This work was performed under the auspices of the U.S. Department of Energy by Lawrence Livermore National Laboratory under Contract DE-AC52-07NA27344, and partially supported by LLNL&#8217;s Laboratory Directed Research and Development (LDRD) program, 14-LW-077. The authors thank Michael Wilson, Mark Stenglein and Joe DeRisi at the Univeristy of California, San Francisco for generously providing GGV and Boa cell samples. EJF acknowledges support from the LLNL Lawrence Scholar Graduate Program. MS acknowledges support from the UC Office of the President Lab Fees Research Program. LLNL-JRNL-665235

<ol>
	<li>Gossett, D. R., Weaver, W. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Label+free+cell+separation+and+sorting+in+microfluidic+systems.">Label free cell separation and sorting in microfluidic systems.</a> Analytical and Bioanalytical Chemistry. 397 (8), 3249-3267 (2010).</li><li>Lenshof, A., Laurell, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Continuous+separation+of+cells+and+particles+in+microfluidic+systems.">Continuous separation of cells and particles in microfluidic systems.</a> Chemical Society Reviews. 39 (3), 1203-1217 (2010).</li><li>Sajeesh, P., Sen, A. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Particle+separation+and+sorting+in+microfluidic+devices+a+review.">Particle separation and sorting in microfluidic devices a review.</a> Microfluidics and Nanofluidics. 17 (1), 1-52 (2014).</li><li>Bhagat, A. A. S., Bow, H., Hou, H. W., Tan, S. J., Han, J., Lim, C. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microfluidics+for+cell+separation.">Microfluidics for cell separation.</a> Medical &amp; Biological Engineering &amp; Computing. 48 (10), 999-1014 (2010).</li><li>McGrath, J., Jimenez, M., Bridle, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Deterministic+lateral+displacement+for+particle+separation+a+review.">Deterministic lateral displacement for particle separation a review.</a> Lab Chip. 14 (21), 4139-4158 (2014).</li><li>Jubery, T. Z., Srivastava, S. K., Dutta, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dielectrophoretic+separation+of+bioparticles+in+microdevices+A+review.">Dielectrophoretic separation of bioparticles in microdevices A review.</a> ELECTROPHORESIS. 35 (5), 691-713 (2014).</li><li>Jin, C., McFaul, S. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Technologies+for+label+free+separation+of+circulating+tumor+cells+from+historical+foundations+to+recent+developments.">Technologies for label free separation of circulating tumor cells from historical foundations to recent developments.</a> Lab on a Chip. 14 (1), 32 (2014).</li><li>Trujillo, F. J., Juliano, P., Barbosa C&#225;novas, G., Knoerzer, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Separation+of+suspensions+and+emulsions+via+ultrasonic+standing+waves+&#8211;+A+review.">Separation of suspensions and emulsions via ultrasonic standing waves &#8211; A review.</a> Ultrasonics Sonochemistry. 21 (6), 2151-2164 (2014).</li><li>Bridle, H., Miller, B., Desmulliez, M. P. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Application+of+microfluidics+in+waterborne+pathogen+monitoring+A+review.">Application of microfluidics in waterborne pathogen monitoring A review.</a> Water Research. 55, 256-271 (2014).</li><li>Mariella Jr, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sample+preparation+the+weak+link+in+microfluidics-based+biodetection.">Sample preparation the weak link in microfluidics-based biodetection.</a> Biomedical microdevices. 10 (6), 777-784 (2008).</li><li>Gor&#8217;kov, L. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+the+forces+acting+on+a+small+particle+in+an+acoustic+field+in+an+ideal+fluid.">On the forces acting on a small particle in an acoustic field in an ideal fluid.</a> Soviet Physics Doklady. 6, 773-775 (1962).</li><li>Settnes, M., Bruus, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Forces+acting+on+a+small+particle+in+an+acoustical+field+in+a+viscous+fluid.">Forces acting on a small particle in an acoustical field in a viscous fluid.</a> Physical Review E. 85 (1), 016327 (2012).</li><li>Barnkob, R., Augustsson, P., Laurell, T., Bruus, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Acoustic+radiation+and+streaming-induced+microparticle+velocities+determined+by+microparticle+image+velocimetry+in+an+ultrasound+symmetry+plane.">Acoustic radiation and streaming-induced microparticle velocities determined by microparticle image velocimetry in an ultrasound symmetry plane.</a> Physical Review E. 86 (5), (2012).</li><li>Bruus, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Acoustofluidics+7+The+acoustic+radiation+force+on+small+particles.">Acoustofluidics 7 The acoustic radiation force on small particles.</a> Lab Chip. 12 (6), 1014-1021 (2012).</li><li>Fong, E. J., Johnston, A. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Acoustic+focusing+with+engineered+node+locations+for+high+performance+microfluidic+particle+separation.">Acoustic focusing with engineered node locations for high performance microfluidic particle separation.</a> Analyst. 139 (5), 1192-1200 (2014).</li><li>Fong, E. J., Bora, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Continuously+Variable+Node+Position+in+a+High+Throughput+Acoustofluidic+Device.">Continuously Variable Node Position in a High Throughput Acoustofluidic Device.</a> Micro Total Analysis Systems. , 1184-1186 (2014).</li><li>Jung, S. Y., Notton, T., Fong, E., Shusteff, M., Weinberger, L. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spatial+tuning+of+acoustofluidic+pressure+nodes+by+altering+net+sonic+velocity+enables+high-throughput+efficient+cell+sorting.">Spatial tuning of acoustofluidic pressure nodes by altering net sonic velocity enables high-throughput efficient cell sorting.</a> Lab on a Chip. 15 (4), 1000-1003 (2015).</li><li>Franssila, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Deep+Reactive+Ion+Etching.">Deep Reactive Ion Etching.</a> Introduction to Microfabrication. , 255-270 (2010).</li><li>Sharma Rao, B., Hashim, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microfluidic+Photomask+Design+Using+CAD+Software+for+Application+in+Lab+On+Chip+Biomedical+Nanodiagnostics.">Microfluidic Photomask Design Using CAD Software for Application in Lab On Chip Biomedical Nanodiagnostics.</a> Advanced Materials Research. 795, 388-392 (2013).</li><li>Melin, J., Quake, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microfluidic+Large+Scale+Integration+The+Evolution+of+Design+Rules+for+Biological+Automation.">Microfluidic Large Scale Integration The Evolution of Design Rules for Biological Automation.</a> Annual Review of Biophysics and Biomolecular Structure. 36 (1), 213-231 (2007).</li><li>Madou, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Fundamentals of microfabrication: the science of miniaturization. , (2002).</li><li>Krulevitch, P., Benett, W., Hamilton, J., Maghribi, M., Rose, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Polymer+based+packaging+platform+for+hybrid+microfluidic+systems.">Polymer based packaging platform for hybrid microfluidic systems.</a> Biomedical Microdevices. 4 (4), 301-308 (2002).</li><li>Leslie, D. C., Easley, C. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Frequency+specific+flow+control+in+microfluidic+circuits+with+passive+elastomeric+features.">Frequency specific flow control in microfluidic circuits with passive elastomeric features.</a> Nature Physics. 5 (3), 231-235 (2009).</li><li>Oh, K. W., Lee, K., Ahn, B., Furlani, E. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Design+of+pressure+driven+microfluidic+networks+using+electric+circuit+analogy.">Design of pressure driven microfluidic networks using electric circuit analogy.</a> Lab on a Chip. 12 (3), 515-545 (2012).</li><li>Mittelbrunn, M., Guti&#233;rrez V&#225;zquez, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Unidirectional+transfer+of+microRNA+loaded+exosomes+from+T+cells+to+antigen+presenting+cells.">Unidirectional transfer of microRNA loaded exosomes from T cells to antigen presenting cells.</a> Nature Communications. 2, 282 (2011).</li><li>Acosta, E. G., Castilla, V., Damonte, E. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+entry+of+dengue+virus+into+Aedes+albopictus+mosquito+cells+is+dependent+on+clathrin+mediated+endocytosis.">Functional entry of dengue virus into Aedes albopictus mosquito cells is dependent on clathrin mediated endocytosis.</a> Journal of General Virology. 89 (2), 474-484 (2008).</li><li>Stenglein, M. D., Sanders, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Identification+Characterization+and+In+Vitro+Culture+of+Highly+Divergent+Arenaviruses+from+Boa+Constrictors+and+Annulated+Tree+Boas+Candidate+Etiological+Agents+for+Snake+Inclusion+Body+Disease.">Identification Characterization and In Vitro Culture of Highly Divergent Arenaviruses from Boa Constrictors and Annulated Tree Boas Candidate Etiological Agents for Snake Inclusion Body Disease.</a> 3 (4), e00180 12 (2012).</li><li>Packard, M., Wheeler, E., Alocilja, E., Shusteff, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Performance+Evaluation+of+Fast+Microfluidic+Thermal+Lysis+of+Bacteria+for+Diagnostic+Sample+Preparation.">Performance Evaluation of Fast Microfluidic Thermal Lysis of Bacteria for Diagnostic Sample Preparation.</a> Diagnostics. 3 (1), 105-116 (2013).</li><li>Lion, N., Reymond, F., Girault, H. H., Rossier, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Why+the+move+to+microfluidics+for+protein+analysis.">Why the move to microfluidics for protein analysis.</a> Current Opinion in Biotechnology. 15 (1), 31-37 (2004).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

يعرض هذا البروتوكول التكامل على مستوى النظام من أجهزة ميكروفلويديك لمعدات macroscale لأداء الآلي تجهيز العينات البيولوجية. ونمطية من هذا المنبر يسمح لها أن تكون قابلة للتكيف مع أي جهاز التدفق المستمر، وكمثال على ذلك، يركز على بروتوكول المعروضة على تميز وتحسين أداء جهاز فصل الجسيمات acoustofluidic. ويسلط الضوء على ثلاث مزايا رئيسية من هذا البروتوكول: (ط) نمطية ورقاقة إلى عالم التواصل، (ب) توصيف قوية من أداء الجهاز، و (ج) المعالجة الآلية من وحدات التخزين عينة المقننة على وجه التحديد لفصل الجسيمات. أنا. نمطية ورقاقة إلى عالم التواصل كما هو مبين في الشكل 2، هي التي شنت على رقاقة ميكروفلويديك على اللوح المخصص لتناسب بسهولة على مرحلة المجهر للمراقبة المباشرة. اللوح يحتوي # 6-40 الثقوب مؤسسة الأمم المتحدة الخيوط على 5 مم الشبكة الملعب، ENAبلينغ رقاقة لتأمينها، والاتصالات السوائل في هذا الشأن. ونظرة خاطفة الاتصالات السوائل أنابيب مع نهايات تشكيله، والذي ختم ضد رقاقة فلويديك مع المطاط ختم وجه حشية وطوق الفولاذ المقاوم للصدأ. هذا المخطط واجهة يجعل لاستبدال سهلة رقاقة وإعادة تصميم الجهاز السريع، مما يتطلب قليل أو أي تغييرات على مكونات النظام الأخرى، وآثار أقدام رقاقة المقدمة مطابقة لشكل شبكة. على سبيل المثال، وقد استخدمنا هذه المنصة مع رقائق ميكروفلويديك لالكهربائي الدفق المستمر، تحلل الخلايا الحرارية، 29 خلط السريع من الكواشف لتخليق المواد الكيميائية، والقبض على خلية واحدة والاستجواب. ثانيا. توصيف قوية من أداء الجهاز من أجل تحسين أداء أي جهاز فصل ميكروفلويديك، يجب أولا أن تتسم عملياتها بدقة. النظام هو موضح هنا يدعم وضع بروتوكولات السريع والآلي للقيام بذلك. لأمثل محددلو لالصوتية التركيز الأجهزة، ونوعية التركيز، تردد التشغيل، والموقف من الجسيمات التي تركز في قناة ميكروفلويديك يجب أن تقاس لكل جهاز على حدة. هذه القياسات تتطلب تجتاح من خلال مجموعة من الترددات محرك piezoceramic، الفولتية ومعدلات التدفق، لتحديد مجموعات المعلمة المثلى للانفصال ذات جودة عالية. بروتوكول المعروضة تختلف تلقائيا هذه المعلمات الانضباطي ويلتقط ذات الصلة data- أي والصور الفلورسنت من الجزيئات المتدفقة في القناة التي هي في مرحلة ما بعد معالجتها لتوليد القياسات المطلوبة من الجسيمات التي تركز الجودة، والتردد، وموقف (الشكل 3). توصيف كامل للأداء الجهاز السمعي يتطلب تكرار الخطوات 4.4 و 4.5 حسب الحاجة في ظل ظروف تجريبية مختلفة. على سبيل المثال، تم العثور على موقف التركيز المطلق للشريحة عن طريق تشغيل التفحص تردد في معدلات تدفق منخفضة نسبيا والجهد العاليالصورة لضمان الهجرة كاملة إلى الموقع عقدة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن لهذه بالاشعة تردد تقييم جودة التجمع الجهاز (عند تشغيل مع الخرز البوليسترين من حجم معروفة)، أو لتحديد كيف يمكن لنوع الجسيمات سابقا مجهول سوف تتصرف في نظام (بعد اتسم رقاقة مع الخرز). وهناك رقاقة مع نقل الطاقة جيدة من piezoceramic إلى القناة ميكروفلويديك يؤدي إلى التركيز ضيق في معدلات تدفق عالية (&gt; 1 مل / دقيقة) والفولتية المنخفضة (12-15 V ص)، في حين أن تلك مع نقل الطاقة الفقراء لا يركز حتى في انخفاض معدلات تدفق (&lt;100 ميكرولتر / دقيقة) والفولتية العالية (&gt; 20 V ص). لقد وجدنا أن اتصال حميم بين رقاقة ميكروفلويديك وpiezoceramic أمر بالغ الأهمية لنقل الطاقة كفاءة في السائل. مزيد من التحقيق في الطريقة الأمثل للالترابط رقاقة ميكروفلويديك وpiezoceramic سيمكن إنتاج موثوق للأجهزة عالية الأداء. وأخيرا، كاملةصورة لعملية عبوة acoustophoretic ويمكن الحصول عليها من خلال الجمع بين القياسات تردد مسح الصورة القائمة في الخطوة 4 (والشكل 3) مع التهم الجسيمات التي تم جمعها من مكتب التخطيط الاستراتيجي وLPO وظائف المعلمات التشغيل ذات الصلة، من تجارب الانفصال التي أجريت مع المجهرية كما هو موضح في الخطوة 5. كما هو مبين في الشكل (6)، مثل سلسلة من التجارب الآلي يمكن أن تميز بسرعة أداء جهاز الفردية وtunability، إعلام المستخدم من الفضاء المعلمة الأمثل لتشغيل الجهاز لفصل الجسيمات. ثالثا. المعالجة الآلية عينة صغيرة لفصل الجسيمات لميكروفلويديك القائم على رقاقة معالجة عينة ناجحة ودقيقة، فمن الأهمية بمكان أن يعتمد عليه وعلى وجه التحديد متر، والحمل، وتقديم، وجمع كميات من السوائل لأنها تمر من خلال. هذه الدقة هي أهمية خاصة عندما يكون حجم العينة صغير(~ 0،1-1 مل)، وهو أمر شائع في بيئة معملية السريرية أو البحثية. 30 دقيقة التعامل مع العينة يمثل تحديا في التجارب ميكروفلويديك التقليدية التي تستخدم انسحاب اليدوي من العينة في حقنة والتسريب في جهاز مع عدم وجود ردود فعل من عند العينة وقد تم فصل ومتى ينبغي جمعها. بروتوكول المعروضة توظف الآلي عينة لفائف التحميل والاستغناء يقترن مع ردود الفعل في الوقت الحقيقي من أجهزة الاستشعار تدفق لتمكين فصل استنساخه من وحدات التخزين عينة صغيرة. ويبين الشكل 5 لمحات تدفق قياس في مكتب التخطيط الاستراتيجي وLPO من تجربة الفصل نموذجية. أولا، يتم تحميل المخزن الرئيسي لللا يقل عن 35 ميكرولتر لضمان تدفق مستقر قبل أن تصل عينة الشريحة الصوتية. لا ينصح عينة كميات أقل من 100 ميكرولتر لهذا التكوين النظام، لأن عينة التخفيف نظرا إلى المخزن المؤقت الرائدة يصبح المفرط. ويتم استخدام المكونات من الهواء في بداية الالبريد الحقن قبل المخزن المؤقت مما يؤدي إلى فصل المكونات عينة من السائل الذي يلي، ومنع الاختلاط والتخفيف من العينة، والتي تخدم كمؤشر على أجهزة استشعار التدفق. بعد عابرة الأولي كسائل يبدأ تتحرك من خلال النظام، وإشارات ارتفاع حاد في كل وسائل تشير إلى مرور الهواء فقاعة الأولى. يتم اتباع هذه العابرين قبل فترة طويلة من تدفق مستقر كما تدفقات العينة من خلال النظام، ثم موجة أخرى عندما يمر الهواء فقاعة الثانية، وأخيرا انخفاض في نهاية المطاف في معدل التدفق إلى الصفر بعد توقف ضخ حقنة. يتم استخدام مرور المقابس الهواء من خلال أجهزة استشعار تدفق كنقاط الزناد لتبديل صمامات لتشغيل وإيقاف جمع العينات، وبالتالي التقليل من عينة المفقودة والتخفيف كتبها كميات السوائل غير العينة. حلقة مغلقة قياس أحجام العينة المجهزة يلغي الحاجة إلى إعادة برمجة هذه القيم قبل بدء التجربة في كل مرة يتم تغيير نموذج الإدخال. هذه الميزةأهمية خاصة عندما يكون حجم عينة محدودة، على سبيل المثال في حالة العديد من العينات السريرية. يساعد في الوقت الحقيقي رصد تدفق أيضا في استكشاف الأخطاء وإصلاحها. تشغيل الفقراء (على سبيل المثال، تسد تشكل في واحدة من وسائل) هو واضح على الفور من التشكيلات الجانبية الناتجة عن تدفق، كما في الشكل 5B. للتدليل على المرونة والفعالية في فصل acoustofluidic باستخدام بنية النظام قدم، DENV تنقيته ومخزونات فيروس GGV وقد ارتفعت في الأسهم الخلية ومفصولة معالجة من خلال رقاقة ميكروفلويديك. ويبين الشكل 7A أن الخلايا راجي تم فصل جيدا من الفيروسات، و97 تم العثور٪ من الخلايا راجي الخروج من رقاقة أن يكون في أمر الشراء المحلي، وبالتالي يترك عينة عالي التخصيب من DENV في مكتب التخطيط الاستراتيجي. في المقابل، كانت كفاءة DENV فصل أقل، مع 70٪ من DENV الخروج من رقاقة وجدت في مكتب التخطيط الاستراتيجي. ويمكن أن يعزى هذا إلى طفيفا خلط الحمل الحراري الناجمة عن يتحول من separatiعلى القناة، ولكن من المرجح أن بعض الجسيمات DENV المهاجرة جنبا إلى جنب مع الخلايا راجي في LPO. الخلايا المهاجرة أفقيا عبر يبسط جر بعض السوائل معهم، حتى في انخفاض عدد رينولدز. من خلال هذه الآلية، وكذلك امتصاص السطح غير محدد، نقل الجزيئات الفيروسية في LPO. ومع ذلك، فإن العينة عالي التخصيب من DENV في مكتب التخطيط الاستراتيجي هي فائدة كبيرة، على سبيل المثال عندما يستخدم دي نوفو تسلسل لكشف وتحديد الفيروسات. ويبين الشكل 7B أنه في إحدى التجارب، تم العثور فقط حوالي 70٪ من خلايا بوا الخروج من رقاقة في LPO، مقارنة مع ما يقرب من 100٪ كفاءة فصل الخلايا راجي. الفرق في الأداء الفصل بين أنواع الخلايا اثنين قد يعزى إلى متوسط ​​حجم أصغر أو أقل كثافة الخلايا بوا بالمقارنة مع الخلايا راجي، وبالتالي يؤدي إلى القوات الصوتية أصغر. لتأكيد أو دحض هذه الافتراضات، وحجم وكثافة ومورفولوجية بواالخلايا في تعليق (التي تنمو عادة ملتصقة) من الخلايا بوا يجب أن تقاس بدقة، محاولة لمزيد من التحقيق. في نفس التجارب، على غرار التجارب مع DENV، الجزء الأكبر من GGV تعافى خرجت من مكتب التخطيط الاستراتيجي، مما يشير إلى إثراء جزء الفيروسي. البيانات المقدمة تسلط الضوء على التحديات الكامنة في الهندسة منصات على نطاق واسع المطبقة لمعالجة مجموعة متنوعة من العينات البيولوجية. الأهم من ذلك، يمكن للتفاعلات البيولوجية تبدأ للعب كبير كدور إلى التأثيرات الفيزيائية والميكانيكية. ومع ذلك، تظهر أيضا هذه التجارب الأولية للقوة ووعد باستخدام هذا بنية النظام لتجهيز العينات في التطبيقات السريرية والبحوث. ونتيجة ل، جيدا اتسم نظام المهندسة قوي، وتوفر هذه المنصة القدرة على البحث عن إجابات على أسئلة علمية جديدة.

فصل العينة والتجزئة هي واحدة من أكثر المناطق الواعدة للتطبيق لتقنيات الموائع الدقيقة. مثل هذه الخطوات معالجة العينة هي جزء لا يتجزأ لتشخيص فعالة السريرية، وتطوير العلاجات، وجهود biosurveillance، والتقدم في بحوث علوم الحياة والتكنولوجيا. وقد أظهر عدد لا يحصى من الاستراتيجيات فصل الموائع الدقيقة للجسيمات والغرويات مع وقف التنفيذ السائل، فضلا عن الأنواع الكيميائية والبيولوجية؛ العديد من الاستعراضات توفر لمحات عامة عن التقدم والتطورات الأخيرة في هذه المجالات 1-9. على الرغم من أن العديد من هذه التقنيات فصل الموائع الدقيقة (يشار إليها فيما يلي باسم &quot;أجهزة كور&quot;) قد تميزت على نطاق واسع، وقد اعتبرت تقارير قليلة مشكلة فصل العينة على مستوى النظام. الأجهزة الأساسية عادة ما تكون فردية رقائق سنتيمتر النطاق، ربطه إلى أنابيب الفلورو، مع السائل بايدي النزوح أو ضغط المضخة.ومع ذلك، وإذا وعد على microfluidics - بما في ذلك زيادة التشغيل الآلي، والموثوقية، وانخفاض حجم العينة - هو أن تصبح حقيقة واقعة، على الأقل يجب أن تكرس جهدا مساويا لتصميم نظام الفصل التام الذي يتم دمج جهاز كور . بالإضافة إلى ذلك، يشكل تحديا كبيرا للنهج ميكروفلويديك لbiodetection هو الماكرو إلى واجهة الصغيرة. هذا لا يشير فقط إلى الصلات المادية &quot;العالم إلى رقاقة&quot; من جهاز ميكروفلويديك لمكونات macroscale، وإلى عدم التوافق بين أحجام نموذجية عينة السريرية أو التحليلية (~ 0،1 حتي 10 مل)، وحجم الداخلي للرقائق ميكروفلويديك (~ ،01-10 ميكرولتر)، ولكن أيضا إلى القيود أخذ العينات الإحصائية الناتجة عن سد هذه المقاييس الحجم. وتساهم هذه القضايا إلى الاعتقاد بأن ما قبل تجهيز وإعداد نموذج هي &quot;الحلقة الضعيفة&quot; من ​​biodetection 10 منصة وصفها في هذا العمل تاKES خطوات كبيرة نحو التصدي لهذه التحديات. إلقاء نظرة على مستوى النظام، هذا البروتوكول تفاصيل تجهيز موثوقة من وحدات التخزين على نطاق والتحليلية على وجه التحديد-المقننة (تتراوح ،15-1،5 مل) على ~ الجداول الزمنية 10 دقيقة. هذا هو &quot;واحدة على زر&quot; العملية: مرة واحدة يتم وضع قارورة تحتوي على مصدر العينة وجهة قارورة لجمع جزء في النظام، يبدأ الأمر &quot;تشغيل&quot; الإجراء، وجميع الخطوات والكمبيوتر التي تسيطر عليها. في نهاية المدى، يمكن إزالة قارورة جمع من نظام لتحليل المصب من الكسور فصل. الجهاز الأساسية في هذا النظام هو رقاقة acoustophoresis التي تستخرج الثدييات (5-20 ميكرون) جزيئات الخلية الحجم من العينة. يتم اختيار الانفصال Acoustophoretic هنا في المقام الأول لأنها عالية الإنتاجية (إلى 100s من ميكرولتر / دقيقة)، خالية من التسمية، وعدم الاتصال، وبهذا توفر ميزات في فصل فيرو قابلة للحياةإس إي إس من الخلايا التي بعض التقنيات ميكروفلويديك أخرى يمكن أن المباراة. فيزياء الجسيمات الصوتية التركيز، وقد وصفت على نطاق واسع، 11-13، وهي ليست محور هذا البروتوكول، ولكن ملخص موجز للمفاهيم الأساسية يتبع للمساعدة في فهم تطبيق لفصل ميكروفلويديك. موجات دائمة الموجات فوق الصوتية صدى في microchannels مملوءة بسائل تنتج حقول الضغوط التي تؤدي إلى ظهور قوى التي تدفع الجسيمات نحو عقد من الضغط المنخفض. حجم قوة يعتمد على حجم الجسيمات، وعلى النقيض عامل الصوتية المستمدة من الكثافة وcompressibilities من الجسيمات النسبية والسوائل تعليق. 14 وعلى هذا النحو، ومناسبة بشكل مثالي الصوتية التركيز على فصل الخلايا الحجم (~ 7-15 ميكرون) من (~ 50-200 نانومتر) جزيئات الفيروسات الحجم. الجسيمات أكبر تهاجر نحو عقدة الضغط؛ ومع ذلك، منذ أن حجم قوة صغيرة جدا لجسيمات أصغر من 2-3 ميكرون، هذه الجزيئات الصغيرة أو الأنواع الذائبة بالكاد تتحرك على الإطلاق. لدينا محددة للتنفيذ الانفصال الصوتية، كما هو موضح سابقا، 15 يشتمل على جدار رقيق لتقسيم القناة السوائل ويسمح الانضباطي، والتنسيب غير المتماثلة من موقف التركيز. وهذا يضيف مرونة في تصميم الجهاز، والفوائد، بما في ذلك أداء زيادة جودة الانفصال والسرعة موصوفة بشكل كامل في أي مكان آخر. 16،17 ومع ذلك، فإن الميزة الرئيسية لهذا النهج التصميم على مستوى النظام المذكور في هذا العمل هو أنه قابل للتكيف مع مجموعة كبيرة ومتنوعة من الأجهزة الأساسية ميكروفلويديك. على سبيل المثال، معظم وسائط فصل الدفق المستمر أخرى، بما في ذلك بالقصور الذاتي، تجزئة حقل التدفق، والنزوح الأفقي القطعية (DLD)، وأنواع مختلفة من الأجهزة حركي كهربي يمكن إدراجها بسهولة، مع إدخال التعديلات المناسبة لمراعاة التغيرات في مدخل / تكوين منفذ ، معدلات التدفق،وأحجام العينة. الأجهزة مع أنواع مختلفة من المجالات على رقاقة (الكهربائية، والمغناطيسية) أو التدرجات (الحرارية والكيميائية) قد تتطلب اتصالات إضافية إلى شرائح، أو دمج أجهزة إضافية، والتي تتسع هذه المنصة. يوفر هذا البروتوكول الخطوات المطلوبة لتصميم جهاز فصل ميكروفلويديك، وافتعال رقائق السيليكون والزجاج التي كتبها العميق الحفر أيون رد الفعل (DRIE، وهي عملية البلازما حفر متوفرة في العديد من مرافق التصنيع الدقيق، والذي يستخدم بالتناوب دورات الحفر والتخميل لتحقيق عميق الميزات مع الجوانب الرأسية 18). المقبل، وصفنا توصيف الجهاز acoustofluidic لتحديد معايير التشغيل المثلى للانفصال، وأخيرا بالتفصيل نظام الفصل متكاملة وإجراءات تجهيز العينات البيولوجية. ثم يتم عرض النتائج النموذجية توصيف الجهاز والبيانات تجهيز العينات ومناقشتها، والمزايا الرئيسية لهذا APPROوأبرزت منظمة العمل ضد الجوع، بما في ذلك نمطية، متانة، والدقة والأتمتة.

<table border="0">
	<tbody>
		<tr>
			<td colspan="4">Materials required for Steps 1-3: Device Design, Fabrication and Assembly</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Double Sided Polished Silicon Wafer</td>
			<td>Silicon Quest International, Inc. San Jose, CA, USA</td>
			<td>100 mm &#60;100&#62;&#160; prime wafer</td>
			<td>1-20 ohm-cm, 495 +/- 25&#181;m Double-side polished</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass Wafer</td>
			<td>Bullen Ultrasonics, Eaton, OH, USA</td>
			<td>100mmx0.5mm Boro</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Photoresist, AZ 1518</td>
			<td>MicroChemicals GmbH, Ulm, Germany</td>
			<td>AZ 1518</td>
			<td>Photoresist used to adhere wafer to blank wafer for DRIE etching</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Photoresist, AZ 4620</td>
			<td>MicroChemicals GmbH, Ulm, Germany</td>
			<td>AZ 4620</td>
			<td>Photoresist to define fluidic and via mask patterns</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DRIE plasma etcher</td>
			<td>STPS, Newport, NP, United Kingdom</td>
			<td>Multiplex Advance Oxide Etch (AOE) ICP system</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Wafer Bonder</td>
			<td>Electronic Visions Group,&#160; St.Florian am Inn, Austria</td>
			<td>EVG 501</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dicing saw</td>
			<td>Kulicke &#38; Soffa Industries, Singapore</td>
			<td>K&#38;S 982</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Epoxy kit</td>
			<td>Epoxy Technology, Billerica, MA, USA</td>
			<td>EPO-TEK 301</td>
			<td>Epoxy used to couple piezo and microfluidic chip</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PZT piezoceramic&#160;</td>
			<td>Piezo Systems, Woburn, MA, USA</td>
			<td>PSI-5A4E</td>
			<td>37.5 &#215; 10 &#215; 0.5 mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>28 AWG Kynar-insulated solid wire</td>
			<td>Squires Electronics, Cornelius, OR, USA</td>
			<td>UL1422</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2-part silver epoxy&#160;</td>
			<td>MG Chemicals, Surrey, BC, Canada</td>
			<td>8331</td>
			<td>Conductive adhesive for attaching wire leads to PZT</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>L-edit</td>
			<td>Tanner EDA, Monrovia, CA, USA</td>
			<td>Ledit v15.1 64-bit</td>
			<td>CAD software for mask layout</td>
		</tr>
		<tr>
			<td colspan="4">Materials required for Step 4: Characterizaiton of Acoustic Focusing Performance</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dual Pump</td>
			<td>Harvard Apparatus, Holliston, MA, USA</td>
			<td>PHD ULTRA Series, 703007</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5ml syringes</td>
			<td>Becton-Dickinson, Franklin Lakes, NJ, USA</td>
			<td>309646</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Luer to Threaded port adapter</td>
			<td>IDEX, Oak Harbor, WA, USA</td>
			<td>P-659</td>
			<td>Connects syringe to tubing</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Union</td>
			<td>IDEX, Oak Harbor, WA, USA</td>
			<td>P-623</td>
			<td>Connects world to chip connections to fluoropolymer tubing.&#160; Can also use webbed&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ferrule 1/4-28 flat bottom</td>
			<td>IDEX, Oak Harbor, WA, USA</td>
			<td>P-200</td>
			<td>Used with nut to make connections between tubing and syringe, flow sensors and world to chip hardware</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nut&#160; 1/4-28 flat bottom</td>
			<td>IDEX, Oak Harbor, WA, USA</td>
			<td>P-202</td>
			<td>Used with ferrule to make connections between tubing and syringe, flow sesnsors and world to chip hardware</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1/16&#34; OD Fluoropolymer tubing</td>
			<td>IDEX, Oak Harbor, WA, USA</td>
			<td>1912L</td>
			<td>Tubing to connect syringe pumps to world to chip connections.&#160; Tubing size is not critical during claibration steps (.01-.03&#34; ID typically used, other suitable part numbers: 1907L, 1902L).</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Small ID fluoropolymer tubing</td>
			<td>IDEX, Oak Harbor, WA, USA</td>
			<td>1476-20</td>
			<td>Used for Flow restrictors: 0.006&#34; ID, 1/16&#34; OD FEP&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PEEK tubing</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Connects from chip to fluoropolymer tubing.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cooling fan</td>
			<td>Multicomp, Leeds, England</td>
			<td>MC19663</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Function Generator</td>
			<td>Agilent, Santa Clara, CA, USA</td>
			<td>33220A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RF amplifier</td>
			<td>ENI, Rochester, NY</td>
			<td>325 LA</td>
			<td>Must be able to amplify signals from &#60;1V&#160; in the range of 1-2MHz to 25 Vpp to the piezo.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CCD Camera</td>
			<td>Photometrics, Tucscon, AZ, USA</td>
			<td>CoolSnap HQ</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Inverted Microscope</td>
			<td>Zeiss, Oberkochen, Germany</td>
			<td>Axiovert S100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FITC filter set</td>
			<td>Chroma Tech, VT, USA</td>
			<td>SP101</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Objective, 10x</td>
			<td>Zeiss, Oberkochen, Germany</td>
			<td>ACHROPLAN</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Oscilloscope</td>
			<td>Tektronix, Beaverton, OR, USA</td>
			<td>TDS3014B</td>
			<td>To monitor voltage output by RF amplifier</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MatLab</td>
			<td>Mathworks, Natick, MA, USA</td>
			<td>R2014a</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Driver interface software to integrate Photometrics camera with LabVIEW</td>
			<td>R Cubed Software, Lawrenceville, NJ, USA</td>
			<td>SITK</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tween 20</td>
			<td>Sigma Aldrich, St. Lousi, MO, USA</td>
			<td>P9416</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dragon Green Fluorescent 5.76 or 7.32 &#181;m Beads</td>
			<td>Bangs Laboratory, IN, USA</td>
			<td>FS06F</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td colspan="4">Additional materials required for Step 5: Automated Separation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Multiport valves</td>
			<td>VICI, Houston, TX, USA</td>
			<td>C25Z-3180EUHA</td>
			<td>In the current configuration 4 valves are needed</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Flow Sensors</td>
			<td>Sensirion, Westlake Village, CA, USA</td>
			<td>SLI-1000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fluoropolymer tubing, .01 and .03&#34; ID</td>
			<td>IDEX, Oak Harbor, WA, USA</td>
			<td>1902L and 1912L</td>
			<td>High purity PFA preferred</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nut&#160;</td>
			<td>VICI, Houston, TX, USA</td>
			<td>ZN1PK-10</td>
			<td>Used with ferrule to make connections between tubing and valves.&#160; Alternative part numbers: MZN1PK-10, LZN1PK-10</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ferrule</td>
			<td>VICI, Houston, TX, USA</td>
			<td>ZGF1PK-10</td>
			<td>Used with nut to make connections between tubing and valves.&#160;&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LabVIEW</td>
			<td>National Instruments, Austin, TX, USA</td>
			<td>LabVIEW Professional Development system</td>
			<td>Laboratory Automation Software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PBS</td>
			<td>Teknova, Hollister, CA, USA</td>
			<td>P0200</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Raji Cells</td>
			<td>ATTC, Manassas, VA, USA</td>
			<td>CCL86</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Boa Cells</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Kindly provided by the DeRisi Laboratory at UCSF</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GGV</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Kindly provided by the DeRisi Laboratory at UCSF</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DENV</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Kindly provided by Jose Pena at LLNL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Coulter Counter Z2</td>
			<td>Beckman Coulter, Brea, CA, USA</td>
			<td>Z2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hemacytometer</td>
			<td>Fisher Scientific, Waltman, MA, USA</td>
			<td>0267151B</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a microfluidic platform for precision small-volume sample processing and its use to size separate biological particles with an acoustic microdevice

والميزة الرئيسية لأجهزة ميكروفلويديك هو القدرة على التعامل مع أحجام عينة صغيرة، وبالتالي تقليل النفايات كاشف والحفاظ على عينة الثمينة. ومع ذلك، من أجل تحقيق القوي التلاعب عينة من الضروري معالجة التكامل الجهاز مع البيئة macroscale. لتحقيق للتكرار، حساسة الجسيمات الفصل مع أجهزة ميكروفلويديك، ويعرض هذا البروتوكول منصة ميكروفلويديك الآلي ومتكاملة الكاملة التي تمكن معالجة الدقيق لل،15-1،5 مل العينات باستخدام أجهزة ميكروفلويديك. وتشمل جوانب مهمة من هذا النظام تخطيط وحدات الجهاز ومواعيد المباريات القوية الناتجة في العالم موثوقة ومرنة لرقاقة الاتصالات، والتعامل مع السائل مؤتمتة بالكامل والتي تنجز حلقة مغلقة جمع العينات، وتنظيف النظام وفتيلة خطوات لضمان عملية قابلة للتكرار. أجهزة ميكروفلويديك مختلفة يمكن استخدامها بالتبادل مع هذه العمارة. نحن هنا دمج جهاز acoustofluidic، التفاصيل characteriz لهاأوجه، وتحسين الأداء، وإثبات استخدامه لحجم-فصل العينات البيولوجية. باستخدام التغذية المرتدة في الوقت الحقيقي خلال التجارب الانفصال، هو الأمثل جمع العينات لحفظ وتركيز العينة. على الرغم من أن تتطلب دمج قطع متعددة من المعدات، ومزايا هذه العمارة وتشمل القدرة على معالجة العينات المجهولة مع أي التحسين الإضافي النظام، وسهولة استبدال الجهاز، ودقيقة وقوية تجهيز العينات.

ويسلط الضوء على الملامح الرئيسية لتصميم الجهاز السمعي-ميكروفلويديك في الشكل 1، وصفا كاملا في مكان آخر. 15 وباختصار، جنبا إلى جنب تدفق تيارين السوائل في قناة الانفصال، وفصلها عن قناة الالتفافية موازية بجدار رقيقة السيليكون. منذ حجم قوة الإشعاع الأساسي موازين مع حجم الجسيمات، الجزيئات الكبيرة تهاجر من تدفق الدخل المختلط العينة نحو العقدة الضغط الصوتية الموجودة في المجاور تيار السائل الانتعاش، في حين لا تزال جسيمات صغيرة في مجرى الأصلي (الشكل 1B، C). وتنقسم الهندسة المعمارية ثنائي القناة يحسن الجسيمات الفصل 17 ويسمح تعديل موقف عقدة باستخدام مختلف السوائل قناة تجاوز 16 في اللوح فلويديك والتركيبات يوفر منصة قوية للعالم لرقاقة الاتصالات، وتصميم وحدات يمكن تغيير سريع بين رقائق الموائعية (الشكل 2). هذا جonfiguration يسمح أيضا اتصالات السوائل عكسها، الذي ختم تصل إلى 1000 رطل لكل بوصة مربعة، ليتم بسرعة وبشكل موثوق (الشكل 2B، E). ويمكن تقدير الدقة التردد و الرنانة من شريحة باستخدام الحسابات التحليلية 1D بسيطة (راجع الخطوة 1.1.1). من أكثر اكتمالا نموذج 2D محدود عنصر لدينا جهاز المقطع العرضي، 16 موقف مع التركيز المتوقع ل2-عقدة الرنين هو 225 ميكرون من الجدار والتردد المتوقع هو 1.68 ميغاهيرتز. ومع ذلك، يمكن الدقة و الأجهزة الحقيقية تختلف من ± 100 كيلو هرتز، اعتمادا على درجة حرارة التشغيل واقتران الأصداء الطولية والعرضية. ولذلك، بعد تجميع الجهاز، الدقة و يجب التحقق منها تجريبيا في معدلات تدفق ذات الصلة والفولتية محرك بيزو، كما هو موضح في الخطوة 4 من البروتوكول. ويبين الشكل 3 بالاشعة تردد التمثيلي الذي اتخذ في 200 ميكرولتر / دقيقة،<html> مع المياه في القنوات الرئيسية والالتفافية، و 20 V ص الموردة إلى بيزو. عندما اقتران بين بيزو وجهاز ميكروفلويديك أمر جيد، وسوف تركز الجسيمات بإحكام على تردد الرنين، مما أدى إلى الذروة واضحة في كثافة الفلورسنت والهجرة إلى موضع التركيز المتوقع (الشكل 3A). في المقابل، عندما يكون هناك سوء اقتران، والجسيمات لن تركز بشكل جيد وستكون النتائج تردد المسح تكون مشابهة إلى الشكل 3B. في مثل هذه الأجهزة، قد تحتاج محول بيزو إلى إعادة تركيبه، إذا تم استخدام مادة لاصقة عكسها. خلاف ذلك، وهذا الجهاز غير مناسب عندما عالية الجودة مع التركيز أو تدفق سريع حاسمة لتطبيق المطلوب. البيانات في الشكل (3) تبلغ اختيار تردد التشغيل لتجارب لاحقة، والجهد وتدفق نطاق سعر متاح للجسيمات كفاءة الانفصال. الملفات / ftp_upload / 53051 / 53051fig5.jpg &quot;/&gt; الرقم 5. المعالجة الآلية للعينة. (A) رسم تخطيطي للعينة التي تم تحميلها في ملف عينة. (B) لمحة تدفق ممثلا لتجربة فصل ناجحة. (C) التدفق الجانبي من الفصل تشغيل خلالها منفذ SPO انسداد في حوالي 220 ثانية. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53051/53051fig5large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a> بعد تحديد الرقائق التي هي فصل فعالة، وإدماجها في النظام هو مبين في الشكل (4). يتم التقليل من مجموع النظام اجتاحت حجم باستخدام أنابيب مع 0.01 &quot;القطر الداخلي على طول مسار التدفق الرئيسي (خطوط زرقاء). ويوضح الشكل 5A الماكياج من المكونات عينة نموذجية أكسب من خلال النظام. مطلوب كمية صغيرة من &quot;عازلة الرائدة&quot; (~ 35 ميكرولتر) إلى preceدي العينة في تدفق للقضاء على تقلبات تدفق بينما العينة يتحرك من خلال رقاقة الانفصال. ويبين الشكل 5B تدفق البيانات الناتجة من التجربة الآلي الفصل الصوتية الناجحة. الملامح الرئيسية مسيرته الناجحة ما يلي: (1) زيادة عابرة في معدل التدفق في كل من LPO ومكتب التخطيط الاستراتيجي تراكم الضغوط ويبدأ السائل في التدفق من خلال النظام، (2) ارتفاع حاد مما يدل على مرور فقاعة الهواء (ل أقحم يظهر ملف تعريف الموسع للفقاعة واحدة)، والتي ينبغي أن تصل إلى مكتب التخطيط الاستراتيجي قبل LPO بسبب تدفق غير المتكافئ من وسائل اثنين، (3) تدفق ثابت من خلال كل وسائل بين فقاعات الهواء اثنين كما العينة التحركات من خلال النظام، و (4) يتم تسليم انخفاض تدريجي في معدل التدفق في كل المنافذ بعد حجم العينة الكامل للنظام. يدير إشكالية واضحة على الفور من ملامح تدفق مشابهة الشكل 5C، حيث يبدو أن مكتب التخطيط الاستراتيجي أصبح انسداد بعد حوالي 220 ثانية. في ثي<html> يجب تشغيل الصورة الحالة، إجراء تنظيف مماثلة لتلك التي وصفها في الخطوة 5.3 لتنشيط القناة. <img alt="الشكل (6)" src="/files/ftp_upload/53051/53051fig6.jpg" /> الرقم 6. جهاز Tunability: حجم الجسيمات والجهد الأثر. في المئة من المجهرية البوليسترين المستخرج في LPO يعتمد على حجم الجسيمات والجهد الموردة إلى piezoceramic. كل سطر يتوافق مع الجهد تشغيل مختلف على تردد الرنين، تحدد كما هو موضح في الخطوة 4. مجموع معدل التدفق من خلال الجهاز هو 200 ميكرولتر / دقيقة، مع ترددات محرك التطبيقية بين 1.62 و 1.64 ميغاهيرتز. أشرطة الخطأ تمثل الانحراف المعياري لا تقل عن ثلاثة تجارب منفصلة. مستنسخة وتعديلها بإذن من الجمعية الملكية للكيمياء من http://pubs.rsc.org / EN / المحتوى / ArticleLanding / 2014 / AN / c4an00034j.الهدف = &quot;_ فارغة&quot;&gt; الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم. الشكل 6 يبين جمعت نتائج الفصل باستخدام مختلف الأحجام البوليسترين الجسيمات وبيزو القيادة الفولتية التي تبرهن على معايير التشغيل اللازمة لفصل كفاءة. بشكل عام، يطلب من ارتفاع الفولتية (أي أكبر قوات الصوتية) لاستخراج جزيئات أصغر، كما هو متوقع. الفولتية حملة لا يمكن زيادة إلى أجل غير مسمى، ولكن نظرا إلى مزيد من تبديد الحرارة وتفاقم الآثار الناجمة عن تدفق الصوتية. تخدم 13 المؤامرة بمثابة دليل عام لالجسيمات أحجام فصل الجسيمات التي تظهر انتعاش اختلافا كبيرا في محرك أقراص معينة الجهد (على سبيل المثال، 10- والجسيمات 2 ميكرومتر في 8.8 V ص) سيفصل أيضا. عموما، السكان الجسيمات مع فرق كبيرة الحجم، مثل الفيروسات (~ 100 نانومتر) والخلايا (~ 10 ميكرون) يمكن فصلها بسرعة وكفاءة، كما يمكن الخلايا من مهرجان دبي السينمائي الدوليالأحجام erent (على سبيل المثال، 6-8 ميكرون الكريات الحمراء قرصي و8-15 ميكرون الكريات البيض). الشروط المحددة المطلوبة للعمل مع أنواع الخلايا الأخرى يجب أن يكون مصمما تجريبيا، كما شكل الخلية وكثافة والانضغاطية تؤثر على النقيض لها الصوتية، بالإضافة إلى حجم الخلية. تحقيقا لهذه الغاية، والإجراءات في الخطوة 4 هي مفيدة لتحديد شروط الفصل قابلة للاستخدام أي خلية أو الجسيمات نوع جديد، وليس فقط لتقييم نوعية جهاز acoustophoresis معين. <img alt="الرقم 7" src="/files/ftp_upload/53051/53051fig7.jpg" /> الرقم 7. كفاءة فصل خلية للفيروسات عينات ارتفعت. نتائج الفصل من (A) خلايا راجي ارتفعت مع فيروس حمى الضنك (DENV) و (ب) الخلايا راجي وخلايا الكلى بوا ارتفعت مع جولدن جيت الفيروسات (GGV). يتم تحديد النسب المئوية التي تم جمعها باعتبارها جزء من الفيروسات أو الخلايا تخرج من معينمنفذ بالمقارنة مع المبلغ الإجمالي الخروج من رقاقة. أشرطة الخطأ (A) هي الانحراف المعياري من 3 محاكمات، في حين تم تجهيز العينات في (B) مرة واحدة فقط نظرا لانخفاض الكميات المتاحة. تم استخدام برنامج تلفزيوني 1X باعتبارها منطقة عازلة عينة والانتعاش السائل، مع الماء في القناة الالتفافية لجميع التجارب. وتراوحت ترددات التشغيل رقاقة بين 1.60 و 1.64 ميغاهيرتز، مع الفولتية محرك تتراوح أعمارهم بين 16 و 20 V ص. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53051/53051fig7large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a> للتدليل على فائدة من هذا المنبر للانفصال الجسيمات البيولوجي، ونحن استخدم لأول مرة لمعالجة العينات البيولوجية تتميز جيدا: خلايا الإنسان راجي (10 5 خلية / مل، متوسط ​​قطرها 8-10 ميكرون 25) ارتفعت مع فيروس حمى الضنك (DENV، 10 5 PFU / مل، قطر تقريبي 50 نانومتر 26). الشكل 7ويبين النسبة المئوية للخلايا راجي وDENV التي تم جمعها في كل من مكتب التخطيط الاستراتيجي وLPO (الذي يعرف بأنه جزء من كل نوع الجسيمات التي تم جمعها من كل منفذ مقارنة مع المبلغ الإجمالي للكل الجسيمات التي تم جمعها من رقاقة). وتكررت التجربة في ثلاث نسخ، وكان كميا الخلايا راجي باستخدام عداد كولتر، في حين كان كميا DENV باستخدام العكسية النسخ البلمرة الكمي سلسلة من ردود الفعل (RT-QPCR). بعد ذلك، تم اختبار أداء النظام في السيناريو الذي هو أكثر واقعية لمعالجة العينات السريرية، التي الخصائص الفيزيائية الدقيقة للجسيمات قد يكون غير معروف، وكميات عينة المتاحة أقل. هنا، قمنا بتقييم فصل البوابة الذهبية التي تم تحديدها مؤخرا للفيروسات (GGV)، ثعبان الممرض اصابة خلايا الكلى الأصلة العاصرة 27 حجم جسيمات الفيروس GGV لم يتم قياسها، ولكن منذ GGV ينتمي إلى عائلة الفيروسات الرملية، فإنه ومن المرجح لحجم مماثل، ما بين 100 و 150 نانومتر. 28 ومعالجة العينات مع GGV ارتفعت (10 4 PFU / مل) إلى خلايا راجي الإنسان (وليس هدفا العدوى للفيروس)، والخلايا أفعى الكلى (الهدف العدوى لGGV، الحجم التقريبي 10 ميكرون 27)، مع كل أنواع الخلايا في 10 4 خلية / مل. كما كانت هذه العينات متوفرة بكميات منخفضة، وقد سجلت نتائج الانفصال عن واحد فقط تشغيل تجريبي في هذا العمل. ويبين الشكل 7B النسبة المئوية للخلايا راجي، خلايا بوا، وGGV التي تم جمعها من مكتب التخطيط الاستراتيجي وLPO. وتم قياس كمية الخلايا في هذه التجارب التي تعول على عدادة الكريات وكانت كمية الفيروسات التي RT-QPCR.

Watch this Scientific Journal Video about A Microfluidic Platform for Precision Small-volume Sample Processing and Its Use to Size Separate Biological Particles with an Acoustic Microdevice at JoVE.co

A Microfluidic Platform for Precision Small-volume Sample Processing and Its Use to Size Separate Biological Particles with an Acoustic Microdevice

This protocol describes a system architecture for performing automated small volume (0.15&#8211;1.5 ml) particle separations using a microfluidic device, and discusses methods to optimize acoustofluidic device performance and operation.

A منصة ميكروفلويديك لتجهيز الدقة الصغيرة الحجم عينة واستخدامها لحجم الجسيمات البيولوجية منفصلة مع Microdevice الصوتية

A major advantage of microfluidic devices is the ability to manipulate small sample volumes, thus reducing reagent waste and preserving precious sample. ...

a-microfluidic-platform-for-precision-small-volume-sample-processing

Research

JoVE Journal

Bioengineering

13.6K Views.  Lawrence Livermore National Laboratory. This protocol describes a system architecture for performing automated small volume (0.15–1.5 ml) particle separations using a microfluidic device, and discusses methods to optimize acoustofluidic device performance and operation.

Video: A Microfluidic Platform for Precision Small-volume Sample Processing and Its Use to Size Separate Biological Particles with an Acoustic Microdevice

A Microfluidic-based Hydrodynamic Trap for Single Particles

The ability to confine and manipulate single particles in free solution is a key enabling technology for fundamental and applied science. Methods for particle trapping based on optical, magnetic, electrokinetic, and acoustic techniques have led to major advancements in physics and biology ranging from the molecular to cellular level. In this article, we introduce a new microfluidic-based technique for particle trapping and manipulation based solely on hydrodynamic fluid flow. Using this method, we demonstrate trapping of micro- and nano-scale particles in aqueous solutions for long time scales. The hydrodynamic trap consists of an integrated microfluidic device with a cross-slot channel geometry where two opposing laminar streams converge, thereby generating a planar extensional flow with a fluid stagnation point (zero-velocity point). In this device, particles are confined at the trap center by active control of the flow field to maintain particle position at the fluid stagnation point. In this manner, particles are effectively trapped in free solution using a feedback control algorithm implemented with a custom-built LabVIEW code. The control algorithm consists of image acquisition for a particle in the microfluidic device, followed by particle tracking, determination of particle centroid position, and active adjustment of fluid flow by regulating the pressure applied to an on-chip pneumatic valve using a pressure regulator. In this way, the on-chip dynamic metering valve functions to regulate the relative flow rates in the outlet channels, thereby enabling fine-scale control of stagnation point position and particle trapping. The microfluidic-based hydrodynamic trap exhibits several advantages as a method for particle trapping. Hydrodynamic trapping is possible for any arbitrary particle without specific requirements on the physical or chemical properties of the trapped object. In addition, hydrodynamic trapping enables confinement of a "single" target object in concentrated or crowded particle suspensions, which is difficult using alternative force field-based trapping methods. The hydrodynamic trap is user-friendly, straightforward to implement and may be added to existing microfluidic devices to facilitate trapping and long-time analysis of particles. Overall, the hydrodynamic trap is a new platform for confinement, micromanipulation, and observation of particles without surface immobilization and eliminates the need for potentially perturbative optical, magnetic, and electric fields in the free-solution trapping of small particles.

In this article, we present a microfluidic-based method for particle confinement based on hydrodynamic flow. We demonstrate stable particle trapping at a fluid stagnation point using a feedback control mechanism, thereby enabling confinement and micromanipulation of arbitrary particles in an integrated microdevice.

A فخ هيدرودينامي ميكروفلويديك المستندة للجسيمات واحدة

The ability to confine and manipulate single particles in free solution is a key enabling technology for fundamental and applied science.  Methods for ...

Microfluidic Fabrication of Polymeric and Biohybrid Fibers with Predesigned Size and Shape

A &#8220;sheath&#8221; fluid passing through a microfluidic channel at low Reynolds number can be directed around another &#8220;core&#8221; stream and used to dictate the shape as well as the diameter of a core stream.&#160;Grooves in the top and bottom of a microfluidic channel were designed to direct the sheath fluid and shape the core fluid.&#160;By matching the viscosity and hydrophilicity of the sheath and core fluids, the interfacial effects are minimized and complex fluid shapes can be formed.&#160;Controlling the relative flow rates of the sheath and core fluids determines the cross-sectional area of the core fluid.&#160;Fibers have been produced with sizes ranging from 300 nm to ~1 mm, and fiber cross-sections can be round, flat, square, or complex as in the case with double anchor fibers. Polymerization of the core fluid downstream from the shaping region solidifies the fibers.&#160;Photoinitiated click chemistries are well suited for rapid polymerization of the core fluid by irradiation with ultraviolet light.&#160;Fibers with a wide variety of shapes have been produced from a list of polymers including liquid crystals, poly(methylmethacrylate), thiol-ene and thiol-yne resins, polyethylene glycol, and hydrogel derivatives. Minimal shear during the shaping process and mild polymerization conditions also makes the fabrication process well suited for encapsulation of cells and other biological components.

Two adjacent fluids passing through a grooved microfluidic channel can be directed to form a sheath around a prepolymer core; thereby&#160;determining both shape and cross-section. Photoinitiated polymerization, such as thiol click chemistry, is well suited for rapidly solidifying the core fluid into a microfiber with predetermined size and shape.

تصنيع ميكروفلويديك من الألياف البوليمرية والحيوية مع الحجم والشكل المصمم مسبقا

A &#8220;sheath&#8221; fluid passing through a microfluidic channel at low Reynolds number can be directed around another &#8220;core&#8221; stream and ...

Cell Squeezing as a Robust, Microfluidic Intracellular Delivery Platform

Rapid mechanical deformation of cells has emerged as a promising, vector-free method for intracellular delivery of macromolecules and nanomaterials. This technology has shown potential in addressing previously challenging applications; including, delivery to primary immune cells, cell reprogramming, carbon nanotube, and quantum dot delivery. This vector-free microfluidic platform relies on mechanical disruption of the cell membrane to facilitate cytosolic delivery of the target material. Herein, we describe the detailed method of use for these microfluidic devices including, device assembly, cell preparation, and system operation. This delivery approach requires a brief optimization of device type and operating conditions for previously unreported applications. The provided instructions are generalizable to most cell types and delivery materials as this system does not require specialized buffers or chemical modification/conjugation steps. This work also provides recommendations on how to improve device performance and trouble-shoot potential issues related to clogging, low delivery efficiencies, and cell viability.

Rapid mechanical deformation of cells has emerged as a promising, vector-free method for intracellular delivery of macromolecules and nanomaterials. This protocol provides detailed steps on how to use the system for a broad range of applications.

الضغط خلية باعتبارها قوية، ميكروفلويديك بين الخلايا توصيل منصة

Rapid mechanical deformation of cells has emerged as a promising, vector-free method for intracellular delivery of macromolecules and nanomaterials. This ...

A Microfluidic Chip for ICPMS Sample Introduction

This protocol discusses the fabrication and usage of a disposable low cost microfluidic chip as sample introduction system for inductively coupled plasma mass spectrometry (ICPMS). The chip produces monodisperse aqueous sample droplets in perfluorohexane (PFH). Size and frequency of the aqueous droplets can be varied in the range of 40 to 60 &#181;m and from 90 to 7,000&#160;Hz, respectively. The droplets are ejected from the chip with a second flow of PFH and remain intact during the ejection. A custom-built desolvation system removes the PFH and transports the droplets into the ICPMS. Here, very stable signals with a narrow intensity distribution can be measured, showing the monodispersity of the droplets. We show that the introduction system can be used to quantitatively determine iron in single bovine red blood cells. In the future, the capabilities of the introduction device can easily be extended by the integration of additional microfluidic modules.

We present a discrete droplet sample introduction system for inductively coupled plasma mass spectrometry (ICPMS). It is based on a cheap and disposable microfluidic chip that generates highly monodisperse droplets in a size range of 40&#8722;60 &#181;m at frequencies from 90 to 7,000 Hz.

رقاقة ميكروفلويديك لICPMS مقدمة عينة

This protocol discusses the fabrication and usage of a disposable low cost microfluidic chip as sample introduction system for inductively coupled plasma ...

Fast Enzymatic Processing of Proteins for MS Detection with a Flow-through Microreactor

The vast majority of mass spectrometry (MS)-based protein analysis methods involve an enzymatic digestion step prior to detection, typically with trypsin. This step is necessary for the generation of small molecular weight peptides, generally with MW &#60; 3,000-4,000 Da, that fall within the effective scan range of mass spectrometry instrumentation. Conventional protocols involve O/N enzymatic digestion at 37 &#186;C. Recent advances have led to the development of a variety of strategies, typically involving the use of a microreactor with immobilized enzymes or of a range of complementary physical processes that reduce the time necessary for proteolytic digestion to a few minutes (e.g., microwave or high-pressure). In this work, we describe a simple and cost-effective approach that can be implemented in any laboratory for achieving fast enzymatic digestion of a protein. The protein (or protein mixture) is adsorbed on C18-bonded reversed-phase high performance liquid chromatography (HPLC) silica particles preloaded in a capillary column, and trypsin in aqueous buffer is infused over the particles for a short period of time. To enable on-line MS detection, the tryptic peptides are eluted with a solvent system with increased organic content directly in the MS ion source. This approach avoids the use of high-priced immobilized enzyme particles and does not necessitate any aid for completing the process. Protein digestion and complete sample analysis can be accomplished in less than ~3 min and ~30 min, respectively.

A quick protocol for proteolytic digestion with an in-house built flow-through tryptic microreactor coupled to an electrospray ionization (ESI) mass spectrometer is presented. The fabrication of the microreactor, the experimental setup and the data acquisition process are described.

سريع المعالجة الأنزيمية من البروتينات للكشف عن مرض التصلب العصبي المتعدد مع Microreactor التدفق من خلال

The vast majority of mass spectrometry (MS)-based protein analysis methods involve an enzymatic digestion step prior to detection, typically with trypsin. ...

A Microfluidic Platform for High-throughput Single-cell Isolation and Culture

Studying the heterogeneity of single cells is crucial for many biological questions, but is technically difficult. Thus, there is a need for a simple, yet high-throughput, method to perform single-cell culture experiments. Here, we report a microfluidic chip-based strategy for high-efficiency single-cell isolation (~77%) and demonstrate its capability of performing long-term single-cell culture (up to 7 d) and cellular heterogeneity analysis using clonogenic assay. These applications were demonstrated with KT98 mouse neural stem cells, and A549 and MDA-MB-435 human cancer cells. High single-cell isolation efficiency and long-term culture capability are achieved by using different sizes of microwells on the top and bottom of the microfluidic channel. The small microwell array is designed for precisely isolating single-cells, and the large microwell array is used for single-cell clonal culture in the microfluidic chip. This microfluidic platform constitutes an attractive approach for single-cell culture applications, due to its flexibility of adjustable cell culture spaces for different culture strategies, without decreasing isolation efficiency.

Here, we present a protocol for isolating and culturing single cells with a microfluidic platform, which utilizes a new microwell design concept to allow for high-efficiency single cell isolation and long-term clonal culture.

ومنصة ميكروفلويديك لعزل وحيدة الخلية عالية الإنتاجية والثقافة

Studying the heterogeneity of single cells is crucial for many biological questions, but is technically difficult. Thus, there is a need for a simple, yet ...

Microfluidic Platform with Multiplexed Electronic Detection for Spatial Tracking of Particles

Microfluidic processing of biological samples typically involves differential manipulations of suspended particles under various force fields in order to spatially fractionate the sample based on a biological property of interest. For the resultant spatial distribution to be used as the assay readout, microfluidic devices are often subjected to microscopic analysis requiring complex instrumentation with higher cost and reduced portability. To address this limitation, we have developed an integrated electronic sensing technology for multiplexed detection of particles at different locations on a microfluidic chip. Our technology, called Microfluidic CODES, combines Resistive Pulse Sensing with Code Division Multiple Access to compress 2D spatial information into a 1D electrical signal. In this paper, we present a practical demonstration of the Microfluidic CODES technology to detect and size cultured cancer cells distributed over multiple microfluidic channels. As validated by the high-speed microscopy, our technology can accurately analyze dense cell populations all electronically without the need for an external instrument. As such, the Microfluidic CODES can potentially enable low-cost integrated lab-on-a-chip devices that are well suited for the point-of-care testing of biological samples.

We demonstrate a microfluidic platform with an integrated surface electrode network that combines resistive pulse sensing (RPS) with code division multiple access (CDMA), to multiplex detection and sizing of particles in multiple microfluidic channels.

منصة ميكروفلويديك مع تعدد كشف الالكترونية لتتبع المكانية من الجسيمات

Microfluidic processing of biological samples typically involves differential manipulations of suspended particles under various force fields in order to ...

Imaging the Root Hair Morphology of Arabidopsis Seedlings in a Two-layer Microfluidic Platform

Root hairs increase root surface area for better water uptake and nutrient absorption by the plant. Because they are small in size and often obscured by their natural environment, root hair morphology and function are difficult to study and often excluded from plant research. In recent years, microfluidic platforms have offered a way to visualize root systems at high resolution without disturbing the roots during transfer to an imaging system. The microfluidic platform presented here builds on previous plant-on-a-chip research by incorporating a two-layer device to confine the Arabidopsis thaliana main root to the same optical plane as the root hairs. This design enables the quantification of root hairs on a cellular and organelle level and also prevents z-axis drifting during the addition of experimental treatments. We describe how to store the devices in a contained and hydrated environment, without the need for fluidic pumps, while maintaining a gnotobiotic environment for the seedling. After the optical imaging experiment, the device may be disassembled and used as a substrate for atomic force or scanning electron microscopy while keeping fine root structures intact.

Imaging the Root Hair Morphology of Arabidopsis Seedlings in a Two-layer Microfluidic Platform

This article demonstrates how to culture Arabidopsis thaliana seedlings in a two-layer microfluidic platform that confines the main root and root hairs to a single optical plane. This platform can be used for real-time optical imaging of fine root morphology as well as for high-resolution imaging by other means.

التصوير مورفولوجيا الجذر الشعر شتلات نبات في منصة موائع جزيئية طبقتين

Root hairs increase root surface area for better water uptake and nutrient absorption by the plant. Because they are small in size and often obscured by ...

A Microfluidic Platform for Longitudinal Imaging in Caenorhabditis elegans

In the last decade, microfluidic techniques have been applied to study small animals, including the nematode Caenorhabditis elegans, and have proved useful as a convenient live imaging platform providing capabilities for precise control of experimental conditions in real time. In this article, we demonstrate live imaging of individual worms employing WormSpa, a previously-published custom microfluidic device. In the device, multiple worms are individually confined to separate chambers, allowing multiplexed longitudinal surveillance of various biological processes. To illustrate the capability, we performed proof-of-principle experiments in which worms were infected in the device with pathogenic bacteria, and the dynamics of expression of immune response genes and egg laying were monitored continuously in individual animals. The simple design and operation of this device make it suitable for users with no previous experience with microfluidic-based experiments. We propose that this approach will be useful for many researchers interested in longitudinal observations of biological processes under well-defined conditions.

A Microfluidic Platform for Longitudinal Imaging in Caenorhabditis elegans

In this article, we demonstrate live imaging of individual worms employing a custom microfluidic device. In the device, multiple worms are individually confined to separate chambers, allowing multiplexed longitudinal surveillance of various biological processes.

منصة موائع جزيئية "التصوير الطولي" في ايليجانس كاينورهابديتيس

In the last decade, microfluidic techniques have been applied to study small animals, including the nematode Caenorhabditis elegans, and have proved ...

An Ultrahigh-throughput Microfluidic Platform for Single-cell Genome Sequencing

Sequencing technologies have undergone a paradigm shift from bulk to single-cell resolution in response to an evolving understanding of the role of cellular heterogeneity in biological systems. However, single-cell sequencing of large populations has been hampered by limitations in processing genomes for sequencing. In this paper, we describe a method for single-cell genome sequencing (SiC-seq) which uses droplet microfluidics to isolate, amplify, and barcode the genomes of single cells. Cell encapsulation in microgels allows the compartmentalized purification and tagmentation of DNA, while a microfluidic merger efficiently pairs each genome with a unique single-cell oligonucleotide barcode, allowing &gt;50,000 single cells to be sequenced per run. The sequencing data is demultiplexed by barcode, generating groups of reads originating from single cells. As a high-throughput and low-bias method of single-cell sequencing, SiC-seq will enable a broader range of genomic studies targeted at diverse cell populations.

Single-cell sequencing reveals genotypic heterogeneity in biological systems, but current technologies lack the throughput necessary for the deep profiling of community composition and function. Here, we describe a microfluidic workflow for sequencing &gt;50,000 single-cell genomes from diverse cell populations.

منصة موائع جزيئية أولتراهيغ الإنتاجية لتسلسل جينوم خلية واحدة

Sequencing technologies have undergone a paradigm shift from bulk to single-cell resolution in response to an evolving understanding of the role of ...