Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

Engineering

الاستفادة من انخفاض التفاعل الرذاذ على سطح لتحسين نقل Bioanalytes في علم الموائع الدقيق الرقمي

doi: 10.3791/52091 Published: November 10, 2014

Introduction

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

التصغير من الأجهزة التي تعمل مع السوائل له أهمية قصوى لتطوير منصات "مختبر على رقاقة". في هذا الاتجاه، وقد شهدت خلال العقدين الماضيين تقدما كبيرا في مجال على microfluidics، مع مجموعة متنوعة من التطبيقات. 1-5 المتناقضة مع نقل السوائل في القنوات المغلقة (قناة على microfluidics)، DMF تعالج قطرات على صفائف من الأقطاب الكهربائية. واحدة من مزايا أكثر جاذبية من هذه التقنية هو عدم وجود أجزاء متحركة لنقل السوائل، وتوقف الحركة على الفور عن طريق إيقاف الإشارات الكهربائية.

ومع ذلك، حركة قطرات تعتمد على محتويات قطرة، وبالتأكيد خاصية غير مرغوب فيها للمنصة العالمية "مختبر على رقاقة". قطرات تحتوي على البروتينات والتحاليل الأخرى تلتصق بالأسطح الجهاز، تصبح غير قابلة للنقل. يمكن القول، وقد كان هذا هو القيد الرئيسي لتوسيع نطاق التطبيقات DMF، 6-8وتشمل بدائل للحد من تلوث سطح غير المرغوب فيها إضافة الأنواع الكيميائية اضافية لالحبرية أو المناطق المحيطة بها، والتي من المحتمل أن تؤثر على محتوى الحبرية.

سابقا، وضعت مجموعتنا جهاز للسماح بنقل الخلايا والبروتينات في DMF، من دون إضافات زائدة (الأجهزة الميدانية DW) (9). وقد تحقق ذلك من خلال الجمع بين سطح استنادا السخام شمعة، 10 مع هندسة الجهاز الذي تفضل قطرة المتداول ويؤدي إلى قوة صاعدة على الحبرية، مما خفض التفاعل قطيرة أرض. في هذا النهج، لا يرتبط قطرة الحركة مع ترطيب السطح. 11

الهدف من أسلوب مفصل موضح أدناه هو إنتاج جهاز DMF قادرة على نقل قطرات تحتوي على البروتينات والخلايا والكائنات كلها، من دون إضافات زائدة. الأجهزة الميدانية DW تمهد الطريق لمنصات تسيطر بشكل كامل العمل بشكل مستقل إلى حد كبير من قطرات الكيميائيراي.

هنا، ونحن أيضا محاكاة الحالية تظهر أنه على الرغم من ارتفاع الجهد المطلوب لتشغيل الجهاز، وانخفاض الجهد عبر الحبرية هو جزء صغير من الجهد تطبيقها، مشيرا إلى آثار ضئيلة على bioanalytes داخل الحبرية. في الواقع، اختبارات أولية مع انواع معينة ايليجانس (C. ايليجانس)، والدودة الخيطية تستخدم لمجموعة متنوعة من الدراسات في علم الأحياء، وتبين أن الديدان تسبح دون عائق كما يتم تطبيقها الفولتية.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

ملاحظة: في الإجراءات الموضحة أدناه، يجب دائما أن يتبع إرشادات السلامة في المختبرات. أهمية خاصة هو السلامة عند التعامل مع الجهد العالي (> 500 V) ومناولة المواد الكيميائية.

1. طلاء من الركيزة التوصيلية مع شمعة السخام

  1. قطع معدن النحاس في مستطيل (75 × 43 مم، 0.5 مم). تنظيف كل الركيزة النحاس عن طريق الغمر في النحاس منمش لمدة 30 ثانية، ويغسل بماء الصنبور لمدة 20 ثانية، وجافة مع ورقة.
    ملاحظة: في حالة استخدام أسلوب 1 أدناه، تغيير أبعاد 75 × 25 ملم لتناسب الجهاز.
  2. اكتساح شمعة البارافين مضاءة تحت الركيزة النحاس لمدة 30-45 ثانية، إلى الحصول على السناج طلاء موحد تقريبا (حوالي 40 ميكرون سميكة). تبقى الركيزة في ~ 1 سم داخل اللهب. لا تلمس سطح السخام الهش.

2. حماية طبقة السخام مع طلاء

ملاحظة: طبقة السناج هشة جداويجب أن تكون مغلفة للحماية. واقترح بديلين بسيطة (أساليب 1 و 2 أدناه) هنا، ولكن بروتوكولات أكثر قوة حاليا قيد التطوير.

  1. طريقة 1
    1. تحميل العينة إلى المبخر المعدن أو نظام الاخرق. في أعقاب الإجراءات العملية للنظام، بإخلاء القاعة، وبدء ترسيب الذهب تسيطر على طبقة السناج (150-200 نانومتر). ترك الجهاز يبرد إلى درجة حرارة الغرفة.
    2. تراجع معطف الركيزة المعدنى في حل 1-dodecanethiol (1٪ ت / ت، في 95٪ من الإيثانول، ACS / USP الصف)، لمدة 10 دقيقة داخل غطاء الكيميائية. بعد ذلك، عقد الجهاز في زاوية قريبة من 60 درجة، وغسل بلطف السطح مع عدة قطرات من الايثانول فقط. السماح للأجهزة الجافة، بين عشية وضحاها.
  2. طريقة 2
    1. في غطاء الكيميائية، مباشرة بعد طلاء الركيزة مع السخام وبينما لا تزال الركيزة الدافئة من لهب شمعة، إيداع بعض قطرات من السائل المفلورة على جانب واحد منالركيزة، والركيزة يميل إلى زاوية قريبة من 90 درجة. إيداع المزيد من قطرات، والسماح لهم لفة على سطح السخام بأكمله.
      ملاحظة: عندما تسقط قطرة على الفور، وسوف تغسل السخام بعيدا عن تلك المنطقة. دعونا قطرات من انتشار السائل المفلورة قدر الإمكان.
    2. خبز الركيزة على طبق ساخن (160 درجة مئوية لمدة 15 دقيقة) داخل غطاء الكيميائية.
    3. دعونا الركيزة الجلوس بين عشية وضحاها في درجة حرارة الغرفة قبل الاستخدام. تخزين أجل غير مسمى.

3. تلفيق الأعلى أقطاب (مقتبس من عبد الجواد وآخرون. 12)

  1. رسم الأقطاب باستخدام برنامج تصميم الرسوم البيانية. كل قطب هو 2 مم طويل، 0.3 مم، والفجوة بين الأقطاب هو 0.3 ملم. الهوة بين الاتصالات (لتستقر في الموصل، انظر أدناه) هو 2.3 مم (الشكل 1).
  2. تقليم مرنة النحاس صفح (35 ميكرون سميكة) في شكل خادم الحرمين الشريفين (3.87 X 7.5 بوصة). استخدام أحجام أخرى طو متوافقة مع الطابعة. تحميل صفح في علبة التغذية اليدوية للطابعة ملونة.
  3. تأكد من استخدام "أسود غني"، أو "تسجيل الأسود"، عند الطباعة على ورقة النحاس (انظر عبد الجواد وآخرون. 12 لمزيد من التفاصيل) للسماح للطبقة كثيفة من الحبر الأسود على الركيزة النحاس، وحماية نمط المطبوعة أثناء الحفر . السماح للطبع الركيزة جافة تماما، بين عشية وضحاها.
  4. داخل غطاء الكيميائية، الاحماء (40 درجة مئوية) كوب مع 50 مل من النحاس منمش. تراجع صفح المطبوعة في الكأس، ويهز برفق في المحلول لمدة 10 دقيقة. الوقت الحفر يعتمد على حل النحاس منمش. كل بضع دقائق، والتحقق من التآكل ومعرفة ما إذا كان هذا النمط غير سليمة.
  5. تغسل بعناية صفح مع المياه، وإزالة الطلاء مع الأسيتون والإيثانول في غطاء الكيميائية. يغسل مرة أخرى، وتجف بلطف صفح مع منشفة ورقية.
  6. إرفاق بعناية صفح مع الأقطاب إلى غلاالشريحة ق ق (75 × 25 مم، ~ 1 مم)، وذلك باستخدام الشريط مزدوجة من جانب. تجنب جيوب هوائية.
  7. إرفاق فيلم perfluoroalkoxy PFA لالأقطاب باستخدام الشريط. هذا يساعد على منع الاتصال العرضي من الأقطاب مع الحبرية، الامر الذي يسيء الى أعلى الأقطاب بسبب ماس كهربائى.

4. واجهة الإلكترونية (الدوائر في الشكل 2)

  1. جندى التبديلات والمكثفات C إلى لوحة الدوائر العالمي.
  2. تجميع ما تبقى من 10 السائقين التتابع على اللوح لحام للدوائر الإلكترونية.
  3. سلك مدخلات كل سائق التتابع لقناة في لوحة التحكم.
  4. المفاجئة بعناية قصوى الأقطاب في الموصل (الشكل 3). سلك انتاج كل سائق التتابع في القطب العلوي، كما هو مبين في الشكل. نلاحظ أن هناك اتصال موصل على الارض بين زوج من الأسلاك من التبديلات، للحد من الضوضاء الكهربائية.
    ملاحظة: الرابط يجلس على منصة قابلة للتعديل للسيطرة رانه المسافة (0،1-0،5 مم) بين أعلى وأسفل (السخام المطلي) الركيزة.
  5. استخدام برنامج للسيطرة على توقيت الجهد العالي (HV) تطبيق (حوالي 0.8 ثانية) إلى 4 أقطاب كهربائية في نفس الوقت، وتحويل 1 القطب في اتجاه الحركة (أي 0.8 ثانية، وتحفيز 1234، ثم 2345، 3456، الخ .، 0.8 ثانية لكل مجموعة، ثم إلى الوراء، والتحركات قطرة حتى في الاتجاه المعاكس أيضا).

5. التصور قطرة والمناولة

  1. لتسجيل قطرة الحركة، واستخدام نظام التصور، الذي يتكون من 24X - 96X التكبير التجمع جنبا إلى جنب مع كاميرا CCD. قم بتوصيل مسجل الفيديو إلى الكاميرا باستخدام S-فيديو.
  2. ماصة قطرات 4 ميكرولتر تحتوي على C. ايليجانس في وسائل الإعلام على الجزء السفلي من الركيزة المغلفة السخام.
  3. جلب الأقطاب أعلى إلى ~ 0.3 مم فوق الحبرية. يجب أن يكون قطرة مقربة من الوسط أسفل القطب الخامس، لتسهيل عملية.
  4. بدوره على واجهة الكترونية والجهد العالي (500 V RMS)، وضبط المسافة القطب العلوي إلى قطرة حتى يبدأ التحرك. لا تدع كبار أقطاب تلمس قطرة.
  5. جمع البيانات من خلال تسجيل عدد التحويلات قطرة ناجحة على الجهاز في الاستجابة لنبضات كهربائية. وتتميز تجربة ناجحة من قبل ما لا يقل عن 700 تحويلات قطرة، أي نقل واحدة بعد كل نبضة كهربائية.
  6. جمع البيانات بشكل مستمر، حتى قطرات لا يتحرك بعد الآن ردا من 5 إلى 10 البقول.
    ملاحظة: عندما يبدأ السطح لتتحلل، يمكن استعادة الحركة من خلال جلب كبار أقطاب أقرب إلى قطرات.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

سابقا، وقد استخدمنا الأجهزة الميدانية DW للسماح للحركة من البروتينات في DMF. على وجه الخصوص، قطرات مع ألبومين المصل البقري (BSA) يمكن نقل بتركيز أعلى 2000 مرة من المبلغ عنها سابقا من قبل مؤلفين آخرين (بدون إضافات). ويعزى ذلك إلى انخفاض التفاعل بين قطرة والسطحية، ويبين الشكل 4 قطرات تحتوي الموسومة fluorescently-BSA (انظر فريري وآخرون (9) لمزيد من المعلومات حول التجارب). الصورة الأولى على اليسار تظهر قطرات يجلس على سطح المغلفة السخام. واحد الأوسط، وتأثير الحقل الكهربائي، والتي، بالإضافة إلى إنتاج قطيرة المتداول، ينطبق أيضا قوة صاعدة على الحبرية، وكذلك الحد من التفاعل مع السطح. ملاحظة التباين القص (يمين) إلى بديل شيوعا في DMF، وهي مغلفة السطح فقط مع السائل المفلورة (بدون شمعة السخام)؛ تفاعل قوي مع السطح، ويدل على ذلك انخفاض اتصال وngle، في كثير من الأحيان يعيق الحركة.

هنا، ونحن نستخدم التجريبية مجموعة المتابعة (الشكل 3) لمواصلة التجارب مع هذه الأجهزة، ونقل الآن قطرات تحتوي على كائنات أكبر، ودودة C. ايليجانس، والدودة الخيطية استخدامها في مجموعة متنوعة من المقايسات البيولوجية.

وقد دفعتها قطرات مع الديدان بنجاح على ركائز المغلفة السخام. على وجه الخصوص، ويظهر الفيلم 1 قطرات التحرك ردا على كل نبضة الجهد (~ 0.8 الفاصلة ثانية) (لاحظ أن جزء السائل، وتمسك مكان مع أي السخام، هو الخروج من المسار قطرة). التفتيش بعد تجارب كشفت أنه لا توجد الديدان، والحطام، أو المخلفات السائلة، وترك على قطرات الممرات بعد التجارب، مشيرا إلى انخفاض التفاعل بين قطرة والسطحية.

واجهة الكترونية (الشكل 2) تسمح الأتمتة وتحسين السيطرة على الحركة، منذ يشتغل وقت واحد من مجموعات من الأقطاب الكهربائية (الشكل 1) يزيد من قوة صاعدة، وكذلك الحد من التفاعل مع السطح.

وقد أظهرت التجارب المختلفة التي الديدان تسبح دون عائق بينما يتحرك الحبرية (20 دقيقة إجمالي الوقت يشتغل)، مشيرا الى ان الجهد العالي (~ 500 V RMS) المطلوبة لتشغيل الجهاز غير ضارة إلى الأنواع البيولوجية التي يجري نقلها. ويدعم هذا عن طريق المحاكاة، والتي أظهرت أن انخفاض الجهد عبر الحبرية هو جزء ضئيل (10 -6٪) من الجهد المطلوب لعملية (الشكل 5، فرق الجهد بين نقطة في أعلى وأسفل الطائرة في وسط الحبرية)؛ في الواقع، في قطرات تحتوي على Jurkat الخلايا التائية، وتشير الدراسات السابقة التي تمت من قبل مؤلفين آخرين 13 أن هذه قطرات الحد الأدنى من الجهد لا يؤثر على بقاء الخلية، والانتشار، والكيمياء الحيوية. لمزيد من التحقق، ومع ذلك، ونحن حاليا في عملية تصميم التجارب لتقييم الآثار على المدى الطويلمن الجهد على C. ايليجانس. لالمحاكاة الموصوفة هنا، كان من المفترض على ميكرولتر قطرات ~ 2 لتكون من PBS (الفوسفات عازلة المالحة)، ويجلس على 30 ميكرون طبقة سميكة من السناج. تم غرار العلوية والسفلية الأقطاب والنحاس، والجهد المطبق يساوي 500 V RMS (للاطلاع على تفاصيل المحاكاة، يرى فريري وآخرون. 9).

الشكل 1
الشكل 1: صورة لأعلى أقطاب كل واحد من ال 10 هو 2 مم طويل و 0.3 مم واسعة. الفجوة بين الأقطاب 2 هي أيضا 0.3 ملم، والفجوة بين الاتصالات (السفلي) 2.3 مليمتر.

الرقم 2
الشكل 2: رسم تخطيطي للنظام الرقابة لأعلى الأقطاب، بالتفصيل 1 من السائقين تتابع كل 10 القطب العلوي طق يتعرضون إما للجهد، أو متصلا مكثف. على اليمين، صورة لوحة مع التبديلات. نلاحظ أن الجهد العالي اللازمة للتشغيل يتم الاحتفاظ بعيدا عن لوحة التحكم (قاعدة بيضاء) على اليسار. الرسم قطرة (الشرق) تكييف بإذن من فريري وآخرون. 9 الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.

الرقم 3
الرقم 3: عرض تجريبي لمجموعة المتابعة. المسافة بين أعلى وأسفل (السخام المطلي) الركيزة هو قابل للتعديل. وقطعت الاتصالات من كبار أقطاب كهربائية في الموصل. وملحوم الأسلاك من التبديلات (كما هو موضح هنا سوى 1 و 2 و 3 من 10 أسلاك) إلى الموصل، كما يتبين من الرسم البياني على اليمين. نلاحظ أن هناك اتصال موصل الارض (على سبيل المثال، الاتصالات موصل 2 أو 4) بين زوج من الأسلاك من التبديلات (على سبيل المثال، 1 أو 3)، للحد من الضوضاء الكهربائية. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.

الرقم 4
الرقم 4: قطرات (4 ميكرولتر) مع الموسومة fluorescently-BSA (10 جم / لتر) اليسار، ويجلس على ركيزة القائم السخام. الوسط، واحدة من آثار الحقل الكهربائي هو تطبيق قوة صاعدة على الحبرية، مما يقلل من التفاعل مع الركيزة. الحق، قطرة على سطح المغلفة فقط مع السائل المفلورة (لا السخام). مقتبس بإذن من فريري وآخرون (9).

الرقم 5
-6٪) من الجهد للتشغيل المطلوبة.

فيلم 1 . قطيرة مع C. ايليجانس على جهاز الميدانية DW، يتحرك ردا على كل نبضة الجهد (~ الفاصلة 0.8 ثانية). جزء السائل تظهر على الجزء السفلي الأيسر من شريط الفيديو ليست في مسار الحبرية.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

الخطوة الأكثر أهمية من البروتوكول هو حماية طبقة السناج، ويرتبط مباشرة مع نجاح في تحريك قطرات. تعدين طبقة السناج (أسلوب 1 أعلاه) يتيح ما يقرب من 100٪ من نجاح تلفيق. ومع ذلك، الحد الأقصى للوقت العملية حوالي 10 دقيقة. ربما، والكسور قطرات ترطيب والسخام من خلال ثقوب في طبقة معدنية. طلاء طبقة السناج مع السائل المفلورة هو أسهل وأسرع بديل، وتتطلب الحد الأدنى من الموارد، ولكن 40-50٪ فقط من ركائز العمل ملفقة (20 دقيقة كحد أقصى) - والطلاء ليست موحدة. في الواقع، فإن طبقة السناج هشة للغاية، ولزج المفلورة السائلة بسهولة الأضرار به. ونحن نعمل حاليا على بدائل أكثر قوة لحماية طبقة السخام، الذي من شأنه أن يزيد من وقت تشغيل الجهاز. ومع ذلك، جانبا واحدا المهم هو امتصاص محتويات قطرة إلى السطح. سابقا، 9 نحن كميا كمية من البروتين الذي ATTآلم إلى السطح خلال عملية الجهاز، وتبين وجود علاقة بين استمرار الحركة وتقليل امتصاص السطح من ألبومين المصل البقري (BSA). رغم ذلك، biofouling هو مسألة معقدة، وحتى بعض الكتاب يشير إلى أنه قد يكون من المستحيل لقمع تماما تأثير. من الناحية النظرية، إذا تعلق فقط بروتين واحد إلى السطح، سوف ينجذب أكثر إلى هذا الموقع. في الواقع، كان الحد الأقصى للوقت عملية ذكرت للأجهزة الرقمية ميكروفلويديك (من قبل مؤلفين آخرين 6) حوالي 40 دقيقة. وبالتالي، فإن متانة السطح هي نقطة ذات أهمية كبيرة ومازال التقدم في العمل.

نلاحظ أنه، في electrowetting، وتطبيق الجهد غالبا ما ينتشر الحبرية مع التحاليل على السطح، مما يعوق الحركة تماما، ما لم يتم استخدام المواد المضافة. ومع ذلك، يمكن لبعض الإضافات تكون سامة، أو قد تعمل فقط ضمن مجموعة من تركيز الحليلة في الحبرية. أجهزة ميدانية DW تسمح بنقل التحاليل تتراوح جيئة وذهابام البروتينات إلى الخلايا وحيدة والكائنات كلها، من دون إضافات زائدة. بالإضافة إلى ذلك، خصائص جهاز مستقلة إلى حد كبير من سمك، والتوحيد، والخواص الكهربائية للطبقة السناج (انظر فريري وآخرون. 9 لمزيد من المعلومات).

وبالتالي، فإن أهمية الطريقة الموصوفة هنا هو أنه يوسع نطاق التطبيقات لDMF، مما يمهد الطريق لتطوير تسيطر بالكامل منصات مختبر على رقاقة تعمل بشكل مستقل إلى حد كبير الكيمياء الحبرية.

أبعاد أعلى أقطاب متوافقة مع قرار للطابعة، وليست فريدة من نوعها. يمكن أقطاب أضيق وأقرب أيضا العمل. في الواقع، وأساليب أخرى لتصنيع لوحات الدوائر المطبوعة في مجال الالكترونيات ويمكن أن تستخدم أيضا. ما يهم هو أن الحبرية تخضع لحقل كهربائي غير موحدة، وأنها سوف تتحرك باتجاه المنطقة حيث المجال هو أكثر كثافة. ومع ذلك، ينبغي توخي الحذرفي تصميم للحفاظ على حقل كهربائي بين الأقطاب وتنشيط العائمة أقل من 3 MV / م للحيلولة دون اثارة. هنا، في الحقل حوالي 1.7 MV / م، دون حواف حادة.

تشغيل الدوائر الإلكترونية هي على النحو التالي. كل قطب كهربائي كبير، من خلال الاتصال التتابع، إما متصلا الناتج من مكبر للصوت الجهد العالي، أو إلى مكثف (C)، للحد من الضوضاء الكهربائية. الترانزستور T يسمح للتيار المنخفض الاستعانة بمصادر خارجية من خلال لوحة التحكم، من خلال المقاومة R ومكثف C للسيطرة التيار الأكبر المطلوبة لفائف التتابع للعمل. الصمام الثنائي D يمنع الضرر الدائرة بسبب التيار المتغير في الملف (انظر قائمة المواد لقائمة المكونات). واحد فقط يسمح وحة التحكم الفردي معالجة جميع الأقطاب، ومطلوب واحد فقط HV التيار الكهربائي (الشكل 2)، والتي الفولتية الانتاج (8-18 كيلو هرتز، 500-660 V RMS) بعد تضخيم موجة جيبية يقدمها GENERator. نلاحظ أن HV يتم الاحتفاظ بعيدة مثل ممكن من نظام التحكم، للحد من الضوضاء واحتمال عطل الدائرة.

المقايسات ذكرت هنا استخدمت 4 قطرات ميكرولتر، ببساطة يرجع ذلك إلى حقيقة أن قطرات صغيرة تحتوي على C. ايليجانس هي أكثر صعوبة في ماصة. ثقافة C. سوف ايليجانس لا يمكن مناقشتها هنا، والقارئ ينبغي أن ننظر لبروتوكولات أخرى (على سبيل المثال، برينر 14).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Acknowledgments

نشكر مؤسسة ليندباك للدعم المالي، والدكتور الكسندر سيدورنكو وإلزا تشو لإجراء مناقشات مثمرة والمساعدة التقنية، والبروفيسور روبرت سميث للحصول على المساعدة مع C. المقايسات ايليجانس.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
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
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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Fair, R. B. Digital microfluidics: is a true lab-on-a-chip possible. Microfluid Nanofluid. 3, (3), 245-281 (2007).
  2. Gupta, S., Alargova, R. G., Kilpatrick, P. K., Velev, O. D. On-Chip Dielectrophoretic Coassembly of Live Cells and Particles into Responsive Biomaterials. Langmuir. 26, (5), 3441-3452 (2009).
  3. Shih, S. C., et al. Dried blood spot analysis by digital microfluidics coupled to nanoelectrospray ionization mass spectrometry. Anal Chem. 84, (8), 3731-3738 (2012).
  4. Gorbatsova, J., Borissova, M., Kaljurand, M. Electrowetting-on-dielectric actuation of droplets with capillary electrophoretic zones for off-line mass spectrometric analysis. J Chromatogr. 1234, (0), 9-15 (2012).
  5. Qin, J., Wheeler, A. R. Maze exploration and learning in C. elegans. Lab Chip. 7, (2), 186-192 (2007).
  6. Koc, Y., de Mello, A. J., McHale, G., Newton, M. I., Roach, P., Shirtcliffe, N. J. Nano-scale superhydrophobicity: suppression of protein adsorption and promotion of flow-induced detachment. Lab Chip. 8, (4), 582-586 (2008).
  7. Perry, G., Thomy, V., Das, M. R., Coffinier, Y., Boukherroub, R. Inhibiting protein biofouling using graphene oxide in droplet-based microfluidic microsystems. Lab Chip. 12, (9), 1601-1604 (2012).
  8. Kumari, N., Garimella, S. V. Electrowetting-Induced Dewetting Transitions on Superhydrophobic Surfaces. Langmuir. 27, (17), 10342-10346 (2011).
  9. Freire, S. L. S., Tanner, B. Additive-Free Digital Microfluidics. Langmuir. 29, (28), 9024-9030 (2013).
  10. Deng, X., Mammen, L., Butt, H. -J., Vollmer, D. Candle Soot as a Template for a Transparent Robust Superamphiphobic Coating. Science. 335, 67-70 (2011).
  11. Kang, K. H. How Electrostatic Fields Change Contact Angle in Electrowetting. Langmuir. 18, (26), 10318-10322 (2002).
  12. Abdelgawad, M., Watson, M. W. L., Young, E. W. K., Mudrik, J. M., Ungrin, M. D., Wheeler, A. R. Soft lithography: masters on demand. Lab Chip. 8, (8), 1379-1385 (2008).
  13. Barbulovic-Nad, I., Yang, H., Park, P. S., Wheeler, A. R. Digital microfluidics for cell-based assays. Lab Chip. 8, (4), 519-526 (2008).
  14. Brenner, S. The genetics of Caenorhabditis elegans. Genetics. 77, (1), 71-94 (1974).
الاستفادة من انخفاض التفاعل الرذاذ على سطح لتحسين نقل Bioanalytes في علم الموائع الدقيق الرقمي
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Freire, S. L. S., Thorne, N., Wutkowski, M., Dao, S. Taking Advantage of Reduced Droplet-surface Interaction to Optimize Transport of Bioanalytes in Digital Microfluidics. J. Vis. Exp. (93), e52091, doi:10.3791/52091 (2014).More

Freire, S. L. S., Thorne, N., Wutkowski, M., Dao, S. Taking Advantage of Reduced Droplet-surface Interaction to Optimize Transport of Bioanalytes in Digital Microfluidics. J. Vis. Exp. (93), e52091, doi:10.3791/52091 (2014).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter