Çok kanallı mikroakışkan Cihazlar ayırmak Boncuk ve Hücreler Dielectrophoresis ve Laminar Flow

Bu prosedürün genel amacı, baskılı devre kartları veya PCB'ler kullanarak D Elektroforez veya DEP kullanarak mikroakışkan cihazlar içindeki hücreleri ve boncukları manipüle etmektir. Bu, önce PCB elektrotlarının ve mikroakışkan kanalların tasarlanması ve hazırlanmasıyla gerçekleştirilir. Prosedürün ikinci adımı, PCB mikroakışkan düzeneğini ve boncuk ve hücre çözeltilerini hazırlamaktır.

Prosedürün üçüncü adımı, kanalları düşük iletkenliğe sahip ortamla doldurmak, ardından boncukları ve hücreleri yüklemektir. Prosedürün son adımı, PCB düzeneğini güç amplifikatörü ve fonksiyon üreteci ile bağlamak ve ardından DEP'yi başlatmaktır. Sonuç olarak, DEP kullanımı yoluyla mikroakışkan cihazlardaki hücrelerin ve boncukların ayrılmasını ve manipülasyonunu gösteren sonuçlar elde edilebilir.

Genel olarak, bu yönteme yeni olan kişiler mücadele edecektir, çünkü istenen hücre için mikroakışkan cihazla çalışan etkili bir elektrot veya boncuk manipülasyonu geliştirmek için DEP ilkelerinin kullanıcı tarafından anlaşılması gerekir. Öte yandan, PCB'lerin elektrot olarak kullanılması, mikroakışkan cihazlarda hücre ve boncuk aktivasyonunu bir dizi bilimsel disipline ulaşılabilir hale getirir. Bu prosedürün ilk adımı, baskılı devre kartını veya PCB elektrotlarını, düzgün olmayan bir elektrik alanı oluşturmak için istenen geometriye sahip olacak şekilde tasarlamaktır.

Tasarım tamamlandığında, özelleştirilmiş PCB elektrot çiplerini ticari bir imalat tesisi aracılığıyla sipariş edin. Özel yapım PCB geldikten sonra, açın ve bu gösteri için inceleyin. PCB 8,4 santimetre uzunluğunda ve 2,1 santimetre genişliğindedir.

Metal elektrotlar beş milimetre genişliğindedir. Bu örnekte, elektrotların iki uzun metal şeridi ve elektrotların iç içe geçtiği iki adet 4,5 milimetre uzunluğunda çapraz bölgesi vardır. Bu sayısallaştırılmış bölgeler, stimülatörden PCB elektroduna bir bağlantı oluşturmak için güçlü, düzgün olmayan bir elektrik alanı oluşturur.

Elektrotun ucuna 16 gauge bir tel yerleştirin. Teli PCB'nin metal alanında yerinde tutmak için sıcak bir havya kullanın. Bu teli ısıtır.

Lehimi ısıtılmış tele tutun ve az miktarda lehimin telin içine akmasına izin verin. Tel lehim ile doldurulduktan sonra, lehim soğurken teli yerinde tutan havyayı çıkarın. PCB üzerindeki diğer elektrik bağlantısı için lehimleme işlemini tekrarlayın.

Bir sonraki adım, istenen dallanma modeline sahip mikroakışkan kanalları hazırlamaktır. Standart mikro üretim tekniklerini kullanarak, bir silikon gofret ve SU sekiz fotorezist kullanarak kanalları tanımlamak için bir ana kalıp oluşturun. Bu ana kalıbın bir giriş kanalı ve üç hedef kanalı vardır.

Kanalların genişliği 100 mikrometre, kanalların yüksekliği ise 27 mikrometredir. Ana kalıp oluşturulduktan sonra, polimetil LAANE veya PDMS elastomerini bir kürleme maddesi ile 10'a bir oranında beş dakika boyunca ağırlık oranında karıştırın. Sıvı PDMS'yi prefabrike SU sekiz ana kalıba dökün ve sıvı PDMS'yi üç dakika boyunca vakuma maruz bırakarak hava kabarcıklarını çıkarın.

Tüm baloncukları tamamen çıkarmak için gerekirse vakum işlemini tekrarlayın. Gerekirse ekstra kabarcıkları gidermek için bir nitrojen gazı akışı kullanılabilir. PDMS'yi iki saat boyunca 70 santigrat derecede bir fırında kürleyin.

Mikroakışkan kanalların bulunduğu P-D-M-S-S laboratuvarını gofretten çıkarmak için bir tıraş bıçağı kullanın. Kanal boşluğu yukarı bakacak şekilde gofreti kırmamaya dikkat edin. Mikroakışkan cihaza sıvıları ve hücreleri sokmak için delikler açmak için bir biyopsi zımbası kullanın. Süslemek.

Herhangi bir fazla PDMS. Toz ve kalıntı içermediğinden emin olmak için mikroakışkan cihazı inceleyin. PDMS'yi temizlemek için 3M Scotch Magic bandı kullanın.

PDMS kanallarını ve 80 ila 130 mikrometre kalınlığında temiz bir sıfır numaralı kapak kızağını 1,5 dakika boyunca plazma gazına maruz bırakın. PDMS laboratuvarını ve kapak kızağını bir Petri kabı plazma bağındaki plazma temizleyiciden çıkarın, kapak kızağına dayalı PDMS mikroakışkan kanalları, kapak kızağı mikroakışkan tertibatını en az 100 santigrat dereceye ayarlanmış bir sıcak plaka üzerinde en az 15 dakika ısıtın. Mikroakışkan cihazın hazırlanmasındaki son adım, PDMS kanallarını konumlandırmak ve kaymayı PCB'nin elektrotlarının üzerine yerleştirmektir.

PCB'nin üzerine yaklaşık 10 mikrolitre mineral yağ koyarak başlayın. PCB ile kapak kızağı arasında sıkı temas sağlamak için, kapak kaymalı mikroakışkan kanal tertibatını, kapak kızağı ile birlikte yağlanmış PCB'ye yerleştirin. Yağla temas ederek, iyi bir temas sağlamak ve hücre ve boncuk görselleştirmesini bozabilecek hava kabarcıklarını en aza indirmek için kapak kayma mikroakışkan tertibatını hafifçe aşağı bastırın.

Bir diğer önemli adım, düşük iletkenliğe sahip ortam karışımının, %8.5 sükroz ve hacimce %0.3 glikoz ağırlığının deiyonize suda hazırlanmasıdır. Mikroakışkan cihaz artık bir pipet kullanarak kullanıma hazırdır: gerekirse her mikroakışkan kanalı 15 ila 20 mikrolitre düşük iletkenliğe sahip ortamla doldurun. Kanallardaki kabarcıkları gidermek için vakum aspirasyonu kullanın.

Bir sonraki adım, test parçacıklarını mikroakışkan cihaza sokmaktır. Bu gösteri, düşük iletkenliğe sahip ortamın mikrolitresi başına 550 polistiren boncukluk bir süspansiyon kullanır, çünkü boncuklar zamanla çökelebilir, boncukları çalkalama ile askıya alabilir. Daha sonra bir pipet kullanarak, kanala 200 mikrolitre polistiren boncuk süspansiyonu yerleştirin.

Bir sonraki adım, elektrotları hazırlamak, bir fonksiyon üretecinin çıkışını bir AC güç amplifikatörünün girişine bağlamaktır. Ardından amplifikatörün çıkışını elektrot tellerine bağlayın. Kullanıcıları olası elektrik çarpmasına maruz kalmaktan korumak için kurulumun tüm elektrik kablolarını ve yüzeylerini elektrik bandı ile örtün.

Fonksiyon üretecini bir ila 1,5 megahertz arasında bir sinüs dalgası çıkışı üretecek şekilde ayarlayın. Bu kurulumdaki hücreleri ve boncukları sıralamaya başlamak için DEP'yi başlatın. Giriş kanalı sağdadır ve üç hedef kanal üçlü kavşakta ayrılır.

PCB elektrotları, laminer akış olmadan ve DEP olmadan siyah şeritlere karşılık gelir. Boncuklar, DEP başlatıldığında esasen sabittir, ancak akışı yoktur. Boncuklar, laminer akış açıkken PCB elektrotlarına doğru ve elektrotlar arasındaki boşluktan uzağa hareket eder.

Ancak DEP kapalıdır, giriş kanallarından akan boncuklar üç hedef kanal arasında bölünmüştür. DEP başlatıldığında ve laminer akış açıkken, boncuklar yalnızca merkezi kanalda akacak şekilde harekete geçirilir. Sonraki videolarda, mikroakışkan cihaz PCB elektrotlarının üzerinde döndürüldü ve bu da kanalların oryantasyonunda bir değişikliğe neden oldu.

PCB elektrotları ile ilgili olarak. Daha önce PCB elektrotlarına dik olan Giriş kanalı, şimdi laminer akış açıkken elektrotlara neredeyse paraleldir. Ancak boncuklardan DEP, üç hedef kanala da eşit olarak girer.

DEP başlatıldığında, boncuklar trifurkasyon noktasına yaklaşır ve DEP kuvveti boncukları elektrotun üzerindeki yan kanala çeker. Videodaki bu sonraki şekil seti, mikroakışkan cihazdaki insan kolon adenokarsinomu veya HT 29 hücreleri ve floresan boncukların bir karışımını göstermektedir. Bu DIC görüntüsünde, açık ok laminer akışın yönünü tanımlar ve kanallar kesikli çizgilerle özetlenir.

Yansıtıcı metal elektrotlar, hafif arka plan şeridi olarak görülebilir, parlarken boncukları görüntülemek için DIC mikroskobu kullanılır. Ölçek yoğunluğu. Hücrelerin daha görünür olması için görüntüler kullanılır.

Bu şekil, bir parıltı ölçeği yoğunluk görüntüsü olarak gösterilmesi dışında, diğer şekille aynı görüntüdür, bu nedenle boncukların yanı sıra hücreleri de görselleştirmesi gerekir. Yansıtıcı metal elektrotlar bu şekilde sarı ve yeşil çizgiler olarak gösterilmektedir. DEP ile, boncuklar DIC görüntüsünde gösterildiği gibi sağ kanaldan çıkarken, HT 29 hücreleri DEP'yi başlatmadan önce ışıma ölçeği görüntüsünde gösterildiği gibi merkezi ve sol kanaldan çıkar, Karışık bir hücre ve boncuk çözeltisi bir giriş kanalından üç ayrı hedef kanala akar.

DEP'yi indükledikten sonra, boncuklar ve hücreler seçici olarak ayrı kanallara aktive edilir. Bu videoyu izledikten sonra, mikroakışkan cihazlardaki hücrelerin ve boncukların manipülasyonu için kadran elektroforezini uygulamaya nasıl başlayacağınızı iyi anlamış olmalısınız.