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Engineering

Vorteilhafte Reduzierte Droplet-Oberflächen-Wechselwirkung, um den Transport Bioanalyten in Digitale Mikrofluidik Optimieren

doi: 10.3791/52091 Published: November 10, 2014

Introduction

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Die Miniaturisierung von Vorrichtungen, die mit Flüssigkeiten arbeiten, ist von größter Bedeutung für die Entwicklung des "lab-on-a-chip" Plattformen. In dieser Richtung haben sich in den letzten zwei Jahrzehnten einen bedeutenden Fortschritt auf dem Gebiet der Mikrofluidik erlebt, mit einer Vielzahl von Anwendungen. 1-5 Kontrast mit dem Transport von Flüssigkeit in geschlossenen Kanälen (Kanal Mikrofluidik), DMF manipuliert Tröpfchen auf Arrays von Elektroden. Einer der attraktivsten Vorzüge dieser Technik ist das Fehlen von beweglichen Teilen, um Flüssigkeiten zu transportieren, und die Bewegung wird sofort durch Ausschalten von elektrischen Signalen angehalten.

Jedoch ist Tröpfchenbewegung abhängig Tröpfchen Inhalt sicher eine unerwünschte Eigenschaft für ein universelles "lab-on-a-chip" Plattform. Tröpfchen, die Proteine ​​und andere Analyten bleibe Gerät Flächen, zu unbeweglich. Wohl hat sich diese für die Ausweitung der DMF-Anwendungen war die große Einschränkung; 6-8Alternativen zu den unerwünschten Oberflächenverschmutzung zu minimieren beinhalten die Zugabe von zusätzlichen chemischen Spezies an das Tröpfchen oder seiner Umgebung, die möglicherweise Tröpfchengehalt beeinträchtigen könnten.

Früher entwickelte unsere Gruppe eine Vorrichtung, um den Transport von Zellen und Proteinen in DMF zu ermöglichen, ohne zusätzliche Additive (Field-DW-Geräte). 9. Dies wurde durch Kombinieren einer Oberfläche, bezogen auf Kerze Ruß, 10 mit einer Vorrichtung, die Tröpfchengeometrie begünstigt erreicht Walz und führt zu einer nach oben gerichteten Kraft auf das Tröpfchen, weiter verringert Tröpfchenoberflächenwechselwirkung. In diesem Ansatz wird Tröpfchenbewegung mit Oberflächenbenetzung verbunden ist. 11

Ziel des nachfolgend beschriebenen detaillierten Verfahrens ist es, eine Vorrichtung DMF transportieren kann Tröpfchen enthaltende Proteine, Zellen und ganzen Organismen zu erzeugen, ohne zusätzliche Additive. The Field-DW-Geräte ebnen den Weg für völlig gesteuerten Plattformen weitgehend unabhängig arbeiten von Tröpfchen Chemikerry.

Auch hier haben wir vorliegenden Simulationen zeigen, dass trotz der hohen Spannung zum Betrieb der Vorrichtung erforderlich ist, der Spannungsabfall über dem Tröpfchen ist ein kleiner Bruchteil der angelegten Spannung, was vernachlässigbare Auswirkungen auf Bioanalyten innerhalb des Tropfens. In der Tat, Vorversuche mit Caenorhabditis elegans (C. elegans), eine Nematode für eine Vielzahl von Studien in der Biologie verwendet, zeigen, dass Würmer schwimmen ungestört Spannungen angelegt werden.

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Protocol

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Hinweis: In der unten beschriebenen Verfahren, muss Laboratoriumsrichtlinien befolgt werden. Von besonderer Bedeutung ist die Sicherheit beim Umgang mit Hochspannung (> 500 V) und den Umgang mit Chemikalien.

1. Beschichtung aus einem leitfähigen Substrat mit Kerzenruß

  1. Cut Kupfermetall in Rechtecke (75 x 43 mm, 0,5 mm dick). Reinigen Sie jede Kupfersubstrat durch Eintauchen in Kupferätzmittel für etwa 30 sec, waschen mit Leitungswasser für ca. 20 sec, und trocken mit Papier.
    HINWEIS: Bei Verwendung von Methode 1 unten, ändern Sie die Abmessungen 75 x 25 mm in die Maschine passen.
  2. Sweep eine beleuchtete Paraffinkerze unter dem Kupfersubstrat für 30-45 sec, um eine annähernd gleichmäßige Rußbeschichtung (ca. 40 & mgr; m dick) zu erhalten. Halten Sie das Substrat bei ~ 1 cm in der Flamme. Die fragile Rußoberfläche nicht berühren.

2. Schutz der Rußschicht mit Coating

HINWEIS: Die Rußschicht ist sehr zerbrechlichUnd müssen zum Schutz aufgetragen werden. Zwei einfache Alternativen (Methoden 1 und 2 unten) werden hier vorgeschlagen, aber robuster Protokolle sind derzeit in der Entwicklung.

  1. Methode 1
    1. Laden Sie die Probe in den Metallverdampfer oder Sputter-System. Im Anschluss an die Betriebsverfahren des Systems, Kammer evakuieren, und starten Sie kontrollierte Abscheidung von Gold auf der Rußschicht (150-200 nm). Lassen Sie das Gerät abkühlen auf Raumtemperatur.
    2. Tauchbeschichtung der metallisierten Substrat in einem 1-Dodecanthiol Lösung (1% v / v in 95% igem Ethanol, ACS / USP-Qualität), für 10 min in einer chemischen Haube. Dann halten Sie das Gerät in einem Winkel von fast 60 °, vorsichtig waschen Sie die Oberfläche mit mehreren Tröpfchen von nur Ethanol. Lassen Sie die Geräte trocken, über Nacht.
  2. Methode 2
    1. In einer chemischen Haube, unmittelbar nach der Beschichtung des Substrats mit Ruß und, während das Substrat noch warm vom Kerzenflamme, abzuscheiden einige Tröpfchen des fluorierten Flüssigkeit auf eine Seite desSubstrat und Kippen des Substrats in einem Winkel nahe 90 °. Zahlen Sie mehr Tröpfchen, und lassen Sie sie über die gesamte Ruß Oberfläche rollen.
      HINWEIS: Wenn das Tröpfchen auf einen Punkt fällt, wird Ruß weg von diesem Bereich ausgewaschen werden. Ließ die Tröpfchen des fluorierten flüssigen Ausbreitung so viel wie möglich.
    2. Bake Substrats auf einer heißen Platte (160 ° C für 15 min) in einer chemischen Haube.
    3. Lassen Sie das Substrat sitzen über Nacht bei Raumtemperatur vor der Verwendung. Bewahren Sie unbestimmte Zeit.

3. Herstellung von Deckelektroden (von Abdelgawad et al angepasst. 12)

  1. Zeichnen mit Grafikdesign-Software, die Elektroden. Jede Elektrode ist 2 mm lang, 0,3 mm breit und der Abstand zwischen den Elektroden beträgt 0,3 mm. Der Spalt zwischen den Kontakten (in den Verbinder einrasten, siehe unten) ist 2,3 mm (Bild 1).
  2. Trim ein flexibles Kupferlaminat (35 & mgr; m dick) in den Monarch-Format (3,87 x 7,5 Zoll). Verwenden Sie andere Größen if mit dem Drucker kompatibel. Laden Sie das Laminat in die manuelle Zuführung eines Farbdruckers.
  3. Achten Sie darauf, "reichen schwarzen" oder "Registrierung black" zu verwenden, wenn Sie auf der Kupferblech (siehe Abdelgawad et al. 12 für Details), um eine dichtere Schicht von schwarzer Tinte auf dem Kupfersubstrat zu ermöglichen, den Schutz der gedruckten Muster beim Ätzen . Lassen Sie das bedruckte Substrat vollständig trocknen, über Nacht.
  4. Innerhalb einer chemischen Abzugshaube, erwärmen (40 ° C) ein Becherglas mit 50 ml Kupferätzmittel. Tauchen Sie die gedruckte Laminat im Becher, und schütteln Sie sie vorsichtig in die Lösung für ca. 10 min. Ätzzeit hängt von der Kupfer Ätzlösung. Alle paar Minuten, überprüfen Sie die Korrosion und sehen, ob das Muster intakt ist.
  5. Das Laminat vorsichtig mit Wasser waschen, und die Beschichtung zu entfernen mit Aceton und Ethanol in der chemischen Kapuze. Einmal waschen und vorsichtig trocken das Laminat mit einem Papiertuch.
  6. Vorsichtig legen die Laminat mit Elektroden an einen glass Schieber (75 x 25 mm, ca. 1 mm Dicke), mit doppelseitigem Klebeband. Vermeiden Sie Lufteinschlüsse.
  7. Bringen Sie einen Film aus Perfluoralkoxy PFA um mit Klebeband den Elektroden. Dies dient dazu, um versehentlichen Kontakt der Elektroden mit dem Tröpfchen, verhindern die oberen Elektroden Schäden durch Kurzschluss.

4. Die elektronische Schnittstelle (Circuit in Figur 2)

  1. Löten Sie die Relais und die Kondensatoren C zu einer universellen Platine.
  2. Montieren Sie den Rest der 10 Relaistreiber auf einem Steckbrett für elektronische Schaltungen.
  3. Drahteingang jedes Relais Fahrers auf einem Kanal in der Steuerplatine.
  4. Vorsichtig lassen Sie die oberen Elektroden in einen Verbinder (Abbildung 3). Draht-Ausgang jedes Relais Fahrers zu einer oberen Elektrode, wie in der Figur gezeigt. Beachten Sie, dass es eine geerdete Steckerkontakt zwischen einem Paar von Drähten aus Relais, um elektrische Störungen zu minimieren.
    HINWEIS: Der Stecker sitzt auf einem einstellbaren Plattform zu kontrollieren ter Abstand (0,1 bis 0,5 mm) zwischen oben und unten (Ruß-beschichtet) Substrat.
  5. Ein Programm verwenden, um die Zeitmessung für die Hochspannung (HV) Anwendung (etwa 0,8 s) bis 4-Elektroden zur gleichen Zeit zu steuern, Schaltelektrode 1 in der Bewegungsrichtung (dh für 0,8 sec betätigen, 1234, dann 2345 3456, etc. ., 0,8 s für jede Gruppe, und dann nach hinten, so dass Tröpfchen bewegt sich in die entgegengesetzte Richtung als auch).

5. Droplet Visualisierung und Handhabung

  1. Um Tröpfchenbewegung aufzeichnen, verwenden Sie das Visualisierungssystem, das aus einem 24X zusammensetzt - 96X Vergrößerung Montage kombiniert mit einer CCD-Kamera. Schließen Sie den Videorecorder an die Kamera mit S-Video.
  2. Pipettieren Sie 4 ul Tröpfchen enthält C. elegans in Medien auf den Boden des Ruß-beschichteten Substrat.
  3. Bringen Sie die oberen Elektroden auf ~ 0,3 mm über der Tröpfchen. Das Tröpfchen sollte nahe der Mitte, direkt unterhalb des fünften Elektrode, die Bedienung zu erleichtern werden.
  4. Schalten Sie die elektronische Schnittstelle und Hochspannung (500 V RMS), und stellen Sie die obere Elektrode Abstand zur Tröpfchen bis es beginnt sich zu bewegen. Lassen Sie sich nicht die oberen Elektroden berühren Sie die Tropfen.
  5. Sammeln von Daten durch Aufzeichnen der Anzahl der erfolgreichen Tröpfchentransfers auf dem Gerät als Reaktion auf elektrische Impulse. Ein erfolgreiches Experiment wird von mindestens 700 Tröpfchentransfers gekennzeichnet, dh ein Transfer nach jedem elektrischen Impuls.
  6. Sammeln Daten kontinuierlich, bis die Tröpfchen nicht mehr als Antwort zu bewegen, um 5 bis 10 Pulsen.
    HINWEIS: Wenn die Oberfläche beginnt, sich zu verschlechtern, könnte Bewegung, indem die oberen Elektroden näher an der Tröpfchen wiederhergestellt werden.

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Representative Results

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Zuvor haben wir Feld DW Vorrichtungen verwendet, um die Bewegung von Proteinen in DMF zu ermöglichen. Insbesondere könnte Tröpfchen mit Rinderserumalbumin (BSA) in einer Konzentration 2.000 mal höher als zuvor berichtet auch von anderen Autoren (ohne Zusätze) bewegt werden. Dies war aufgrund der reduzierten Wechselwirkung zwischen Tropfen und Oberfläche; Figur 4 zeigt ein Tröpfchen enthaltenden fluoreszenzmarkierten BSA (siehe 9 für weitere Informationen zu den Experimenten Freire et al.). Das erste Bild auf der linken Seite zeigt die Tröpfchen sitzen auf dem Ruß beschichtete Oberfläche; die mittlere, die Wirkung des elektrischen Feldes, das, zusätzlich zu Tröpfchen Walzen herzustellen, gilt auch eine nach oben gerichtete Kraft auf das Tröpfchen, eine weitere Verringerung der Wechselwirkung mit der Oberfläche. Beachten Sie die Scher Kontrast (rechts) zu einer gemeinsamen alternativen in DMF verwendet, die eine Oberfläche nur mit fluorierten Flüssigkeit (ohne Kerze Ruß) beschichtet ist; die starke Wechselwirkung mit der Oberfläche, von der unteren Kontakt a angegebenNGLE behindert oft Bewegung.

Hier verwenden wir den Versuchsaufbau (Abbildung 3), um die Tests mit diesen Geräten, den Wurm C. weiter, jetzt den Transport Tröpfchen, die größere Organismen elegans, ein Fadenwurm in einer Vielzahl biologischer Assays verwendet.

Tröpfchen mit Würmern wurden erfolgreich auf Ruß beschichteten Substrate betätigt. Insbesondere Film 1 zeigt ein Tröpfchen bewegt sich in Reaktion auf jeden Spannungsimpuls (~ 0,8 s Intervall) (beachte, dass die flüssige Fraktion zu einem Ort ohne Ruß geklebt ist aus der Tröpfchenpfad). Inspektion nach den Experimenten ergeben, dass keine Würmer, Trümmer oder flüssige Rückstände wurden auf Tröpfchen Wege nach den Experimenten verlassen, was auf reduzierte Interaktion zwischen Tropfen und Oberfläche.

Die elektronische Schnittstelle (2) ermöglicht die Automatisierung und eine bessere Steuerung der Bewegung, da die gleichzeitige Betätigung von Gruppen von Elektroden (1) Erhöht die nach oben gerichtete Kraft, weiter verringert Wechselwirkung mit der Oberfläche.

Verschiedene Experimente haben gezeigt, dass Würmer schwimmen ungestört den Tröpfchen bewegt (20 min Gesamtbetätigungszeit), was anzeigt, dass die Hochspannung (ca. 500 V RMS) zum Betrieb der Vorrichtung erforderlich ist, ist nicht schädlich für die biologischen Spezies transportiert. Dies wird durch Simulationen, die gezeigt haben, dass der Spannungsabfall über dem Tröpfchen ist ein nicht unwesentlicher Anteil (10 -6%) der Spannung für den Betrieb (Abbildung 5, die Potentialdifferenz zwischen einem Punkt an der Oberseite und der Unterseite der Ebene erforderlich unterstützten Mitte Tröpfchen); in der Tat, in Tröpfchen, die Jurkat-T-Zellen, früheren Studien von anderen Autoren legen nahe, dass 13 erfolgen wie minimalen Spannungsabfall beeinflussen nicht die Lebensfähigkeit der Zellen, Proliferation und Biochemie. Für weitere Validierung, jedoch sind wir derzeit in den Prozess der Gestaltung Experimente zur langfristigen Auswirkungen zu bewertender Spannung an C elegans. Für die hier beschriebenen Simulationen wurde eine ~ 2 ul Tröpfchen angenommen PBS (Phosphatpuffer-Salzlösung) sein, sitzt auf einem 30 & mgr; m dicke Schicht von Ruß. Oberen und unteren Elektroden wurden als Kupfer modelliert, und die angelegte Spannung von 500 V RMS (Details zu den Simulationen, siehe Freire et al. 9).

Figur 1
Abb. 1: Bild von oberen Elektroden Jeder der 10 ist 2 mm lang und 0,3 mm breit. Der Spalt zwischen 2 Elektroden ist auch 0,3 mm, und der Spalt zwischen den Kontakten (unten) ist 2,3 mm.

Figur 2
Abbildung 2:. Schematische Darstellung des Kontrollsystems für die oberen Elektroden, Detaillierung 1 der 10 Relaistreiber Jeder obere Elektrode is entweder mit Spannung beaufschlagt bzw. mit einem Kondensator verbunden ist. Auf der rechten Seite, ein Bild von der Platine mit den Relais. Beachten Sie, dass die Hochspannung für den Betrieb erforderlich ist, von der Steuerplatine (white Basis) auf der linken Seite gehalten wird. Droplet-Diagramm (Mitte) mit Genehmigung aus Freire et al angepasst. 9 Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

Figur 3
Abbildung 3: Ansicht des Versuchsaufbaus. Der Abstand zwischen Ober- und Unterseite (Ruß-beschichteten) Träger einstellbar ist. Die Kontakte von oben Elektroden in einem Stecker aufgeschnappt. Die Drähte von den Relais (hier nur 1, 2 und 3 der 10 Leitungen gezeigt) mit dem Verbinder gelötet, wie auf dem Diagramm auf der rechten Seite angegeben. Beachten Sie, dass es eine geerdete Steckerkontakt (zB Steckkontakte 2 oder 4) zwischen einem Paar von Drähten aus Relais (zB 1 oder 3), um elektrische Störungen zu minimieren. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

Figur 4
Abbildung 4:. Droplets (4 ul) mit fluoreszenzmarkierten BSA (10 g / L) links, sitzt auf einem Ruß-basierten Substrat; Mitte, ist eine der Wirkungen des elektrischen Feldes, um eine nach oben gerichtete Kraft auf den Tropfen anwenden, die Wechselwirkung mit dem Substrat weiter minimiert wird; rechts, Tröpfchen auf einer Oberfläche nur mit fluorierten Flüssigkeit (kein Ruß) beschichtet. Mit freundlicher Genehmigung von Freire et al angepasst. 9

Figur 5
-6%) der Spannung für die gewünschte Operation.

Film 1 . Tropfens mit C. elegans auf einem Feld-DW Vorrichtung, die sich in Reaktion auf jeden Spannungsimpuls (~ 0,8 Sekunden-Intervall). Die auf der linken unteren Ecke des Video gezeigt flüssige Fraktion nicht in der Tröpfchen Weg.

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Discussion

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Der wichtigste Schritt des Protokolls ist der Schutz der Rußschicht, direkt mit dem Erfolg beim Bewegen Tröpfchen verbunden. Metallisieren der Russschicht (Methode 1 oben) können nahezu 100% der Herstellungs Erfolg. Jedoch ist die maximale Betriebsdauer 10 min; möglicherweise werden Tröpfchen Fraktionen Benetzen der Ruß durch Löcher in der Metallschicht. Beschichten der Rußschicht mit dem fluorierten Flüssigkeit ist die einfachste und schnellste Alternative und erfordert minimalen Ressourcen, aber nur 40-50% der hergestellten Substrate Arbeit (20 min maximal) - und die Beschichtung ist nicht einheitlich. In der Tat ist die Rußschicht sehr zerbrechlich, und die viskose fluorierte Flüssigkeit leicht Schäden es. Wir arbeiten derzeit an robusteren Alternativen, um den Ruß-Schicht, die die Betriebszeit des Geräts erhöhen würde schützen. Ist ein wichtiger Aspekt jedoch die Adsorption von Tröpfchen Inhalte an die Oberfläche. Zuvor 9 wir die Menge an Protein, att quantifiziertweh zu der Oberfläche im Betrieb des Gerätes und eine Korrelation zwischen der Bewegung fort und reduzierte Oberflächen Adsorption von Rinderserumalbumin (BSA) gefunden. Dennoch ist Biofouling eine komplexe Angelegenheit, und einige Autoren sogar nahe, dass es unmöglich sein könnte, um die Wirkung vollständig zu unterdrücken; in der Theorie, wenn nur ein einzelnes Protein wird an einer Oberfläche, wird mehr auf diese Seite angezogen werden. In der Tat ist die maximale Betriebszeit für digitale mikrofluidischen Vorrichtungen berichtet (von anderen Autoren 6) betrug etwa 40 Minuten. Daher ist die Robustheit der Oberfläche ein Punkt von großer Bedeutung und immer noch ein work in progress.

Man beachte, dass in Electrowetting, das Anlegen der Spannung breitet sich oft das Tröpfchen mit Analyten auf der Oberfläche, vollständig zu behindern Bewegung, es sei denn Additive verwendet werden. Jedoch können einige Additive toxisch sein, oder vielleicht nur innerhalb eines Bereichs von Analytkonzentration in dem Tröpfchen zu arbeiten. Feld-DW-Geräte ermöglichen den Transport von Analyten hin from Proteine ​​an einzelnen Zellen und ganze Organismen ohne zusätzliche Additive. Darüber hinaus weitgehend unabhängig von Dicke, Gleichförmigkeit und elektrischen Eigenschaften der Rußschicht sind Geräteeigenschaften (siehe Freire et al. 9 für weitere Informationen).

Daher ist die Bedeutung von dem hier beschriebenen Verfahren ist, dass es erweitert das Anwendungsspektrum für DMF, ebnet den Weg für die Entwicklung der vollgesteuerten Lab-on-a-Chip-Plattformen weitgehend unabhängig arbeiten von Tröpfchen Chemie.

Die Abmessungen der oberen Elektroden sind mit der Auflösung des Druckers kompatibel und sind nicht einzigartig; schmaler und näher Elektroden könnten auch funktionieren. In der Tat können andere Verfahren für die Herstellung von Leiterplatten in der Elektronik als auch verwendet werden. Wichtig ist, dass die Tröpfchen auf eine nicht-gleichförmigen elektrischen Feld ausgesetzt, und es wird gegenüber der Region zu bewegen, wo das Feld intensiver. Allerdings sollte darauf geachtet werden,im Design, das elektrische Feld zwischen erregt und schwimmenden Elektroden unter 3 MV / m, um Funkenbildung zu vermeiden halten; hier ist das Feld etwa 1,7 MV / m, ohne scharfe Kanten.

Der Betrieb der elektronischen Schaltungen ist wie folgt. Jede obere Elektrode, durch einen Relaiskontakt, wird entweder an den Ausgang eines Hochspannungsverstärkers verbunden ist, und mit einem Kondensator (C), um elektrische Störungen zu minimieren. Der Transistor T erlaubt die geringe Strom, der durch die Steuerplatine ausgelagert, der durch den Widerstand R und den Kondensator C 1, um den größeren Strom zur Relaisspule den Betrieb erforderlichen steuern. Die Diode D verhindert Schaltung Schäden aufgrund der variablen Strom in der Spule (siehe Materialliste für die Liste der Komponenten). Nur eine Steuerplatine ermöglicht eine individuelle Adressierung aller Elektroden, und nur ein HV-Netzteil erforderlich (Abbildung 2), die Ausgangsspannungen (8-18 kHz, 500 bis 660 V RMS) nach dem Verstärken der Sinuswelle durch eine gener bereitgestelltator. Beachten Sie, dass HV ist so weit weg wie möglich von dem Steuersystem gehalten, um Rauschen und mögliche Schaltungsfehlfunktion zu minimieren.

Die hier beschriebenen Assays verwendet werden 4 ul Tröpfchen, einfach aufgrund der Tatsache, dass kleinere Tröpfchen, C. elegans sind schwieriger zu Pipette. Die Kultur von C. elegans soll hier nicht diskutiert werden, und der Leser sollte für die Protokolle woanders suchen (z. B. Brenner 14).

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Acknowledgments

Wir danken dem Lindbäck Stiftung für die finanzielle Unterstützung und Dr. Alexander Sidorenko und Elza Chu für fruchtbare Diskussionen und technische Unterstützung, und Professor Robert Smith für die Unterstützung bei der C. elegans-Assays.

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

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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).
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  9. Freire, S. L. S., Tanner, B. Additive-Free Digital Microfluidics. Langmuir. 29, (28), 9024-9030 (2013).
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  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).
Vorteilhafte Reduzierte Droplet-Oberflächen-Wechselwirkung, um den Transport Bioanalyten in Digitale Mikrofluidik Optimieren
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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).

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