Method Article

Aptamer Afinite Boncukları Kullanılarak Gram-Negatif Bakterilerin Akış Yoluyla Ayrılması için Mikroakışkan Akustoforez

DOI:

10.3791/63300

⸱

October 17th, 2022

 ,  ,  , 
1Department of Digital Anti-Aging Health Care, Inje University, 2Micro device Lab Co., Ltd, 3Biohealth Products Research Center (BPRC), Inje University, 4Department of Biomedical Engineering, Inje University

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bu makalede, mikroakışkan akustoforez tekniği ve Gram-negatif bakterilerin bir ortamdan hızlı ve verimli bir şekilde izole edilmesi için kullanılabilecek aptamer modifiye mikroboncuklar kullanılarak mikroakışkan akustohoretik çiplerin üretimi ve işletilmesi açıklanmaktadır.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bu makalede, mikroakışkan akustoforez tekniği ve Gram-negatif bakterilerin bir ortamdan hızlı ve verimli bir şekilde izole edilmesi için kullanılabilecek aptamer modifiye mikroboncuklar kullanılarak mikroakışkan akustohoretik çiplerin üretimi ve işletilmesi açıklanmaktadır. Bu yöntem, uzun, kare mikro kanalların bir karışımını kullanarak ayırma verimliliğini artırır. Bu sistemde, numune ve tampon bir akış kontrolörü aracılığıyla giriş portuna enjekte edilir. Boncuk merkezleme ve numune ayırma için, AC gücü, mikrokanalda akustik radyasyon kuvveti üretmek için bir güç amplifikatörü ile bir fonksiyon üreteci aracılığıyla piezoelektrik dönüştürücüye uygulanır. Hem giriş hem de çıkışta çatallı bir kanal vardır, bu da aynı anda ayırma, saflaştırma ve konsantrasyon sağlar. Cihaz,% >98'lik bir iyileşme oranına ve% 97.8'lik bir saflığa, 10x doz konsantrasyonuna kadar% 97.8'lik bir saflığa sahiptir. Bu çalışma, bakterileri ayırmak için mevcut yöntemlerden daha yüksek bir iyileşme oranı ve saflık göstermiştir, bu da cihazın bakterileri verimli bir şekilde ayırabileceğini düşündürmektedir.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Dielektrik transfer, manyetoforez, boncuk ekstraksiyonu, filtreleme, santrifüjlü mikroakışkanlar ve atalet etkileri ve yüzey akustik dalgaları 1,2'ye dayalı yöntemlere ek olarak, bakterileri tıbbi ve çevresel örneklerden izole etmek için mikroakışkan platformlar geliştirilmektedir. Patojenik bakterilerin tespiti polimeraz zincir reaksiyonu (PCR) kullanılarak devam eder, ancak genellikle zahmetli, karmaşık ve zaman alıcıdır 3,4. Mikroakışkan akustoforez sistemleri, makul verim ve temassız hücre izolasyonu 5,6,7

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. Mikroakışkan akustoforez çip tasarımı

NOT: Şekil 1 , hedef mikroboncukların mikrokanallardan akustoforez ile ayrılması ve toplanmasının bir şemasını göstermektedir. Mikroakışkan akustoforez çipi bir CAD programı ile tasarlanmıştır.

  1. Cihazın ayırma performansını incelemek için bakterilerin boyutuna karşılık gelen aptamer modifiye boncuklar ve streptavidin kaplı polistiren (PS) boncukların bir karışımını kullanan mikroakışkan bir akustoforez çipi tasarlayın.
  2. PS boncuklarını hedef çıkışta toplayan ve numune girişine bir PS numune karışımı enjekte ettikten sonra geri kalanını ....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Şekil 5, PZT voltajının bir fonksiyonu olarak boncuk akışının görüntüsünü göstermektedir (KAPALI, 0,1 V, 0,5 V, 5 V). Bu çalışmada tanıtılan akustophoretic çip durumunda, PZT'nin voltajı arttıkça, 10 μm büyüklüğündeki boncukların merkezi konsantrasyonunun arttığı doğrulanmıştır. 10 μm büyüklüğündeki boncukların çoğu, PZT voltajının 5 V'unda merkezde yoğunlaşmıştır. Bu sonuç sayesinde, tek kanallı bir fonksiyon üretecinde 3.66 MHz'lik bir rezonans frekansı üretildi ve bir güç amplifikatörü ku.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

GN bakterilerini kültür örneklerinden boyutlarına ve türlerine göre sürekli çalışan bir yönteme ve aptamer modifiye edilmiş mikro boncuklara dayanarak yüksek hızda yakalamak ve aktarmak için sonik bir levitasyon mikroakışkan cihazı geliştirdik. Uzun, kare mikrokanal, 2D akustoforez için daha önce bildirilen 20,21,22,23,24,25,26'dan daha basit bir tasarım ve daha fazla maliyet verimliliği sağlar.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Yazarların açıklayacağı bir çıkar çatışması yoktur.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bu çalışma, Kore hükümeti (Bilim ve BİT Bakanlığı) tarafından finanse edilen Kore Ulusal Araştırma Vakfı (NMG) hibesi tarafından desteklenmiştir. (Hayır. NMK-2021R1A2C1011380)

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
1 ve mikro; m polistiren mikro boncuklarBang LaboratoriesPS04001Hücre boyutu boncukları
10 ve mikro; m Streptavidin kaplı mikro boncuklarBang LaboratoriesCP01007Aptamer afinite boncukları
4 inç Silikon Gofret / SU-8 kalıp4science29-03573-01
Bakteri konjugasyonu içinAptamerEntegre DNA TeknolojileriGN3-6'RNA'nın
Borosilikat camSchottBOROFLOAT 33Çip Santrifüjünün Bileşenleri
DaihanCF-10Wasing parçacıkları
Siyanoakrilat tutkal3MAD100PZT'yi mikroçip
Escherichia coli DH5 & alpha'ya takın;KCTCKCTC2571Hedef bakteri
Fonksiyonel jeneratörGW InstekAFG-2225Frekans üret
Yüksek hızlı kameraPhotronFASTCAM MiniAyrılma gözlemi
Sıcak plakaBirHI-1000Sıvının kürlenmesi için ısıtma plakası PDMS
KOVAX-ŞIRINGA 10 mL ŞırıngaKoreavaccine22G-10MLMikroakışkan akustoforez kanalını kabarcıksız demineralize su ile doldurun.
Sıvı polidimetilsiloksan, PDMSDow Corning Inc.Sylgard 184Çip bileşenleri
LB Et suyu MillerBD Difco244620Hücre kültürü (Luria-Bertani ortamı)
MikroskopOlympus Corp.IX-81Ayrılma gözlemi
PBS tamponuOğlak bilimselPBS-1AKayıp bakteri
PEEK TüpleriSaint-Gobain Ppl Corp.AAD04103Parçacıkları enjekte edin veya toplayın
Piezoelektrik dönüştürücüFuji SeramikC-213Kanalda belirli bir dalga oluşturun
Güç amplifikatörüAmplifikatör Araştırması75A250AYükseltme frekansı
Basınç kontrolörü/μ fluconAMEDAMED-μ fluconHava basıncı/akış kontrol cihazının kontrolü
Tris-HCl tamponinvitrojen15567027Boşa harcanan parçacıklar
Tüp döndürücüSeouLin BioscienceSLRM-3Modifiye edici aptamer ve boncuk
çip bileşenleri olarak

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Wu, M., et al. Acoustofluidic separation of cells and particles. Microsystem & Nanoengineering. 5 (1), 1-18 (2019).
  2. Lee, S. W., et al. Aptamer affinity-bead mediated capture and displacement of Gram-negative bacteria using acous....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Microfluidic AcoustophoresisGram Negative BacteriaAptamer Affinity BeadsBacteria SeparationMicrofluidic ChipAcoustic Radiation ForceStreptavidin Coated BeadsFluorescence MicroscopyPressure ControllerBacterial Biomarker Detection

Related Articles