нем нет пыли и мусора. Используйте скотч 3M Scotch Magic для очистки PDMS.

Подвергните плазменному газу каналы PDMS и чистый номер нулевой крышки толщиной от 80 до 130 микрометров на 1,5 минуты. Снимите лабораторию PDMS и защитное стекло с плазменного очистителя в плазменной связи чашки Петри, микрофлюидные каналы PDMS на основе защитного стекла нагрейте микрофлюидную сборку защитного стекла на горячей пластине, установленной при температуре 100 градусов Цельсия, в течение не менее 15 минут. Заключительным этапом подготовки микрофлюидного устройства является размещение каналов PDMS и защитного стекла над электродами печатной платы.

Начните с нанесения примерно 10 микролитров минерального масла на печатную плату. Чтобы обеспечить плотный контакт между печатной платой и защитным покрытием, поместите узел микрофлюидного канала защитного стекла на смазанную маслом печатную плату с защитным покрытием. При контакте с маслом осторожно нажмите на микрофлюидный узел крышки, чтобы обеспечить хороший контакт и свести к минимуму пузырьки воздуха, которые могут отвлекать от визуализации клеток и шариков.

Еще одним важным этапом является приготовление смеси сред с низкой проводимостью, 8,5% сахарозы и 0,3% глюкозы по объему в деионизированной воде. Теперь микрофлюидное устройство готово к использованию с помощью пипетки, при необходимости заполните каждый микрофлюидный канал от 15 до 20 микролитров среды с низкой проводимостью. Используйте вакуумную аспирацию, чтобы удалить любые пузырьки в каналах.

Следующим этапом является введение тестовых частиц в микрофлюидное устройство. В данной демонстрации используется суспензия из 550 гранул полистирола на микролитр среды с низкой проводимостью, так как шарики могут со временем оседать, суспендировать шарики при перемешивании. Затем с помощью пипетки введите в канал 200 микролитров пенополистирольной суспензии.

Следующим этапом является подготовка электродов, подключение выхода функционального генератора к входу усилителя мощности переменного тока. Затем подключите выход усилителя к электродным проводам. Заклейте все электрические провода и поверхности установки изолентой, чтобы защитить пользователей от потенциального воздействия ударов.

Настройте генератор функций на выдачу синусоидального сигнала с частотой от одного до 1,5 мегагерц. Запустите DEP, чтобы начать сортировку ячеек и бусин в этой конфигурации. Входной канал находится справа, а три целевых канала разделяются на тройном перекрестке.

Электроды на печатной плате имеют черные полосы без ламинарного потока и без DEP. При инициировании ДЭП бусины практически неподвижны, но без потока. Шарики мигрируют к электродам печатной платы и прочь от пространства между электродами при включенном ламинарном потоке.

Но ДЭП выключен, протекающие по входным каналам шарики делятся между тремя целевыми каналами. Когда ДЭП инициируется и ламинарный поток включен, шарики приводятся в действие только в центральном канале. В следующих видеороликах микрофлюидное устройство было повернуто над электродами печатной платы, что привело к изменению ориентации каналов.

Что касается электродов на печатной плате. Входной канал, который ранее был перпендикулярен электродам печатной платы, теперь почти параллелен электродам с включенным ламинарным потоком. Но DEP от бусин поступает во все три целевых канала в равной степени.

Когда DEP инициируется, валики приближаются к точке трифуркации, и сила DEP втягивает бусины в боковой канал над электродом. Следующий набор рисунков на видео показывает смесь клеток аденокарциномы толстой кишки человека или HT 29 и флуоресцентных шариков в микрофлюидном устройстве. На этом изображении DIC открытая стрелка определяет направление ламинарного потока, а каналы обведены пунктирными линиями.

Отражающие металлические электроды можно увидеть как светлую фоновую полосу, микроскопия DIC используется для получения изображений бусин во время свечения. Интенсивность накипи. Изображения используются для того, чтобы сделать клетки более заметными.

Эта фигура является тем же изображением, что и другая фигура, за исключением того, что она отображается как изображение интенсивности шкалы свечения, поэтому должна визуализировать как клетки, так и бусины. На этом рисунке отражающие металлические электроды отображаются в виде желтых и зеленых полос. При использовании DEP шарики выходят из правого канала, как показано на изображении DIC, в то время как ячейки HT 29 выходят из центрального и левого каналов, как показано на изображении в масштабе свечения, перед началом DEP, смешанный раствор ячеек и шариков течет из одного входного канала в три отдельных целевых канала.

После индуцирования ДЭП шарики и клетки избирательно активируются в отдельные каналы. После просмотра этого видео у вас должно сложиться хорошее представление о том, с чего начать внедрение циферблатного электрофореза для манипуляций с клетками и шариками в микрофлюидных устройствах.