Sign In

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • النتائج
  • Discussion
  • Disclosures
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

صمم منصة biosensor موائع جزيئية وملفقة استخدام تكنولوجيا مقاوم الضوء الفيلم جافة منخفضة التكلفة للتحديد الكمي لمختلف التحاليل السريعة والحساسة. يسمح هذا النظام تستخدم مرة واحدة لقراءات الكهروكيميائية لفحوصات المرتبط بالانزيم على-رقاقة-معطلة عن طريق تقنية وقف التدفق.

Abstract

وفي السنوات الأخيرة أصبح تشخيص العلامات البيولوجية أداة لا غنى عنها لتشخيص الأمراض البشرية، خاصة بالنسبة لعمليات تشخيص نقطة من الرعاية. الغاية هو المطلوب منصة استشعار سهلة الاستخدام ومنخفضة التكلفة لقياس أنواع مختلفة من تحليلها (مثلاً، المؤشرات الحيوية والهرمونات والمخدرات) الكمية، وعلى وجه التحديد. لهذا السبب، تم استخدام تكنولوجيا مقاوم الضوء الفيلم الجافة-تمكين رخيصة، تلفيق السطحية، والفائق-لتصنيع biosensor موائع جزيئية المعروضة هنا. اعتماداً على العينة المستخدمة بعد ذلك، منصة متعددة الاستخدامات قادرة على اكتشاف أنواع مختلفة من الجزيئات الحيوية. لتصنيع الجهاز، يتم تأسيسها أقطاب البلاتين في إحباط بوليميد مرنة (PI) في الخطوة العملية فقط في غرفة نظيفة. إحباط PI بمثابة ركيزة للأقطاب، التي هي معزولة مع مقاوم الضوء على أساس الإيبوكسي. بعد ذلك يتم إنشاء القناة موائع جزيئية التنمية والتصفيح من رقائق مقاوم الضوء (الترميد) فيلم الجافة على رقاقة PI. باستخدام حاجز وقف مسعور في القناة، يتم فصل القناة إلى مجالين محددين: قسم التثبيت للانزيم المرتبط بالانزيم وخلية قياس الكهروكيميائية لقراءات إشارة أمبيروميتريك.

تجميد العينة على شريحة يؤديها الامتزاز الجزيئات الحيوية على سطح القناة. إنزيم الجلوكوز أوكسيديز كمحول لتوليد الإشارات الكهروكيميائية. حضور الركازة، السكر، وتنتج بيروكسيد الهيدروجين، التي يتم الكشف عنها في مسرى العامل البلاتين. يتم تطبيق تقنية وقف تدفق للحصول على تضخيم الإشارات جنبا إلى جنب مع الكشف السريع. الجزيئات الحيوية المختلفة يمكن أن تقاس كمياً عن طريق نظام موائع جزيئية أدخلت، يعطي مؤشرا لأنواع مختلفة من الأمراض، أو، فيما يتعلق بالعقاقير العلاجية الرصد، وتيسير علاج شخصية.

Introduction

على مدى العقدين الماضيين، أصبحت التطبيقات التشخيصية الأولية لإجراء دراسات متعمقة في مجال الصحة العامة على الصعيد العالمي. عادة، يتم استخدام أدوات التشخيص المختبري للكشف عن الأمراض. على الرغم من أنها لا تزال تلعب دوراً رئيسيا في تشخيص الأمراض، العناية بنقطة اختبار (جريدتين) يؤديها قرب المريض أو من المريض نفسه وقد أصبح أمرا شائعا أكثر وأكثر في السنوات الأخيرة. خاصة في مثل هذه الحالات التي تتطلب العلاج الفوري، مثل احتشاء عضلة القلب الحاد أو رصد داء السكري، تأكيد استنتاج السريري السريع ضروري. ومن ثم، هناك حاجة متزايدة لجريدتين من الأجهزة التي يمكن أن تعمل غير الخبراء والتي في نفس الوقت قادرة على أداء اختبارات تشخيصية دقيقة في المختبر في وقت قصير1،2،3،4 .

وقد حققت بالفعل تحسينات ملحوظة في ميدان جريدتين. ومع ذلك، لا تزال هناك العديد من التحديات للتغلب على5،6،،من78. لمنصة جريدتين تكون أطلقت بنجاح في السوق وتكون قادرة على المنافسة مع التشخيص المختبري، الجهاز دقة يجب أن تفي بالمتطلبات التالية: (ط) توفير نتائج الاختبار الدقيق والكمية التي تتوافق مع المختبرات النتائج التي توصل إليها؛ (ثانيا) قد قصيرة عينة-إلى-نتيجة مرات، مما يتيح معالجة فورية للمريض؛ (ثالثا) ميزة غير معقدة وسهلة المناولة، حتى عندما كانت تعمل بالأفراد غير المدربين، وتتطلب تدخل المستخدم مصغر؛ و (رابعا) تتألف من وحدة الاستشعار منخفضة التكلفة مصممة لتطبيقات تستخدم مرة واحدة. وعلاوة على ذلك، خالية من معدات التشخيص مواتية، لا سيما في بيئات فقيرة الموارد3،،من46.

بسبب هذه الاحتياجات الشديدة، سوى نظامين جريدتين استناداً إلى كشف الكهروكيميائية (مثلاً، شرائط اختبار الدم الجلوكوز) والتدفق الأفقي تحديدكم (مثل اختبارات الحمل المنزلية) بنجاح بدأت في السوق حتى الآن. غير أن كلا النظامين تعاني من عيوب مثل ضعف الأداء (أي الدم الجلوكوز رصد نتائج الاختبار غير دقيقة وفحوصات التدفق الأفقي فقط توفر نتائج القياس النوعي (الإيجابية أو السلبية))4، 6. هذه المآخذ على النظم التقليدية في جريدتين أدت إلى تزايد طلب على استكشاف التكنولوجيات الجديدة أن تقدم كشف سريعة ومنخفضة التكلفة والكمية عند نقطة الرعاية4،5.

ولمواجهة هذه التحديات التي تواجه الأجهزة جريدتين، تكنولوجيا الترميد مؤخرا واستخدمت لتصنيع أجهزة الاستشعار المتاح ومنخفضة التكلفة9،10،،من1112، 13 , 14-مقارنة بمواد معدني لينة والسائلة، مثل PDMS أو سو-8، دفرس يقدم العديد من الفوائد: (ط) كانت متوفرة في مجموعة متنوعة من التراكيب وسمك (من بضعة ميكرونات إلى عدة ملليمترات)؛ (ثانيا) بمساحة تقريبية جداً، مما يسهل الانضمام إلى مختلف المواد؛ (ثالثا) ميزة سمك ممتازة التوحيد؛ (رابعا) توفر التلفيق رخيصة وسهلة، والفائق لوسائل الإنتاج؛ (v) هي سهلة لقص مع مختلف أدوات منخفضة التكلفة، مثل زوج بسيط من مقص؛ و (سادسا) يسمح بإنشاء هياكل ثلاثية الأبعاد، مثل قنوات موائع جزيئية، التراص طبقات الترميد متعددة فوق بعضها البعض.

من ناحية أخرى، قد دفرس عموما قرار فقيرة نسبيا بالمقارنة مع مقاومات الضوء السائل، الذي هو أساسا الناجم عن سمك الفيلم وزيادة المسافة بين القناع والترميد بسبب إحباط الواقية، الذي يمكن بالإضافة إلى ذلك الضوء نثر. لا يزال، لتصنيع أجهزة الاستشعار موائع جزيئية متكاملة، دفرس عالية مناسبة لإنتاج منخفضة التكلفة.

ولذلك، نحن الموجودين في هذا العمل على تصنيع وتطبيق بيوسينسور على أساس الترميد موائع جزيئية الكهروكيميائية. يصف البروتوكول مفصلاً كل خطوة إنتاج منهاج بيوسينسور، والتثبيت على الرقاقة مقايسة نموذج القائم على الحمض النووي، وقراءات الكهروكيميائية استخدام تقنية وقف التدفق. ويتيح هذا المنبر العالمي الكشف عن العديد من أنواع من الجزيئات الحيوية، باستخدام تكنولوجيات الإنزيم مختلفة (مثلاً، علم الجينوم، سيلوميكس، والبروتينات) أو صيغ التحليل (مثلاً، قادرة على المنافسة، وساندويتش، أو مباشرة). استناداً إلى منصة الترميد، مجموعتنا سابقا بنجاح أثبت التقدير الكمي السريع والحساسة للتحاليل المختلفة، بما في ذلك المضادات الحيوية13،،من1516 (التتراسيكلين، بريستيناميسين، والمضادات الحيوية ß-لاكتام)، تروبونين أنا17، ومضمون ف18.

Protocol

1-تصنيع تكنولوجيا الترميد باستخدام Biosensor موائع جزيئية

  1. قوفرات إعداد بي. جولة الركازة قص بي
    1. إلى 6 في الرقائق. وضع رقاقة PI في فرن على 120 درجة مئوية لحوالي 1 ح لخبز جفاف.
  2. الخطوة التصويرية الأولى لعملية زنتها.
    1. برنامج تدور-المغطى بوقت غزل 30-s على 3000 دورة في الدقيقة، مع تسارع 2,000 لفة في الدقيقة/س مكان يفر PI في سبين-المغطى وإصلاحه، وتطبيق فراغ. الاستغناء عن 2 مل من مقاومة، مما يتيح عملية انطلاقة، وبدء تشغيل البرنامج تدور المغطى. إزالة يفر من زيادة ونقصان-المغطى ولينة-خبز يفر PI على طبق ساخن لمدة 2 دقيقة في 100 درجة مئوية.
    2. ضبط قناع المرجوة للزخرفة أقطاب كهربائية على رقاقة PI بالعين المجردة وتعريضها إلى 400 مللي جول/سم 2 الأشعة فوق البنفسجية الخفيفة (365 نانومتر). مكان يفر في وعاء مليئة بمطابقة مقاومة مطور في شاكر مداري والسماح لها بهزة قليلاً لدقيقة 1
    3. بعد إزالة مقاومة الزائد، استخدم دش شطف يفر PI بالمياه (المياه دي) على مقاعد البدلاء رطب والجاف لأنه بعد ذلك باستخدام الهواء المضغوط.
  3. ترسب البلاتين لتشكيل أقطاب كهربائية-
    1. تستخدم عملية ترسب بخار مادية قياسية لإيداع 200 نيوتن متر البلاتين على رقاقة 19-
    2. مكان يفر في وعاء. إضافة مزيل مطابقة للوعاء وإزالة المقاومة زنتها بينما قليلاً تهتز يفر على شاكر مداري حتى تتم إزالة جميع البلاتين الزائدة. شطف وتجفيف يفر بي كما هو موضح في الخطوة 1.2.3.
  4. التصويرية والخطوة الثانية: تشكيل طبقة العزل.
    1. وضع رقاقة PI في فرن يسخن إلى 120 درجة مئوية لمدة 5 دقائق ليذوي إجرائه.
    2. S
    3. برنامج الخطوة الأولى زيادة ونقصان-المغطى إلى 5 من الغزل الوقت 500 لفة في الدقيقة. برنامج الخطوة الثانية لمدة 30 ثانية على 4000 لفة في الدقيقة، مع تسارع 700 دورة في الدقيقة/س.
    4. مكان يفر PI على زيادة ونقصان-المغطى وإصلاحه، وتطبيق فراغ. الاستغناء عن 4 مل من مقاوم الضوء على أساس الإيبوكسي المناسبة قبل بدء البرنامج تدور المغطى.
    5. لينة-خبز يفر المغلفة لمدة 3 دقائق عند 95 درجة مئوية على لوحة الساخن.
    6. ضبط القناع لطبقة العزل على رقاقة استخدام علامات محاذاة كل منهما وعدسة العين. كشف يفر إلى 100 مللي جول/سم 2 الأشعة فوق البنفسجية الخفيفة (365 نانومتر).
    7. لخبز بعد تعرض، مكان الرقاقة على لوحة الساخن مسخن لمدة 2 دقيقة في 95 ° C.
    8. مكان يفر في وعاء ووضع المقاومة مع مطور مناسبة (مثل 1-ميثوكس-2-بروبيل-أسيتات لمدة 2 دقيقة، في حالة سو-8) على شاكر مداري.
    9. شطف يفر بي أولاً بالكحول وثم شطف والجافة كما هو موضح في الخطوة 1.2.3.
    10. الثابت-خبز مقاوم الضوء في فرن ح 3 على 150 درجة مئوية.
  5. ساعد البلازما التنظيف من أقطاب كهربائية-
    1. لإزالة بقايا مقاوم الضوء، واستخدام البلازما الأوكسجين مع وحدة بلازما قياسية. ابدأ تشغيل برنامج التنظيف، استخدام طاقة التردد المنخفض 200-ث مع تدفق 100% O 2، بمعدل 250 sccm، ومجموع وقت الحد الأدنى 3
    2. مكان يفر بي إلى غرفة البلازما وإصلاح الرقاقة على اللوحة على أسس استخدام أغطية الزجاج، وبدء عملية البلازما.
  6. الفضة وترسيب كلوريد الفضة: إنشاء قطب مرجعي على شريحة.
    1. باسيفاتي جهة الاتصال البلاتين منصات ليفر مع شريط لاصق حساسة للأشعة فوق البنفسجية. قطع إحباط 5 ملم على نطاق المنظومة و 11 سم طوله المشارب وإرفاقها ليفر، حماية أجزاء لا تودع الفضة.
    2. ترسيب الفضة، وضع حمام سونيك (35 كيلو هرتز) في خزانة الأبخرة وإدراج حاوية الحل اﻻلكتروﻻيت الفضة (100 غرام/لتر Ag، الأس الهيدروجيني 12.5) في الحمام. تعيين حمام سونيك إلى درجة حرارة الغرفة والسلطة إلى 10%-
      تنبيه: حلول اﻻلكتروﻻيت الفضة شديدة السمية وينبغي التعامل معها بعناية فائقة. ينبغي ابدأ أن استنشاق الأبخرة.
    3. الاتصال
    4. الاتصال الجزء الأكبر من أقطاب مرجع مصدر الحالي مستمر. توصيل العداد الكهربائي، سلك فضة هي مغمورة في الحل اﻻلكتروﻻيت الفضة، إلى مصدر الحالية باستخدام كابلات الاتصال القياسية.
    5. تعيين المصدر الحالي للعاصمة وكثافة التيار-4.5 mA/سم 2، مما أدى إلى معدل ترسيب فضة حوالي 0.3 ميكرومتر/دقيقة بدء حمام سونيك واسمحوا المصدر الحالي تشغيل ل 10 دقيقة شطف يفر مع المياه دي
    6. لإضافة الكلور مسرى مرجع، إدراج سفينة من 0.1 متر كلوريد البوتاسيوم (بوكل) الحل في الحمام سونيك. ربط جهة الاتصال الأكبر يفر وقطب البلاتين التي هي مغمورة في حل بوكل مع المصدر الحالي المستمر-
    7. تعيين المصدر الحالي للعاصمة وكثافة التيار +0.6 mA/سم 2، أسفر عن معدل ترسيب تقريبا 0.075 ميكرومتر/دقيقة بدء حمام سونيك واسمحوا المصدر الحالي تشغيل ل 7.5 دقيقة
    8. الشطف وجاف PI رقاقة، كما هو موضح في الخطوة 1.2.3.
    9. إزالة الشريط حساسة للأشعة فوق البنفسجية بعد الأشعة فوق البنفسجية (365 نانومتر) تعرض 300 مللي جول/سم 2 والشطف وجاف يفر PI، مرة أخرى كما هو موضح في الخطوة 1.2.3.
  7. التصويرية الخطوة الثالثة: "استخدام دفرس" لإنشاء قنوات موائع جزيئية.
    1. قص الطبقات الترميد اللازمة إلى حجم مماثل ليفر (20 × 20 سم 2). إصلاح القناع المطلوب على وحدة التعرض ومحاذاة الطبقة الترميد على قناع باستخدام العين المجردة. تسليط الضوء المقاومة مع 250 مللي جول/سم 2 الأشعة فوق البنفسجية ضوء (365 نانومتر).
    2. إزالة رقائق واقية من مقاوم الضوء وتطوير المقاومة لحوالي 2 دقيقة (اعتماداً على بنيات) في محلول كربونات الصوديوم (Na 2 CO 3) 1% استخدام حمام سونيك قياسية (35 كيلو هرتز) يسخن إلى 42 درجة مئوية وقوة سونيك من 100%. وقف رد الفعل فورا، اهتز مقاومة لمدة 1 دقيقة في حمام HCl 1% على شاكر مداري. شطف وتجفيف كل طبقة الترميد، كما هو موضح في الخطوة 1.2.3.
      ملاحظة: في المجموع، أربع طبقات الترميد بحاجة إلى معالجتها كما هو مذكور في الخطوة 1، 7: طبقة قناة واحدة وطبقة غلاف واحد واثنين من طبقات المؤخر (منع في بيوسينسور من الانحناء في النهاية)-
  8. طبقات التصفيح الترميد على الركازة بي.
    1. مكان يفر PI على رقائق النفقات عامة شفافية وإصلاحه باستخدام شريط لاصق القياسية. ضبط طبقة الترميد القناة على رقاقة PI تحت مجهر، استخدام بنيات محاذاة كل منهما.
    2. للتصفيح، استخدم تغليف رول ساخنة قياسية وتسخَّن لفة الأعلى إلى 100 درجة مئوية ولفه أسفل إلى 60 درجة مئوية. تعيين الضغط على شريط 3، بسرعة إلى الأمام من 0.3 متر/دقيقة مكان يفر مع طبقة الترميد الثابتة في وسط تغليف و بدء تشغيله؛ الترميد دفع من خلال تغليف. كرر الخطوة بعد التناوب يفر من 180°.
    3. لمنع الانحناء بيوسينسور، الغلاف البلاستيكي طبقتين المؤخر المتقدمة على رقاقة اتباع الخطوات 1.8.1-1.8.2.
  9. توظيف حاجزاً وقف مسعور وختم الرقاقة. وضع طبقة واقية من الجانب الأمامي للقناة الترميد
    1. إزالةأية عن طريق وضع شريط لاصق القياسية في نهاية واحدة من الترميد سحبه إلى أعلى. استخدام موزع يد مع 0.004 في أنابيب إلى الاستغناء عن قطرات صغيرة من تترافلوروايثيلين الذائبة في الآبار طبقة العزل. لختم رقاقة موائع جزيئية، صفح في تغطية الترميد طبقة على طبقة القناة، كما هو موضح في الخطوة 1.8.
  10. الثابت الخبز biosensor موائع جزيئية. رقائق
    1. إزالة جميع الحماية على الغطاء والمؤخر طبقات الترميد. قطع أجهزة استشعار العوامل البيولوجية إلى شرائح استخدام زوج من مقص عادي. علاج رقائق البطاطس في فرن على 160 درجة مئوية حاء 3

2. فحص التثبيت الداخلي على رقاقة

  1. الامتزاز avidin في مجال تجميد القناة.
    1. تعد حلاً عبدين 100 ميكروغرام/مل في 10 مم مخزنة الفوسفات المالحة (PBS) في الرقم الهيدروجيني 7.4.
    2. الاستغناء عن 2 ميليلتر من محلول عبدين على المدخل من بيوسينسور-
      ملاحظة: القناة مليء بالقوى الشعرية حتى يصل السائل إلى الحاجز وقف مسعور.
    3. لضمان أن يبقى فلويديك التوقف عند الحاجز خلال فترة حضانة كاملة، الاستغناء عن 2 ميليلتر دي بالمياه على منفذ للرقاقة. احتضان الرقاقة عند 25 درجة مئوية ح 1 في حاوية مغلقة.
    4. إزالة
    5. الكواشف الزائدة من خلال مدخل للرقاقة بتطبيق فراغ. أغسل القناة مع 50 ميليلتر من المخزن المؤقت للمياه والصرف الصحي (برنامج تلفزيوني مع 0.05% 20 توين)، تخليها على منفذ بينما يجري تطبيقه في الفراغ. الجاف للقناة لمدة 30 ثانية بينما يجري تطبيق الفراغ.
  2. حجب سطح القناة تمنع الربط غير محدد-
    1. تعد حلاً ألبومين المصل بقرى (BSA) 1% في 10 ملم برنامج تلفزيوني في الرقم الهيدروجيني 7.4.
    2. ماصة 2 ميليلتر من حل جيش صرب البوسنة 1% على المدخل و 2 ميليلتر من المياه دي على مخرج القناة. احتضان الرقاقة عند 25 درجة مئوية ح 1 في حاوية مغلقة. إزالة الزائدة الكواشف والجاف للقناة كما هو موضح في الخطوة 2.1.4.
  3. أوليجوس "الحضانة للحمض النووي" المسمى مع البيوتين و 6-FAM.
    1. إعداد تركيزات مختلفة (0.001-5 ميكرومتر) من الحمض النووي الحل في 10 ملم برنامج تلفزيوني في الرقم الهيدروجيني 7.4.
    2. الاستغناء عن 2 ميليلتر من تركيز واحد من الحل الحمض النووي على المدخل و 2 ميليلتر من المياه دي على المنفذ. احتضان الرقاقة عند 25 درجة مئوية لمدة 15 دقيقة في حاوية مغلقة.
    3. كرر الخطوة 2.3.2 لتركيزات الحمض النووي الأخرى استخدام رقائق إضافية بيوسينسور-
    4. إزالة الزائدة الكواشف والجاف للقناة كما هو موضح في الخطوة 2.1.4.
  4. المسمى "التثبيت من جو" الأجسام المضادة 6-الاتحاد الماليزي-
    1. وضع تركيز 5 ميكروغرام/مل من الأجسام المضادة 6-الاتحاد الماليزي في 10 ملم برنامج تلفزيوني في الرقم الهيدروجيني 7.4.
    2. إدخال 2 ميليلتر من حل جسم المدخل و 2 ميليلتر DI-المياه بالمأخذ للقناة. احتضان الأضداد المسمى عند 25 درجة مئوية لمدة 15 دقيقة في حاوية مغلقة. إزالة الكواشف الزائدة، كما هو موضح في الخطوة 2.1.4.

3. أمبيروميتريك إشارة الكشف عن استخدام تقنية وقف تدفق

  1. إعداد الحل الركيزة لكشف الكهروكيميائية.
    1. صياغة حل جلوكوز 40 ملم في برنامج تلفزيوني م 0.1 في الرقم الهيدروجيني 7.4 في مياه نقية جداً-
    2. للعلاج الأولية وإعداد حل م 0.1 برنامج تلفزيوني في الرقم الهيدروجيني 7.4 في مياه نقية جداً-
  2. المعاملة الأولية من أقطاب العمل.
    1. استخدام حامل رقاقة مصنوعة خصيصا للسماح للموضع السهل الرقاقة واتصال فلويديك والكهربائية-
    2. كهربائياً الاتصال
    3. بيوسينسور بوتينتيوستات. ضمان الاتصال فلويديك القناة موائع جزيئية لمضخة الحقن وكاشف الخزان باستخدام محول مصنوعة خصيصا وأنابيب. بدء تشغيل الكمبيوتر المحمول متصل بوتينتيوستات وبدء تشغيل وحدة تحكم مضخة الحقن، التحكم في تدفق فلويديك من خلال الرقاقة.
    4. بدء تشغيل مضخة الحقن يدوياً، مع برنامج تلفزيوني 0.1 متر بمعدل تدفق 20 ميليلتر/دقيقة. في مسرى العامل مقابل مسرى إشارة على شريحة، تنطبق جهد متناوبة من 0.8 و-0.05 V 5 s لدورات 30. وفي أعقاب ذلك، أكسدة مسرى العامل عن طريق تطبيق جهد 0.8 V 60 س.
  3. قراءات الفحص باستخدام تقنية توقف التدفق.
    1. لبدء قراءات إشارة المقايسة، انتظر حتى تستقر إشارة الحالية المقاسة. إيقاف المضخة المحاقن والتبديل الكاشف من برنامج تلفزيوني م 0.1 إلى الحل الجلوكوز عيار 40 ملم وبدء تشغيل البرنامج في وحدة تحكم مضخة الحقن؛ فإنه سيقوم تلقائياً بإيقاف تدفق 1 أو 2 أو 5 دقائق وسوف ثم أعد تشغيل التدفق مرة أخرى. مراقبة الذروة الحالية الناتجة.
      ملاحظة: لتحليل البيانات، أما ذروة الحالي أو المسؤول عن الذروة يمكن اعتبارها، كما هو موضح في نموذج لقراءات الإشارات الكهروكيميائية ( الشكل 2).

النتائج

تصميم وتصنيع منصة Biosensor موائع جزيئية:

تصنيع الرقائق biosensor موائع جزيئية حققتها على الرقاقة--المستوى تقنيات فوتوليثوغرفيك القياسي استخدام طبقات متعددة من الترميد. تعتمد استراتيجية تصنيع هذا على تصفيح الطبقات المتقدمة من دفرس على الركازة PI م...

Discussion

يتيح البروتوكول المعروضة هنا لتلفيق biosensor الكهروكيميائية موائع جزيئية تطوير منصة منخفضة التكلفة والمدمجة، وسهلة الاستخدام للكشف عن الجزيئات الحيوية. اعتماداً على المقايسة تستخدم بعد ذلك على بيوسينسور، ويمكن الكشف عن العديد من المؤشرات الحيوية المختلفة. وهذا يجعل المنصة متعددة جداً ويو...

Disclosures

الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.

Acknowledgements

الكتاب أود أن أشكر مؤسسة البحوث الألمانية (DFG) للتمويل جزئيا هذا العمل في إطار منحة أرقام أور 70/10/01 وجولة أوروغواي 70/12-01.

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
Material
PyraluxDuPontAP8525RUsed as polyimide substrate
MA-N 1420Micro Resist TechnologyMA-N1420Lift-off resit to define the platinum depostion
Ma-D 533sMicro Resist TechnologyMaD533SDeveloper for MA-N1420
Platinum--Electrode and contact pad material
Ma-R 404sMicro Resist TechnologyMaR404SRemover for MA-N1420
SU-8 3005MicroChem Corp.SU-8-3005Photoresist to define the electrode area and as insulation
1-methoxy-2-propanol acetateSigma-Aldrich108-65-6Developer for SU-8 3005
2-PropanolVWR8.18766.2500Removing of the SU-8 developer
1020RUltron Systems Inc.1020RUV sensitive adhesive tape for protection of contact pads
Arguna SDegussa1935For Silver depostion on reference electrode
KClMethrom62308.020For chloridation of the silver reference electrode
PyraluxDuPontPC1025Dry film photoresist
Sodium carbonatFluka71352Developer for Pyralux PC1025
Hydrogen chlorideSigma-Aldrich30720To top the development of the DFR
Teflon AF 1600DuPontAF1600For employing the stopping barrier
NameCompanyCatalog NumberComments
Equipment
PA104Mega Electronics-Bubble etch tank
FED 53Binder9010-0018Oven
SPIN150APT-Spin coater
PräzithermHarry Gestigkeit GmbHPZ 28-2Hot plate
HellasBungard Elektronik40000Exposure unit
Tetra30-LF-PCDiener-Plasma unit
Univex 500Leybold-Physical vapor deposition unit
Shaker S4ELMI-Orbital shaker
Sonorex Super 10 PBandelin783Sonic bath
6221 DC and ACKeithley-Current source
HRL 350Ozatec-Laminator unit
Vaccum penEFD-Vacuum pen

References

  1. Spindel, S., Sapsford, K. E. Evaluation of optical detection platforms for multiplexed detection of proteins and the need for point-of-care biosensors for clinical use. Sensors (Basel). 14 (12), 22313-22341 (2014).
  2. Luppa, P. B., Bietenbeck, A., Beaudoin, C., Giannetti, A. Clinically relevant analytical techniques, organizational concepts for application and future perspectives of point-of-care testing. Biotechnol Adv. 34 (3), 139-160 (2016).
  3. Gauglitz, G. Point-of-Care Platforms. Annu Rev Anal Chem. 7 (1), 297-315 (2014).
  4. Jung, W., Han, J., Choi, J. W., Ahn, C. H. Point-of-care testing (POCT) diagnostic systems using microfluidic lab-on-a-chip technologies. Microelectron Eng. 132, 46-57 (2014).
  5. Yager, P., et al. Microfluidic diagnostic technologies for global public health. Nature. 442 (7101), 412-418 (2006).
  6. Fu, E., Yager, P., Floriano, P. N., Christodoulides, N., McDevitt, J. T. Perspective on diagnostics for global health. IEEE Pulse. 2 (6), 40-50 (2011).
  7. Yager, P., Domingo, G. J., Gerdes, J. Point-of-care diagnostics for global health. Ann Rev Biomed Eng. 10, 107-144 (2008).
  8. Dincer, C., Bruch, R., Kling, A., Dittrich, P. S., Urban, G. A. Multiplexed point-of-care testing - xPOCT. Trends Biotechnol. 35, (2017).
  9. Horak, J., Dincer, C., Bakirci, H., Urban, G. A disposable dry film photoresist-based microcapillary immunosensor chip for rapid detection of Epstein-Barr virus infection. Sens Actuators B Chem. 191, 813-820 (2014).
  10. Jobst, G., Gamp, T. Method for the fabrication of a "lab on chip" from photoresist material for medical diagnostic applications. US patent. , (2010).
  11. Kling, A., Dincer, C., Armbrecht, L., Horak, J., Kieninger, J., Urban, G. Electrochemical microfluidic platform for simultaneous multi-analyte detection. Procedia Eng. 120, 916-919 (2015).
  12. Armbrecht, L., Dincer, C., Kling, A., Horak, J., Kieninger, J., Urban, G. Self-assembled magnetic bead chains for sensitivity enhancement of microfluidic electrochemical biosensor platforms. Lab Chip. 15, 4314-4321 (2015).
  13. Dincer, C., et al. Designed miniaturization of microfluidic biosensor platforms using the stop-flow technique. Analyst. 141, 6073-6079 (2016).
  14. Weltin, A., Kieninger, J., Enderle, B., Gellner, A. K., Fritsch, B., Urban, G. A. Polymer-based, flexible glutamate and lactate microsensors for in vivo applications. Biosens Bioelectron. 61, 192-199 (2014).
  15. Kling, A., et al. Multianalyte Antibiotic Detection on an Electrochemical Microfluidic Platform. Anal Chem. 88 (20), 10036-10043 (2016).
  16. Bruch, R., et al. Clinical on-site monitoring of ß-lactam antibiotics for a personalized antibiotherapy. Sci Rep. , (2017).
  17. Horak, J., Dincer, C., Qelibari, E., Bakirci, H., Urban, G. Polymer-modified microfluidic immunochip for enhanced electrochemical detection of troponin i. Sens Actuators B Chem. 209, 478-485 (2015).
  18. Horak, J., Dincer, C., Bakirci, H., Urban, G. Sensitive, rapid and quantitative detection of substance P in serum samples using an integrated microfluidic immunochip. Biosens Bioelectron. 58, 186-192 (2014).
  19. Mattox, D. M. . Handbook of Physical Vapor Deposition (PVD) Processing. , (2010).

Reprints and Permissions

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

Request Permission

Explore More Articles

127

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Research

Education

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved