The protocol for fabrication and operation of field dewetting devices (Field-DW) is described, as well as the preliminary studies of the effects of electric fields on droplet contents.
Digital microfluidics (DMF), a technique for manipulation of droplets, is a promising alternative for the development of “lab-on-a-chip” platforms. Often, droplet motion relies on the wetting of a surface, directly associated with the application of an electric field; surface interactions, however, make motion dependent on droplet contents, limiting the breadth of applications of the technique.
Some alternatives have been presented to minimize this dependence. However, they rely on the addition of extra chemical species to the droplet or its surroundings, which could potentially interact with droplet moieties. Addressing this challenge, our group recently developed Field-DW devices to allow the transport of cells and proteins in DMF, without extra additives.
Here, the protocol for device fabrication and operation is provided, including the electronic interface for motion control. We also continue the studies with the devices, showing that multicellular, relatively large, model organisms can also be transported, arguably unaffected by the electric fields required for device operation.
तरल पदार्थ के साथ काम है कि उपकरणों के miniaturization "प्रयोगशाला पर एक चिप" प्लेटफार्मों के विकास के लिए सबसे ज्यादा महत्वपूर्ण है. इस दिशा में, पिछले दो दशकों के आवेदनों की एक किस्म के साथ, microfluidics के क्षेत्र में एक महत्वपूर्ण प्रगति हुई है. 1-5 संलग्न चैनल (चैनल microfluidics) में तरल पदार्थ के परिवहन के साथ विषम, DMF इलेक्ट्रोड की सरणियों पर बूंदों manipulates. इस तकनीक की सबसे आकर्षक गुण से एक तरल पदार्थ के परिवहन के लिए चल भागों का अभाव है, और गति तुरन्त विद्युत संकेतों को बंद करने से रोक दिया है.
हालांकि, छोटी बूंद गति एक सार्वभौमिक "प्रयोगशाला पर एक चिप" मंच के लिए निश्चित रूप से एक अवांछनीय विशेषता, छोटी बूंद सामग्री पर निर्भर है. प्रोटीन और अन्य analytes युक्त बूंदों unmovable बनने डिवाइस सतहों से चिपके रहते हैं. बेशक, इस DMF अनुप्रयोगों के दायरे को व्यापक बनाने के लिए प्रमुख सीमा रहा है, 6-8अवांछित सतह दूषण को कम करने के लिए विकल्प संभावित छोटी बूंद सामग्री को प्रभावित कर सकता है जो छोटी बूंद या उसके आसपास, अतिरिक्त रासायनिक प्रजातियों के अलावा शामिल है.
इससे पहले, हमारे समूह अतिरिक्त योजक (फील्ड-DW के उपकरणों) के बिना, DMF में कोशिकाओं और प्रोटीन के परिवहन की अनुमति के लिए एक उपकरण विकसित किया है. 9 यह छोटी बूंद रोलिंग के पक्ष में एक युक्ति है कि ज्यामिति के साथ मोमबत्ती कालिख, 10 के आधार पर एक सतह के संयोजन के द्वारा प्राप्त किया गया था और आगे छोटी बूंद-सतह बातचीत घटते, छोटी बूंद पर एक उर्ध्व बल की ओर जाता है. इस दृष्टिकोण में, छोटी बूंद गति सतह गीला के साथ संबद्ध नहीं है. 11
नीचे वर्णित विस्तृत विधि का लक्ष्य अतिरिक्त additives के बिना प्रोटीन, कोशिकाओं, और पूरे जीवों युक्त बूंदों ले जाने में सक्षम एक DMF डिवाइस, उपज है. फील्ड-DW के उपकरणों छोटी बूंद दवा की दुकान का काफी हद तक स्वतंत्र रूप से काम पूरी तरह से नियंत्रित प्लेटफार्मों के लिए मार्ग प्रशस्तRY.
यहाँ, हम भी उपस्थित सिमुलेशन डिवाइस संचालन के लिए आवश्यक उच्च वोल्टेज के बावजूद, दिखा रहा है कि छोटी बूंद भर में वोल्टेज ड्रॉप छोटी बूंद के अंदर bioanalytes पर नगण्य प्रभाव का संकेत है, लागू वोल्टेज का एक छोटा सा अंश है. वास्तव में, Caenorhabditis एलिगेंस (सी एलिगेंस), जीव विज्ञान में अध्ययन की एक किस्म के लिए इस्तेमाल एक निमेटोड के साथ प्रारंभिक परीक्षण, voltages लागू कर रहे हैं के रूप में कीड़े अबाधित तैर बताते हैं कि.
प्रोटोकॉल का सबसे महत्वपूर्ण कदम सीधे बूंदों बढ़ने में सफलता के साथ जुड़े कालिख परत का संरक्षण है. कालिख की परत (उपरोक्त विधि 1) मेटलाइजिंग निर्माण सफलता की 100% के करीब की अनुमति देता है. हालांकि, अधिकतम आ?…
The authors have nothing to disclose.
हम सी के साथ सहायता के लिए वित्तीय सहायता के लिए Lindback फाउंडेशन, और डॉ अलेक्जेंडर Sidorenko और उपयोगी विचार विमर्श और तकनीकी सहायता के लिए Elza चू, और प्रोफेसर रॉबर्ट स्मिथ धन्यवाद एलिगेंस assays के.
Name of Material/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
Paraffin candle | Any paraffin candle | ||
Sputtering system | Denton Vacuum, Moorestown, NJ | Sputter coater Desk V HP equipped with an Au target. | |
1-dodecanethiol | Sigma-Aldrich | 471364 | |
Teflon | Dupont | AF-1600 | |
Fluorinert FC-40 | Sigma-Aldrich | F9755 | Fluorinated liquid: Prepare Teflon-AF resin in Fluorinert FC-40, 1:100 (w/w), to create the hydrophobic coating. |
Graphic design software -Adobe Illustrator | Adobe Systems | Other softwares might be used as well. | |
Copper laminate | Dupont | LF9110 | |
Laser Printer | Xerox | Phaser 6360 or similar | Check for the compatibility with "rich black" or "registration black" (see text). |
Copper Etchant | Transene | CE-100 | |
Perfluoroalkoxy (PFA) film | McMaster-Carr | 84955K22 | |
Breadboard | Allied Electronics | 70012450 or similar | Large enough to allow the assemble of 10 drivers. |
Universal circuit board | Allied Electronics | 70219535 or similar | |
Connector | Allied Electronics | 5145154-8 or similar | |
Control board and control program (LabView software) | National Instruments | NI-6229 or similar | |
High-voltage amplifier | Trek | PZD700 | |
Resistor R 27 kΩ, 1/4 W | Allied | 2964762 | |
Capacitors C and C1, 100 nF, 60 V | Allied | 8817183 | |
Transistor T, NPN | Allied | 9350289 | |
Diode D, 1N4007 | Allied | 2660007 | |
Relay | Allied | 8862527 | |
Visualization system | Edmund Optics | VZM 200i or similar | System magnification 24X- 96X. It is combined with a Hitachi KP-D20B 1/2 in CCD Color Camera. |
Recorder | Sony | GV-D1000 NTSC or similar | It is connected to the camera by an S-video cable. |
Simulations | COMSOL Multiphysics | V. 4.4 |