Picoinjection von Mikrofluidik-Tropfen ohne Metall-Elektroden

Zusammenfassung

Wir haben eine Technik für picoinjecting Mikrofluidik-Tropfen, die Metallelektroden nicht auskommt. Als solche Vorrichtungen, die unsere Technik sind einfacher herzustellen und zu verwenden.

Zusammenfassung

Bestehende Verfahren zur picoinjecting Reagenzien in mikrofluidischen Tropfen erfordern in der mikrofluidischen Chip integrierten Metallelektroden. Die Integration dieser Elektroden fügt umständliche und fehleranfällige Schritte zum Komponenten-Herstellungsverfahren. Wir haben eine Technik entwickelt, die die Anforderungen für die Metallelektroden während picoinjection vermeidet entwickelt. Stattdessen wird die Injektionsflüssigkeit selbst als Elektrode, da die meisten biologischen Reagenzien enthalten gelöste Elektrolyte und leitend sind. Durch die Beseitigung der Elektroden reduzieren wir Gerät Herstellungszeit und Komplexität, und machen die Geräte robuster. Zusätzlich zu unserem Ansatz hängt die Einspritzvolumen auf, das mit dem picoinjection Lösung angelegt wird; dies ermöglicht es, die durch die Modulation der angelegten Spannung injizierte Volumen schnell einzustellen. Wir zeigen, dass unser Verfahren mit Reagenzien wie gemeinsame biologische Verbindungen, einschließlich Puffer, Enzyme und Nukleinsäuren kompatibel.

Einleitung

In tröpfchenbasierte Mikrofluidik, Mikrometermaßstab sind Wassertröpfchen als "Reagenzglas" für biologische Reaktionen verwendet. Der Vorteil für die Durchführung von Reaktionen in den winzigen Tröpfchen ist, dass jeder Tropfen verwendet nur wenige pl von Reagenz und mit Mikrofluidik, können die Tropfen geformt und bei ¹ Kilohertz Raten verarbeitet werden. Durch Kombination dieser Eigenschaften können Millionen von Reaktionen mit einzelnen Zellen, Nukleinsäuremoleküle oder Verbindungen, die in wenigen Minuten mit ul Gesamtmaterials durchgeführt werden.

Tropfen für Anwendungen wie diese verwenden, sind Techniken für das Hinzufüg....

Protokoll

1. Aufbau Geräte Maße und Topologien Basierend auf experimentellen Anforderungen Computer Aided Design (CAD) Software

Hinweis: Wählen Emulsion Kanaldurchmesser kleiner als die der kugelförmigen Tropfen. Dies zwingt die Tröpfchen in eine zylindrische oder "Wurst"-Form und eine effektivere picoinjection. Für unsere Zwecke, haben wir 30 x 30 um Kanäle für Tröpfchen, 50 um im Durchmesser waren.

1. Modell picoinjection Stelle (n), nachdem die von Abate et al. ³ mit der Ausnahme, daß die Kanäle für den Metallelektroden entfernt werden, da sie unnötig sind beschrieben.
2. Kanäle hinzufügen, die als Faraday Moat....

Ergebnisse

Mikroskopische Aufnahmen am picoinjection Website zeigen werden, dass die Elektrifizierung der picoinjection Flüssigkeit ist genug, um Injektion (Abbildung 2) auslösen. Das Injektionsvolumen kann durch Modulieren der Amplitude der angelegten Spannung, mit höheren Spannungen ermöglicht eine höhere Einspritzvolumina gesteuert werden. Zeichnen wir das Injektionsvolumen gegenüber dem Betrag der angelegten Spannung für drei repräsentative Molaritäten von Injektionsflüssigkeit in (Fig. 3). Um.......

Diskussion

Die Beziehung zwischen Einspritzmenge und der angelegten Spannung ist abhängig von vielen Faktoren, einschließlich Geräteabmessungen, die Länge der Rohrleitung trägt die picoinjection Fluid zu der Vorrichtung, Molarität picoinjection Flüssigkeit und die Geschwindigkeit der Tröpfchen, wie sie passieren sie Injektors. Aus diesem Grund empfehlen wir, dass die Volumen / Spannungsbeziehung vor jedem Lauf picoinjection durch Messung Injektionsvolumina an den Rändern der Arbeitsbereiche der Spannung und Molarität charakterisie.......

Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien

Name	Unternehmen	Katalognummer	Kommentare
1 ml Luer-Lok™ Spritzen	BD Medical	309628
LocTite UV-härtender Klebstoff	Henkel	35241
PE-2 Schlauch	Scientific Commodities	BB31695-PE/2
Novec HFE-7500	3M	98-0212-2928-5
NaCl	Sigma Aldrich	S9888
1,5 ml Zentrifugenröhrchen	Eppendorf	22363531
BD Falcon 15 ml Tube	BD Biosciences	352097
Luftdruckregelpumpe	Control Air Inc.		Wir empfehlen eine Spritzenpumpe unter der Kontrolle von Datenerfassung und Steuerungssoftware
	New Era		Muss in der Lage sein, 1-ml-Spritzen zu halten und mit einer Geschwindigkeit von nur 100 μ zu fließen; l/h
HV-Verstärker			Muss in der Lage sein, Signale zwischen 0,01 und 10 V 1.000x zu verstärken
Plasmabonder/-reiniger	Harrick Plasma
3" Siliziumwafer	Sigma Aldrich	647535
PDMS	Dow Corning		Sylgard 184 mit Härter sollte enthalten
SU-8 Fotolack	MicroChem		Die Viskosität hängt von den Abmessungen des Geräts ab

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