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समय चूक रूट पर्यावरण रैपिड हेरफेर साथ Arabidopsis रूट विकास के प्रतिदीप्ति इमेजिंग RootChip के के का उपयोग करना

Bioengineering
 

Summary

यह लेख RootChip के Arabidopsis पौध की खेती के लिए एक प्रोटोकॉल, एक microfluidic इमेजिंग मंच है कि सूक्ष्म जड़ निगरानी और intracellular metabolite का स्तर की झल्लाहट आधारित माप के साथ विकास शर्तों के स्वचालित नियंत्रण को जोड़ती है प्रदान करता है.

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Grossmann, G., Meier, M., Cartwright, H. N., Sosso, D., Quake, S. R., Ehrhardt, D. W., Frommer, W. B. Time-lapse Fluorescence Imaging of Arabidopsis Root Growth with Rapid Manipulation of The Root Environment Using The RootChip. J. Vis. Exp. (65), e4290, doi:10.3791/4290 (2012).

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Abstract

जड़ संयंत्र की शारीरिक लंगर के रूप में कार्य करता है और नाइट्रोजन, फास्फोरस, सल्फेट, और तत्वों का पता लगाने है कि पौधों को मिट्टी से प्राप्त के रूप में पानी और खनिज पोषक तत्वों के तेज के लिए जिम्मेदार अंग है. यदि हम उच्च फसल की उपज के उत्पादन के लिए स्थायी दृष्टिकोण विकसित करना चाहते हैं, हम बेहतर समझने के लिए कैसे रूट विकास, पोषक तत्वों की एक व्यापक स्पेक्ट्रम लेता है, और सहजीवी और रोगजनक जीवों के साथ सूचना का आदान प्रदान की जरूरत है. इन लक्ष्यों को पूरा करने के लिए, हम दिन पहले से लेकर समय समय पर सूक्ष्म विस्तार में जड़ों का पता लगाने में सक्षम होने की जरूरत है.

Microfluidic डिवाइस आधारित है, जो हमें बढ़ने और Arabidopsis seedlings से छवि जड़ों की अनुमति देता है, जबकि जड़ों को 1 इमेजिंग (चित्रा 1) के लिए तैयारी के दौरान किसी भी शारीरिक तनाव से बचने हम RootChip, polydimethylsiloxane (PDMS) विकसित. युक्ति एक बंटवारा चैनल के micromechanical वाल्व की विशेषता संरचना द्रव प्रवाह गाइड के शामिलसमाधान inlets से आठ अवलोकन के दो कक्षों में से प्रत्येक के लिए. यह छिड़काव प्रणाली है जड़ microenvironment से नियंत्रित किया जा करने के लिए और सटीक और गति के साथ संशोधित की अनुमति देता है. कक्षों की मात्रा लगभग 400 nl है, इस प्रकार परीक्षण समाधान के केवल न्यूनतम मात्रा की आवश्यकता होती है.

यहाँ हम वास्तविक समय संकल्प के साथ इमेजिंग आधारित दृष्टिकोण का उपयोग कर RootChip पर जड़ जीव विज्ञान का अध्ययन करने के लिए एक विस्तृत प्रोटोकॉल प्रदान करते हैं. जड़ें कई दिनों से अधिक समय व्यतीत हो माइक्रोस्कोपी का उपयोग विश्लेषण किया जा सकता है. जड़ें पोषक तत्व समाधान या inhibitors के साथ perfused किया जा सकता है, और आठ seedlings के समानांतर में विश्लेषण किया जा सकता है. इस प्रणाली को जड़ वृद्धि की उपस्थिति या रसायन, जीन अभिव्यक्ति के प्रतिदीप्ति आधारित विश्लेषण, और biosensors के विश्लेषण के अभाव में विश्लेषण सहित अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए क्षमता है, जैसे 3 nanosensors झल्लाहट.

Protocol

नोट: बाँझ शर्तों के तहत सभी तैयारी कदम कदम प्रदर्शन करना.

1. बीज अंकुरण के लिए प्लास्टिक कोन की तैयारी

  1. विकास 5 मिमी की मोटाई के लिए 1% अगर युक्त मध्यम के साथ एक 10 सेमी पेट्री डिश भरें. हम एक आधा Hoagland 4 मध्यम संशोधित शक्ति का उपयोग करें, लेकिन मध्यम संरचना करने के लिए व्यक्तिगत प्रयोगात्मक आवश्यकताओं के अनुरूप करने के लिए चुना जाना चाहिए.
  2. जबकि मध्यम अभी भी तरल है, एक मल्टी चैनल विंदुक का उपयोग पेट्री डिश से 5 मध्यम के μl के साथ 10 μl विंदुक युक्तियाँ को भरने के लिए.
  3. विंदुक टिप बॉक्स में भर युक्तियाँ स्टोर जब तक मध्यम ठोस है, तो 4 मिमी लंबे प्लास्टिक पेट्री एक ठोस मध्यम विकास युक्त पकवान में ईमानदार और शंकु जगह कटौती.

2. बीज अंकुरण और विकास अंकुर

  1. 5 मिनट के लिए 5% NaOCl में बीज बाँझ सतह, बाँझ पानी के साथ तीन बार धोना, तो मध्यम भरे शंकु के प्रत्येक के शीर्ष पर एक ही बीज जगहहै.
  2. Micropore टेप (3M) और दुकान के साथ 4 पर पकवान सील डिग्री सेल्सियस अंकुरण सिंक्रनाइज़.
  3. तीन दिन के बाद, एक विकास कैबिनेट प्लेट हस्तांतरण करने के लिए अंकुरण शुरू. हमारे विकास की स्थिति 23 ° C (100 μE -2 -1 एस लाइट तीव्रता) के एक 16h उच्च light/8h अंधेरे चक्र में हैं.
  4. 5 और 7 अंकुरण के बाद दिन के बीच में, seedlings के RootChip के लिए हस्तांतरण के लिए तैयार होना चाहिए. इस समय, रूट सुझावों प्लास्टिक शंकु के नीचे दुकानों के पास होना चाहिए. एक विदारक खुर्दबीन के नीचे अंकुर स्वास्थ्य, जड़ लंबाई और यदि लागू हो, एक फ्लोरोसेंट मार्कर की अभिव्यक्ति की जाँच करें.
  5. चिप पर स्थानांतरण के लिए व्यक्तिगत seedlings के निशान. एक मामले में दस या तो seedlings के चयन के स्थानांतरण के दौरान क्षतिग्रस्त है.

3. Seedlings के RootChip पर स्थानांतरण

  1. लंबी अवधि के प्रयोगों के लिए RootChip बाँझ लपेटो,टिशू पेपर, एक गिलास पेट्री डिश में जगह है, और आटोक्लेव में युक्ति.
  2. एक बार RootChip ठंडा है, यह तरल मध्यम विकास के साथ कवर किया. RootChip पूरी तरह से डूब चाहिए लेकिन द्रव स्तर RootChip सतह के ऊपर से अधिक नहीं 3 मिमी होना चाहिए.
  3. एक 20 μl विंदुक के साथ, जड़ इनलेट और आउटलेट कक्ष के माध्यम से मध्यम खींचने के लिए मध्यम के साथ अवलोकन कक्ष को भरने.
  4. प्लग प्लास्टिक शंकु RootChip inlets में 2.5 कदम में चुना है. शंकु snugly inlets में फिट होना चाहिए. चूंकि RootChip ऑप्टिकल ग्लास की एक पतली परत पर मुहिम शुरू की है, चिप के लिए बहुत अधिक दबाव लागू नहीं है.
  5. तरल माध्यम में रात भर RootChip सेते हैं. को अस्थायी रोकने के लिए, चिप पर दो गिलास स्लाइड जगह. एक चुंबकीय हलचल बार जोड़ें और पकवान बंद.
  6. एक चुंबकीय दोषी विधानसभा हस्तांतरण और धीरे मध्यम आंदोलन.
  7. RootChip inlets के एक 30 डिग्री के कोण पर चैनल faci के लिए सामान्य डिवाइस के लिए एक दूसरे को काटना(चित्रा 1 ए) चैनलों में रूट विकास litate की. आगे वांछित दिशा में विकास का समर्थन, विधानसभा पेट्री डिश के तहत दुकानों की चिप विपरीत पक्ष पर एक गिलास स्लाइड रखकर थोड़ा झुकाव.
  8. एक टाइमर से जुड़ा: चक्र / प्रकाश अंधेरे को बनाए रखने के लिए, एक अंगूठी दीपक (100 μE -2 मीटर -1 हल्की तीव्रता) के साथ seedlings के रोशन.

4. कैरियर के लिए RootChip कनेक्ट

  1. अगले दिन, तरल विकास मध्यम (चित्रा 1 बी) के साथ sealable है, pressurizable शीशी को भरने.
  2. चिप वाहक पलटना और एक स्थिर सतह पर जगह है. इस तरल मध्यम से RootChip निकालें और आईटी PDMS ओर चिप वाहक के नीचे एपर्चर में नीचे सम्मिलित है. चिप ओरिएंट इतना है कि नियंत्रण परत inlets युक्त पक्ष वाहक ओर दीवार में दबाव लाइन टयूबिंग connectors के पक्ष का सामना करना पड़ रहा है.
  3. पर कवर गिलास सूखीचिप द्वारा धीरे टिशू पेपर के साथ सोख्ता नीचे. वाहक करने के लिए टेप और सही पूरे विधानसभा के साथ RootChip सुरक्षित.
  4. टयूबिंग connectors 5 सेमी लंबे टुकड़ों में लचीला प्लास्टिक microbore के टयूबिंग (TYGON, 0.20 "आईडी x 0.060" आयुध डिपो) में कटौती और उन्हें स्टेनलेस स्टील microbore ट्यूब (न्यू इंग्लैंड लघु ट्यूब, 0.025 "आयुध डिपो .013 x" आईडी x 0.75 जोड़ने के द्वारा बनाई गई हैं " ) लंबे और इसी चिप पर नियंत्रण परत प्रवेश में प्रत्येक टयूबिंग संबंधक प्लग सिरिंज का उपयोग कर पानी के साथ टयूबिंग connectors भरें. पानी बाद में नियंत्रण परत चैनलों को भरने के लिए और किया जाएगा के micromechanical वाल्व दबाव प्रेषित किया.
  5. मीडिया / समाधान शीशी (ओं) में लाइनों के विपरीत छोर प्लग. हवा के एक सिरिंज के साथ समाधान शीशी के लिए दबाव लागू करें. लाइनों में वृद्धि समाधान शीशी के भीतर हवा के दबाव तरल मजबूर कर देगी.

5. माइक्रोस्कोप पर RootChip बढ़ते

  1. वाहक को microsc पर रखेंope के चरण. कमरे में कंपन के कारण प्रयोग के पाठ्यक्रम पर स्थानांतरण विधानसभा की संभावना को कम करने के लिए, वाहक बिल्कुल चरण डालने के notches में फिट होना चाहिए.
  2. चिप चिप के माध्यम से और माध्यम के प्रवाह वाल्व हवा के दबाव से नियंत्रित कर रहे हैं. नियामकों के साथ दो लाइनों से एक मुख्य दबाव लाइन की शाखाओं कर रहे हैं चैनलों के माध्यम से मध्यम प्रवाह को नियंत्रित करने के लिए प्रयोग किया जाता है, और अन्य solenoid हवा वाल्व है कि धक्का नियंत्रण परत के ऊपर वाल्व उकसाना से जुड़ा है. solenoid वाल्व कंप्यूटर से यूएसबी वाल्व नियंत्रक (गोमेज़ Sjöberg राफेल, लॉरेंस बर्कले राष्ट्रीय प्रयोगशाला द्वारा विकसित) के माध्यम से संचालित कर रहे हैं. चिप को जोड़ने से पहले दोनों दबाव नियामकों बंद करें.
  3. नमी विधानसभा के भीतर उच्च रखने के वाहक के जलाशयों में पानी की कुछ मिलीलीटर जोड़ें. यह कदम अब प्रयोगों के पाठ्यक्रम के लिए बाहर सुखाने से पौधों को रखने पर दोहराया जाना चाहिए. मात्रा के लिए टी कम से कम कम रखेंवह तरल है कि खुर्दबीन पर गिरा दिया जा सकता है की राशि. लंबी अवधि के प्रयोगों के लिए, चिप के आउटलेट से बहिर्वाह वाहक के जलाशयों में (4.4 कदम देखें) microbore टयूबिंग के साथ जलाशयों के लिए चिप के आउटलेट को जोड़ने के द्वारा निर्देशित किया जा सकता है. वैकल्पिक रूप से, बहिर्वाह कि चिप सतह पर जम जाता है pipetting द्वारा एकत्र किया जा सकता है.
  4. से पारदर्शी प्लास्टिक चादर संरक्षक (सी रेखा) की चुकता शीट तैयार करते हैं. वाहक करने के लिए डबल पक्षीय टेप से पारदर्शी प्लास्टिक विधानसभा में उच्च नमी को बनाए रखने को ठीक करें.
  5. चिप पर अंगूठी प्रकाश की स्थिति और बनाए रखने के चक्र / प्रकाश अंधेरे. अंगूठी प्रकाश बंद किया जाना चाहिए किसी भी प्रयोग है कि फ्लोरोसेंट मार्करों का उपयोग करता है, के रूप में प्रत्यक्ष रोशनी छवि संग्रह के साथ हस्तक्षेप करेगा शुरू करने के लिए पहले.

6. आपरेटिंग Labview इंटरफेस का उपयोग RootChip

Labview सॉफ्टवेयर मंच के लिए RootChip नियंत्रक इंटरफ़ेस कर सकते हैंहमारी वेबसाइट से डाउनलोड किया जा http://dpb.carnegiescience.edu/technology/rootchip .

  1. चिप पर वाल्व नियंत्रण परत करने के लिए दबाव लागू करने, solenoid हवा वाल्व खोलने के द्वारा इस मामले में बंद हो जाती हैं. नियंत्रक इंटरफ़ेस वाल्व संख्या नीचे बटन पर क्लिक करके वाल्व के प्रवर्तन की अनुमति देता है. उज्ज्वल हरी दबाव और एक चिप वाल्व (चित्रा 2 बी) के समापन के आवेदन को इंगित करता है. दबाव नियामकों को खोलने से पहले सभी तीन समाधान नियंत्रक इंटरफ़ेस में इनलेट वाल्व को सक्रिय करें. नोट: नियंत्रक इंटरफ़ेस एक राय पाश है, जो व्यवस्था की स्थिति की निगरानी की अनुमति देता है सुविधाएँ. यह सुविधा नियंत्रक इंटरफ़ेस में "Readback" बटन पर क्लिक करके सक्रिय किया जा सकता है.
  2. नियंत्रण परत के लिए दबाव नियामक खोलें और शुरू में 15 साई के लिए सेट है, तो प्रवाह परत के लिए नियामक खोलने के लिए और शुरू में 5 साई के लिए सेट. Depenवांछित प्रवाह दर पर डिंग, दबाव में बाद में समायोजित किया जा सकता है.
  3. मध्यम के साथ कक्षों फ्लश विकल्प के मध्यम विकास के लिए इनलेट वाल्व खोलें.
  4. खुर्दबीन के नीचे प्रवाह पथ की जाँच करें. आमतौर पर, हवा प्रवाह चैनलों में फंस गया है और हटाया जाना चाहिए. इसके अतिरिक्त, नियंत्रण परत के चैनल अभी भी हवा कि बाहर मजबूर किया जाना चाहिए और टयूबिंग कनेक्टर्स (मृत - अंत भरने) से पानी की जगह होते हैं. दोनों कार्य आठ कक्षों में से प्रत्येक कई बार (5 साई) निस्तब्धता जब तक सब हवा PDMS में चैनल ("degassing") से मजबूर है के द्वारा प्राप्त कर रहे हैं. नोट: नियंत्रक इंटरफ़ेस करने के लिए प्रयोगों को स्वचालित करने के लिए क्रमादेशित किया जा सकता है. इस तरह की दिनचर्या को भी degas चिप के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है.

7. प्रतिनिधि परिणाम

RootChip का मुख्य उद्देश्य एकीकरण के एक उच्च स्तर के साथ एक इमेजिंग मंच और एक ही उपकरण में एक छिड़काव प्रणाली गठबंधन है. जोड़ - तोड़ का प्रदर्शनजड़ों की microenvironment के हम काले रंग भोजन (hydroponic माध्यम 01:04 मन्दन) के साथ कक्षों प्लावित और कक्षों के भीतर तरल पदार्थ के आदान प्रदान मापा. 5 साई की सिफारिश की दबाव में हम एक गणना के प्रवाह की दर लगभग 1.5 μl / मिनट (चित्रा 3) में एक 10 सेकंड के भीतर पूरा विनिमय मापा.

हम भी इस मामले में अंधेरे में हो और एक बाह्य ऊर्जा स्रोत (चित्रा 4) के रूप में 10 मिमी ग्लूकोज के साथ आपूर्ति की जड़ में seedlings के विकास मनाया. प्रकाश और मध्यम की संरचना के रूप में विकास की स्थिति पर निर्भर करता है, पौधों लिए RootChip में मनाया जा सकता है तीन दिन के लिए.

RootChip के intracellular ग्लूकोज और galactose स्तर आनुवंशिक रूप से इनकोडिंग nanosensors व्यक्त जड़ों में, Forster अनुनाद ऊर्जा स्थानांतरण (झल्लाहट) 5-7 के आधार पर की निगरानी के लिए इस्तेमाल किया गया है. चिप में जड़ें ग्लूकोज या galactose समाधान के वर्ग दालों के साथ perfused थे (

चित्रा 1
आकृति 1. RootChip सिद्धांत.

  1. RootChip और जड़ों के विकास इमेजिंग के लिए आठ अवलोकन कक्षों सुविधाएँ. बीज पहले प्लास्टिक शंकु में उगना प्लास्टिक विंदुक युक्तियाँ से गढ़े - जो ठोस मध्यम से भर रहे हैं. जड़ टिप माध्यम से बढ़ता है और कक्ष जहां तरल माध्यम की एक सतत प्रवाह कक्ष में शर्तों लगातार रहता है पहुंचता है. Micromechanical वाल्व (लाल) के प्रवाह को नियंत्रित करते हैं. चिप एक ऑप्टिकल कवर कांच पर मुहिम शुरू की है.
    नहीं पैमाने पर ड्राइंग. (Grossmann एट अल, 2011 संयंत्र सेल से अनुमति के साथ अनुकूलित.)
  2. Schडायाफ्राम (लाल) के साथ एक pressurizable समाधान शीशी की eme.

चित्रा 2
चित्रा 2. कनेक्ट और RootChip के बढ़ते.

  1. पूरी तरह से जुड़ा हुआ RootChip और वाहक के शीर्ष दृश्य उलटा माइक्रोस्कोप पर मुहिम शुरू की.
  2. योजना valving प्रणाली और नियंत्रक इंटरफ़ेस illustrating. एक एकल कक्ष के लिए तरल प्रवाह का मार्गदर्शन करने के लिए सेटिंग वाल्व के लिए एक उदाहरण दिखाया गया है. जबकि 4 वाल्व एकल वाल्व, वाल्व समूहों में अधिनियम के माध्यम से 3 0 के रूप में अभिनय के माध्यम से 8. इस प्रणाली के साथ एक व्यक्ति कक्ष वाल्व का एक संयोजन को सक्रिय करने के द्वारा संबोधित किया जा सकता है.

चित्रा 3
चित्रा 3. समाधान का अवलोकन चर्चा में विनिमयambers डाई समाधान का उपयोग कर एक अवलोकन कक्ष में तरल पदार्थ के आदान प्रदान की विज़ुअलाइज़ेशन. छवि उज्ज्वल क्षेत्र और डाई संकेत झूठी रंग की तीव्रता का एक उपरिशायी है.

चित्रा 4
चित्रा 4. पर चिप एक एकल से बढ़ एक फ्लोरोसेंट व्यक्त के जड़ की जड़ विकास अवलोकन / 20 के पाठ्यक्रम पर ग्लूकोज और galactose के लिए nanosensor झल्लाहट. समय प्रारूप: hh: मिमी, पैमाने पर पट्टी: 100 माइक्रोन.

चित्रा 5
चित्रा 5. माप intracellular चीनी प्रयोग के स्तर nanosensors झल्लाहट.

  1. सेंसर की राशि जड़ टिप के भीतर सिट्रीन तीव्रता (बाएं) के रूप में दिखाया गया है. intracellular की प्रतिक्रिया झल्लाहट ग्लूकोज या galactose समाधान के आवेदन करने के लिए nanosensor के ratiometric छवियों के रूप में दिखाया गया है. (Grossmann एट अल से अनुमति के साथ अनुकूलित, 2011 पीएलएNT के सेल) स्केल पट्टी: 100 माइक्रोन.
  2. अनुरेखण ग्लूकोज की तीन दोहराया वर्ग दालों (हरा) और galactose (लाल) के लिए एक प्रतिक्रिया के रूप में अनुपात में परिवर्तन झल्लाहट.

Discussion

पारंपरिक विकास के तरीकों पर RootChip का मुख्य लाभ माइक्रोस्कोपी के लिए न्यूनतम इनवेसिव तैयारी, reversibly और बार बार रूट वातावरण को बदलने की क्षमता है, और कई दिनों की अवधि में developmentally सक्षम और physiologically स्वस्थ ऊतक के सतत अवलोकन के लिए क्षमता है. इससे पहले, seedlings खड़ी gelled मीडिया पर बड़े हो रहे थे और एक छिड़काव प्रणाली के लिए प्रयोग है, जो केवल एक समय में 8 एकल जड़ों को मापने की अनुमति दी से पहले तुरंत हस्तांतरित. Microfluidic उपकरण Arabidopsis के लिए, लेकिन एक कम एकीकरण स्तर पर 9 या छिड़काव 10 नियंत्रण के बिना इस्तेमाल किया गया है. RootChip सटीक प्रवाह मार्गदर्शन के माध्यम से प्रयोगों को स्वचालित करने की क्षमता के साथ एकीकरण के एक उच्च स्तर को जोड़ती है. इस मंच, सभी microfluidic 11 उपकरणों की विशेषता है, का एक अन्य लाभ है कि तरल के केवल न्यूनतम मात्रा आवश्यक अखरोट के साथ रूट की आपूर्ति के लिए आवश्यक हैंप्रयोगों के लिए भी कई दिनों फैले rients. RootChip वर्तमान में एक एकल उपयोग युक्ति के रूप में बनाया गया है, लेकिन बाद से चिप्स के उत्पादन की लागत कम कर रहे हैं, खपत अभिकर्मकों की छोटी मात्रा में चिप अभी भी बहुत लागत प्रभावी बनाता है.

वहाँ कुछ महत्वपूर्ण कदम है कि seedlings के स्वास्थ्य की गारंटी करने के लिए लिया जाना चाहिए रहे हैं:

प्लास्टिक शंकु में मात्रा केवल 3-4 μl है, जो जब हवा के संपर्क सूखी शुरू हो जाएगा. इसलिए यह महत्वपूर्ण है कि शंकु चिप पर स्थानांतरित कर रहे हैं जल्दी और आर्द्रता उच्च रखा जाता है जब तक जड़ों अवलोकन कक्षों, जो उन्हें पर्याप्त पानी के साथ की आपूर्ति करेगा तक पहुँच चुके हैं. 4,2 करने के लिए 4,5 कदम जल्दी और seedlings के सुखाने को रोकने के लिए रुकावट के बिना किया जाना चाहिए.

3.5 कदम - 3.8 तरल मीडिया के दौरान जो जड़ों अवलोकन कक्षों में बढ़ने में चिप के ऊष्मायन का वर्णन. यह कदम ग में चिप बढ़ते द्वारा छोड़ी नहीं जा सकती हैarrier तुरंत और मध्यम विकास के साथ लगातार छिड़काव शुरू. हालांकि, हम मध्यम विकास में भिगोने रातोंरात सलाह देते हैं, के रूप में यह कुछ फायदे हैं: 1) यह एक आर्द्र वातावरण बनाता है ताकि seedlings के कम शुष्क बन के रूप में वे अवलोकन कक्ष में बढ़ने की संभावना है; 2) चिप तरल में भिगो है, degassing (6.4 कदम) तेजी से हो जाएगा.

यह कम घुला हुआ पदार्थ सांद्रता के साथ मीडिया का उपयोग करने के लिए महत्वपूर्ण है. और अधिक ध्यान केंद्रित समाधान वेग और चैनलों को रोकना हो सकता है, खासकर अगर चिप कई दिनों से अधिक प्रयोग किया जाता है.

एक बार उपकरण हवा के दबाव लाइन से जुड़ा है, माध्यम के प्रवाह के वाल्व में हाइड्रोलिक दबाव को बदलने के द्वारा नियंत्रित किया जाता है. Micromechanical वाल्व का उचित बंद करने की गारंटी, यह महत्वपूर्ण है के लिए एक नियंत्रण दबाव है कि प्रवाह दबाव की तुलना में लगभग तीन गुना अधिक है का चयन करें. प्रवाह दबाव 15 साई से अधिक नहीं के रूप में तरल पदार्थ जड़ inlets के बाहर धक्का दे दिया जाएगा चाहिए. उच्च मा दबाववाई भी चिप है, जो चिप बेकार renders के delamination कारण.

RootChip की एक सीमा है कि PDMS झरझरा और hydrophobic है. जबकि सामग्री जलकृत समाधान के लिए व्यावहारिक रूप से निष्क्रिय है, यह कार्बनिक यौगिकों 12 अवशोषित हो सकता है. यह समाधान के रूप में कार्बनिक यौगिकों सामग्री से रिसाव हो सकता है जब भी इस परिसर की आपूर्ति के प्रवेश पर रोक दिया गया है की एक तेजी से मुद्रा के साथ हस्तक्षेप कर सकते हैं. सरंध्रता के कारण, कार्बनिक सॉल्वैंट्स का उपयोग 12 PDMS की सूजन का कारण हो सकता है.

हम RootChip अनुकूलन और फसल पौधों की जड़ों के साथ उदाहरण के लिए, अपनी उपयोगिता का विस्तार जारी है. हम मानते हैं कि उपचार और अवलोकन के लिए रूट करने के लिए उपयोग में सुधार, RootChip तरह microfluidic उपकरणों जड़ अनुसंधान के नए आयाम खुल जाएगा.

Disclosures

ब्याज की कोई संघर्ष की घोषणा की.

Acknowledgments

हम फिलिप Denninger वीडियो तैयारी और भावना चौधरी के साथ संयंत्र झल्लाहट सेंसर व्यक्त लाइनों प्रदान करने के लिए मदद के लिए धन्यवाद. यह काम राष्ट्रीय विज्ञान फाउंडेशन (1021677 MCB), ऊर्जा विभाग WBF, राष्ट्रीय स्वास्थ्य संस्थान (de-FG02-04ER15542), और हॉवर्ड ह्यूजेस मेडिकल SRQGG संस्थान से अनुदान द्वारा समर्थित किया गया एक EMBO लंबे समय तक के द्वारा समर्थित किया गया फैलोशिप की अवधि. एम.एम. अलेक्जेंडर वॉन हम्बोल्ट फाउंडेशन द्वारा समर्थित किया गया.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Chip carrier, software and other information. Carnegie Institution - DPB CAD and CNC files for carrier fabrication, controller software and further information are available for download from the website http://dpb.carnegiescience.edu/technology/rootchip Carriers can also be ordered from this website.
RootChip Stanford Foundry Mask designs and fabrication protocols are available upon request. Ready-to-use RootChips can be ordered from http://www.stanford.edu/group/foundry/
Chip controller Home-built The automated valve controller system was originally developed by Rafael Gómez-Sjöberg , Lawrence Berkeley National Lab. A detailed instruction how to build your own actuated valve controller can be found at https://sites.google.com/a/lbl.gov/microfluidics-lab/valve-controllers

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References

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Comments

2 Comments

  1. How can I get a chamber like that, can I buy it? where to ask for it?...Thanks a lot,
    Luis Cardenas

    Reply
    Posted by: luis c.
    September 3, 2012 - 5:28 PM
  2. Hi,
    chips can be ordered from the Stanford Microfluidics Foundry ( http://www.stanford.edu/group/foundry/). Select custom-made PDMS chips and refer to "RootChip Vs1". To set the system up in your lab you also need valves and controller for the pressure line. Instructions how to build these can be found under the links given in the article. Please feel free to contact me by email for further details.

    Guido

    Reply
    Posted by: Anonymous
    September 3, 2012 - 5:52 PM

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