Автоматизация активации отдельных капель позволяет в один чип введать сложные последовательности работы лабораторного блока. Наша цифровая микрофлюидная платформа позволяет быстро выявлять вирусные патогены в полевых условиях. Этот метод основан на количественном выявлении специфических антигенов с использованием цифровой микрофлюиды на основе EWOD в сочетании с магнитной иммунопреципиентацией.
В этом вкладе метод оценивается по образцам, содержащим различные концентрации бактерий, спор, вирусов и белков. Этот процесс полностью автоматизирован, последовательный, масштабируемый и универсальный. Последовательность и объем капель могут быть изменены в соответствии с требованиями конкретного протокола.
Обойти антитела на основе зондирования полностью, цифровой микрофлюиды платформы может построить для потенциального приложения на основе aptamer биочувствия, где магнитные бусы нести конкретные aptamers для захвата и обнаружения нуклеотидных последовательностей. При попытке этого метода в первый раз, важно рассмотреть тип сурфактанта и как он взаимодействует с вашим выбором биохимии и гидрофобного полимерного покрытия. Начните с удаления магнита с цифровой микрофлюиды или платформы DMF и поместив его на скамейку запасных.
Поместите чистую актуацию пластины на вращающейся сцене с хромом лицом вверх, выравнивание пластины с верхним левым углом утопленной стадии. Зажимайте актуатурную пластину сверху с помощью панели с 47 контактными булавками, которые защитят пластину на место и облегчат выравнивание контактными булавками. Затем пластина 0,5 миллиметра оболочки и два миллиметра PMMA сепаратор на вращающейся сцене, чтобы обеспечить контролируемый разрыв между приводом и крышкой пластин.
Для загрузки капель на предлагаемые погрузочные колодки, aliquot четыре 2,5 капли микролитров из бегущего буфера на B, A, R и E обозначали колодки, используя одну каплю на площадку. Затем aliquot 2.5 микролитров раствора перекиси водорода люминола на E обозначается площадку. Далее, aliquot 2,5 микролитров Neutravidin спрягается с HRP биотинилированных вторичных антител и микробусов на F, G, и я обозначал колодки соответственно.
Наконец, aliquot 2.5 микролитров неизвестного образца на обозначенной площадке C. Поместите крышку пластины на поверхности буровой установки рядом с круглым углублением области и сдвиньте его боковой в углубление и на верхней части актуатурной пластины. Положите постоянный магнит на верхней части крышки пластины и закрените его, сдвинув две защелки, а затем поверните этап на 180 градусов и проверить его визуально, чтобы убедиться, что загруженные капли все еще на месте.
Убедитесь, что положение загрузки для каждой капли соответствует запрограммированной последовательности активации в программном обеспечении. Распоить экранированную фотодетекторную систему в слот вращающейся сцены и подключить кабель. Поместите крышку над платформой DMF и запустите последовательность программы с помощью программного интерфейса.
Местоположение капли записывается с помощью емкостного зондирования, а затем может наблюдаться на пользовательском интерфейсе. Последовательность программы будет подсказать сообщения, которые появляются на интерфейсе, чтобы сообщить оператору, что капля люминола готова собрать извлеченные магнитные бусы или капля обнаружения готова к перемещению на место обнаружения. В обоих случаях требуется подтверждение от оператора.
Интенсивность света, вырабатываемая химилюминесцентной реакцией, читается фотодетектором и записывается в режиме реального времени. Чтобы работать в визуальном режиме для оптимизации протоколов, запустите последовательность программы с помощью программного интерфейса. Автоматизированная активация капель может быть визуализирована на чипе для каждого из критических шагов анализа, таких как магнитное извлечение бисера, повторное успение бисера и смешивание.
При запросе, смонтировать фотодетектор экранированный может в щели вращающейся сцены. Подключите кабель экранированных фотодетекторов, вставив булавки в розетку. Поместите крышку над платформой DMF и возобновите анализ.
Капли контролируются с помощью емкостного зондирования и могут наблюдаться на пользовательском интерфейсе. Для очистки оборудования откройте крышку платформы DMF и поверните ступень на 180 градусов. Распутить магнитный корпус и удалить магнит со стадии вращения.
Снимите кремниевую пластину со скольжения парой пинцета и промойте ее дистиллированной водой. Затем высушите его сжатым воздухом и поместите в чашку Петри, где могут храниться и повторно использоваться. Используйте micropipette для удаления жидких отходов с площадки, не касаясь поверхности и очистить поверхность, wicking жидкости из актуатурной пластины с помощью абсорбющей бумаги.
Для исследования воздействия напряжения активации, капля из буфера была изгнана при различных напряжениях активации и ее движение было записано. Была продемонстрирована корреляция между Врмсом и средней скоростью, и после определенного значения Vrms наблюдалось плато скорости. Долговечность актуатурной пластины была уменьшена при использовании высоких значений для Vrms.
Для работы лабораторного блока извлечения капля, содержащая подвесной бисер, была доставлена к месту отделения в середине зоны смешивания. Затем магнит был активирован автоматически, чтобы подойти к чипу и сфокусировать бисер. Затем капля была перемещена в сторону отходов площадку, оставив бисер.
Операции по извлечению и смешиванию лабораторных единиц на чипе EWOD способствовали миниатюрной быстрой и воспроизводимой обработке образцов с последовательным обнаружением патогенных микроорганизмов в течение 6-10 минут. Инкубационые времена и конъюгированные концентрации были разнообразны, чтобы найти оптимальные условия для анализа. Было установлено, что инкубационные времени 160 секунд и конъюгировать концентрации двух микрограмм на миллилитр достигли наилучшего соотношения сигнала к шуму.
Вариации в протоколе могут быть введены для достижения желаемого уровня автоматизации. Восьмиэтажка ELISA была использована для обнаружения различных антигенов, таких как споры Bacillus atrophaeus и бактериофаг MS2. Между тем, 10-шаг протокол был использован для количественной оценки E.coli.
Важно убедиться, что применяемое напряжение, концентрации аналитов и реагентов являются оптимальными для активации капель и успешного магнитного разделения на чипе. Для достижения точного измерения следует рассмотреть возможность связывания бисера и, возможно, потребоваться серийное разбавление аналитов. Путем обменивать тип антител, одно смогло обнаружить различные патогены от одного сообщенного в разделе результатов.
Этот метод можно было бы также применять, например, для обнаружения биомаркеров или диагностики тостеров. В дополнение к уже представленным приложениям, система была разработана с полевым обнаружением воздушно-капельного патогена в виду. DMF является идеальной платформой для этого приложения, потому что объем капель соответствует выходу другого пробоя, который мы недавно разработали.
