Name: picoinjection of microfluidic drops without metal electrodes
Uploaded: 2014-04-18T18:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Picoinjection of Microfluidic Drops Without Metal Electrodes at JoVE.com

Bu çalışma ucsf, Kantitatif Biosciences&#39;den (QB3) için Kaliforniya enstitüde Biyomühendislik ve Terapötik Bilimleri Bölümü tarafından desteklenen edildi Rogers Aile Vakfı Gap Ödülü Bridging.

1.. Deneysel dayanarak Tasarım Cihaz Boyutları ve Topolojili Bilgisayar Destekli Tasarım (CAD) yazılımı kullanma İhtiyaçları Not: küresel damlacıkların daha küçük seçim emülsiyon Kanal çapları. Bu, bir silindirik ya da &quot;sosis&quot; şekil damlacıklar zorlar ve daha etkili picoinjection sağlar. Bizim amaçlarımız için, çapı 50 mikron idi damlacıkları için 30 x 30 mikron kanalları tasarlanmıştır. <ol><li> Model picoinjection yer (ler) gereksizdir gibi me...

<ol>
	<li>Kritikou, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=It's+cheaper+in+the+Picolab.">It's cheaper in the Picolab.</a> Nat. Rev. Genet. 6 (9), (2005).</li><li>Ahn, K., Agresti, J., Chong, H., Marquez, M., Weitz, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrocoalescence+of+drops+synchronized+by+size-dependent+flow+in+microfluidic+channels.">Electrocoalescence of drops synchronized by size-dependent flow in microfluidic channels.</a> Appl. Phys. Lett. 88 (26), (2006).</li><li>Abate, A. R., Hung, T., Mary, P., Agresti, J. J., Weitz, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-throughput+injection+with+microfluidics+using+picoinjectors.">High-throughput injection with microfluidics using picoinjectors.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U S A. 107, 19163-19166 (2010).</li><li>Harris, 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=Fabrication+of+a+microfluidic+device+for+the+compartmentalization+of+neuron+soma+and+axons.">Fabrication of a microfluidic device for the compartmentalization of neuron soma and axons.</a> J. Vis. Exp. (7), (2007).</li><li>Duffy, D. C., McDonald, J. C., Schueller, O. J., Whitesides, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+prototyping+of+microfluidic+systems+in+poly(dimethylsiloxane).">Rapid prototyping of microfluidic systems in poly(dimethylsiloxane).</a> Anal. Chem. 70 (23), 4974-4984 (1998).</li><li>O'Donovan, B., Eastburn, D. J., Abate, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrode-free+picoinjection+of+microfluidic+drops.">Electrode-free picoinjection of microfluidic drops.</a> Lab on a Chip. 12 (20), 4029-4032 (2012).</li><li>Holtze, 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=Biocompatible+surfactants+for+water-in-fluorocarbon+emulsions.">Biocompatible surfactants for water-in-fluorocarbon emulsions.</a> Lab on a Chip. 8 (10), 1632-1639 (2008).</li><li>Chung, C., Lee, M., Char, K., Ahn, K., Lee, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Droplet+dynamics+passing+through+obstructions+in+confined+microchannel+flow.">Droplet dynamics passing through obstructions in confined microchannel flow.</a> Microfluid. Nanofluid. 9, 1151-1163 (2010).</li><li>Herminghaus, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamical+instability+of+thin+liquid+films+between+conducting+media.">Dynamical instability of thin liquid films between conducting media.</a> Phys. Rev. Lett. 83 (12), 2359-2361 (1999).</li><li>Priest, C., Herminghaus, S., Seemann, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Controlled+electrocoalescence+in+microfluidics:+Targeting+a+single+lamella.">Controlled electrocoalescence in microfluidics: Targeting a single lamella.</a> Appl. Phys. Lett. 89 (13), 134101-134103 (2006).</li><li>Florent, M., Siva, A. V., Hao, G., Dirk, E., Frieder, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrowetting-controlled+droplet+generation+in+a+microfluidic+flow-focusing+device.">Electrowetting-controlled droplet generation in a microfluidic flow-focusing device.</a> J. Phys: Condens. Matter. 19 (46), (2007).</li><li>Eastburn, D. J., Sciambi, A., Abate, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Picoinjection+enables+digital+detection+of+RNA+with+droplet+rt-PCR.">Picoinjection enables digital detection of RNA with droplet rt-PCR.</a> PLoS ONE. 8 (4), (2013).</li></ol>

Enjeksiyon hacmi ile uygulanan voltaj arasındaki ilişki onlar enjektör geçerken cihazın boyutları, picoinjection sıvının cihazın molarite için picoinjection akışkan taşıyan boru uzunluğu ve damlacıkların hızı dahil olmak üzere birçok faktöre bağlıdır. Bu nedenle biz hacmi / gerilim ilişkisi gerilim ve molaritede çalışma aralıkları kenarlarında enjeksiyon hacimlerini ölçerek picoinjection her koşudan önce karakterize öneririz. Buna ek olarak, daha yüksek bir voltaj ve enjeksiyon sı...

Damlacık bazlı Mikroakiskan olarak, mikron çaplı damlacıkların sulu bir biyolojik reaksiyonları için &quot;test tüpleri&quot; olarak kullanılır. Küçük damlacıklar olarak reaksiyonların gerçekleştirilmesi için avantaj her damla reaktif sadece birkaç pl kullanır ve, mikroflüidik ile damla oluşturulabilir ve kilohertz oranlarında 1 işlenmiş olmasıdır. Birlikte, bu özellikler tek tek hücreler, nükleik asit molekülü ya da toplam malzemenin ul dk &#39;lık bir madde ifa edilecek olan bileşiklerle tepkimeye milyonlarca izin verir. Bu gibi uygulamalar için damla kullanmak, teknikleri damla reaktiflerin kontrollü hacim ekleme için gerekli olan; Bu tür işlemler test tüplerine pipetle benzerdir. Tepkime maddesi bir damla bir elektrik alanı uygulamak suretiyle hedef damla ile birleştirilmiş olup, burada bu gerçekleştirmenin bir yöntemi, electrocoalescence olduğunu. Elektrik alanı damlaların arabirimlerde yüzey aktif madde moleküllerinin bir düzenleme bozar indince film istikrarsızlık ucing ve 2, aksi stabil olduğu emülsiyonlarda birleşmesini tetikleme. Elektriksel olarak indüklenen birleştirilmesi de picoinjector, bir basınçlı akış kanalı 3 son olarak damlalar halinde reaktifler enjekte eden bir cihazın tasarımında yararlanılır. Elektrik alanı uygulamak için, picoinjector cihazlar metal elektrotlar kullanan, ancak sıvı-lehim telleri kolayca kanalda hava kabarcıkları veya toz ve diğer enkaz tehlikeye gibi microfluidic cips içine metal elektrotların entegrasyonu genellikle karmaşık ve hata eğilimli süreci yanı sıra, stres kırıkları ya da cihaz kurulumu sırasında eğilme. Burada imalatı basit ve daha sağlam hale metal elektrot kullanmadan picoinjection gerçekleştirmek için bir yöntem sunuyoruz. Birçok biyolojik reaktif çözündürüldü elektrolitler içeren ve iletken olduğu picoinjection tetiklemek için, bunun yerine, bir elektrot olarak enjeksiyon sıvı kendisini kullanır. Biz de &quot;Faraday Moa eklemekevrensel bir zemin (Şekil 1) olarak cihaz ve hareket hassas bölgeleri korumak için t &quot;. Hendek elektriksel bir zemin sağlayarak istenmeyen damlacık birleşmesini engelleyerek picoinjection sitenin üst damlacıkları ayırır. Bizim tekniğin bir yararı olduğunu damla enjekte hacmi uygulanan sinyal ayarlama ayarlanabilir sağlayan, uygulanan voltajın büyüklüğüne bağlıdır. Biz yumuşak fotolitografik teknikleri 4,5 kullanılarak poli (dimetilsiloksan) bizim cihazları (PDMS) imal. Yaklaşımımız reçine, plastik ve epoksiler gibi diğer malzemelerden imal cihazlar ile uyumludur. Kanallar yükseklikleri ve damlacıklar çapı 50 um (65 ul) ile birlikte çalışmak için uygun olan, 30 um genişlikleri vardır. Biz yöntemleri descr benzer 0.50 mm biyopsi yumruklar ile cihaz imalat sırasında oluşturulan liman içine yerleştirilen polietilen boru (0.3/1.09 mm iç / dış çap) ile reaktiflerin tanıtmakIBED önce 5. Enjeksiyon sıvısının tam makyaj spesifik uygulamaya bağlıdır. Sıvının sadece ihtiyaç picoinjector iletilecek elektrik sinyali için yeterli iletkenliğe üretmek üzere yeterince yüksek konsantrasyonlarda çözülür elektrolitler içerir. Tezgah test olarak, bu değer, ve sıvı iletkenlik özel cihaz boyutları ve uygulanan voltajın büyüklüğüne bağlı olsa da, 10 mM &#39;den daha büyük bir iyon konsantrasyonu, 6, yeterli gerektiğini bulduk.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1000">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:283px;">1 mL Leur-Lok&#8482; syringes</td>
			<td style="width:143px;">BD Medical</td>
			<td align="right" style="width:160px;">309628</td>
			<td style="width:415px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">LocTite UV-cured adhesive</td>
			<td style="width:143px;">Henkel</td>
			<td align="right">35241</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:283px;">PE-2 Tubing</td>
			<td style="width:143px;">Scientific Commodities</td>
			<td>BB31695-PE/2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Novec HFE-7500</td>
			<td>3M</td>
			<td style="width:160px;">98-0212-2928-5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:283px;">NaCl</td>
			<td style="width:143px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:160px;">S9888</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:283px;">1.5 mL centrifuge tubes</td>
			<td style="width:143px;">Eppendorf</td>
			<td align="right" style="width:160px;">22363531</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:283px;">BD Falcon 15 ml tube</td>
			<td style="width:143px;">BD Biosciences</td>
			<td align="right" style="width:160px;">352097</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:283px;">Air Pressure Control Pump</td>
			<td style="width:143px;">Control Air Inc.</td>
			<td style="width:160px;"></td>
			<td style="width:415px;">We recommend one under the control of DAQ and control software</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Syringe Pumps</td>
			<td>New Era</td>
			<td style="width:160px;"></td>
			<td>Must be capable of holding 1ml syringes and flowing at rates as low as 100 uL/hr</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:283px;">HV-Amplfier</td>
			<td style="width:143px;"></td>
			<td style="width:160px;"></td>
			<td>Must be capable of 1000x amplification of signals between 0.01 and 10 V</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Plasma Bonder/Cleaner</td>
			<td style="width:143px;">Harrick Plasma</td>
			<td style="width:160px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">3&#8221; silicon wafers</td>
			<td style="width:143px;">Sigma Aldrich</td>
			<td align="right" style="width:160px;">647535</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">PDMS</td>
			<td style="width:143px;">Dow Corning</td>
			<td style="width:160px;"></td>
			<td>Sylgard 184 with curing agent should be included</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:283px;">SU-8 Photoresist</td>
			<td style="width:143px;">MicroChem</td>
			<td style="width:160px;"></td>
			<td>Viscocity depends on device dimensions</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

picoinjection of microfluidic drops without metal electrodes

Microfluidic damla içine reaktifler picoinjecting için mevcut yöntemler mikroakışkan çip entegre metal elektrot gerektiren. Bu elektrotların entegrasyonu cihaz imalat işlemine, hantal ve hata eğilimli adımları ekler. Bu picoinjection sırasında metal elektrotlar ihtiyaçlarını ortadan kaldıran bir teknik geliştirdik. Birçok biyolojik reaktif çözündürüldü elektrolitler içeren ve iletken olduğu Bunun yerine, bu, bir elektrot olarak enjeksiyon sıvı kendisini kullanır. Elektrotları ortadan kaldırarak, cihaz imalat süresi ve karmaşıklığı azaltmak ve cihazlar daha sağlam yapmak. Buna ek olarak, yaklaşım ile, enjeksiyon hacmi picoinjection çözeltiye uygulanan gerilimine bağlıdır; Bu bizi hızla uygulanan gerilimi modüle tarafından enjekte sesini ayarlayabiliyorsunuz. Biz teknik tamponlar, enzimler, ve nükleik asitler de dahil olmak üzere ortak bir biyolojik bileşikler içeren reaktifler ile uyumlu olduğunu gösterir.

Mikroskobik görüntüler picoinjection sıvının elektrifikasyon enjeksiyonu (Şekil 2) tetiklemek için yeterli olduğunu picoinjection sitesi Show&#39;da alınır. Enjekte edilen hacim, daha yüksek enjeksiyon hacimleri izin veren daha yüksek bir voltaj ile, uygulanan voltajın genliğini modüle edilmesiyle kontrol edilebilir. (Şekil 3) enjeksiyon sıvı üç molariteleri temsil için uygulanan voltajın büyüklüğüne karşı enjeksiyon hacmi arsa. Hızı bizim yöntemini gös...

Watch this Scientific Journal Video about Picoinjection of Microfluidic Drops Without Metal Electrodes at JoVE.com

Picoinjection of Microfluidic Drops Without Metal Electrodes

Biz metal elektrot gerektirmez microfluidic damla picoinjecting için bir teknik geliştirdi. Gibi, bizim teknik içeren cihazlar imal ve kullanımı basittir.

Mikroakışkan bir Picoinjection Metal Elektrotlar olmadan Damlalar

Existing methods for picoinjecting reagents into microfluidic drops require metal electrodes integrated into the microfluidic chip. The integration of ...

Research

JoVE Journal

Engineering

Fabrication and Testing of Microfluidic Optomechanical Oscillators

Fabrikasyon ve mikroakışkan optomechanical Osilatörler Testi

Cavity optomechanics experiments that parametrically couple the phonon modes and photon modes have been investigated in various optical systems including ...

Ultrasound Velocity Measurement in a Liquid Metal Electrode

Sıvı Metal Elektrot Ultrason Hızı Ölçümü

A growing number of electrochemical technologies depend on fluid flow, and often that fluid is opaque. Measuring the flow of an opaque fluid is inherently ...

Iridium Oxide-reduced Graphene Oxide Nanohybrid Thin Film Modified Screen-printed Electrodes as Disposable Electrochemical Paper Microfluidic pH Sensors

Tek Elektrokimyasal Kağıt mikroakışkan pH Sensörler olarak iridyum Oksit azaltılmış Grafen Oksit nanohibrit İnce Film Modifiye Ekran baskılı Elektrotlar

A facile, controllable, inexpensive and green electrochemical synthesis of IrO2-graphene nanohybrid thin films is developed to fabricate an easy-to-use ...

Knowledge Based Cloud FE Simulation of Sheet Metal Forming Processes

Sac Metal Şekillendirme Süreçlerinin Bilgi Tabanlı Bulut FE Simülasyon

The use of Finite Element (FE) simulation software to adequately predict the outcome of sheet metal forming processes is crucial to enhancing the ...

In Situ Synthesis of Gold Nanoparticles without Aggregation in the Interlayer Space of Layered Titanate Transparent Films

In Situ Synthesis of Gold Nanoparticles without Aggregation in the Interlayer Space of Layered Titanate Transparent Films

Katmanlı Titanate Şeffaf Filmleri Interlayers Uzayda Toplama olmadan Altın Nanopartiküller Yerinde Sentez

Combinations of metal oxide semiconductors and gold nanoparticles (AuNPs) have been investigated as new types of materials. The in situ synthesis of AuNPs ...

Electrospinning of Photocatalytic Electrodes for Dye-sensitized Solar Cells

Boya Duyarlılaştırılmış Güneş Pilleri için Fotokatalitik Elektrotların Elektrospinning

This work demonstrates a protocol to fabricate a fiber-based photoanode for dye-sensitized solar cells, consisting of a light-scattering layer made of ...

Scalable Solution-processed Fabrication Strategy for High-performance, Flexible, Transparent Electrodes with Embedded Metal Mesh

Gömülü Metal Örgülü Yüksek Performanslı, Esnek, Şeffaf Elektrotlar için Ölçeklenebilir Çözeltiyle İşlenmiş Üretim Stratejisi

Here, the authors report the embedded metal-mesh transparent electrode (EMTE), a new transparent electrode (TE) with a metal mesh completely embedded in a ...

Growth and Electrostatic/chemical Properties of Metal/LaAlO3/SrTiO3 Heterostructures

Growth and Electrostatic/chemical Properties of Metal/LaAlO3/SrTiO3 Heterostructures

Büyüme ve Elektrostatik/kimyasal özellikleri Metal/LaAlO3/SrTiO3 Heterostructures

The quasi 2D electron system (q2DES) that forms at the interface between LaAlO3 (LAO) and SrTiO3 (STO) has attracted much attention from the oxide ...

Fabrication of Superhydrophobic Metal Surfaces for Anti-Icing Applications

Superhydrophobic Metal yüzeyler imalatı anti-buzlanma uygulamalar için

Several ways to produce superhydrophobic metal surfaces are presented in this work. Aluminum was chosen as the metal substrate due to its wide use in ...

Fused Filament Fabrication (FFF) of Metal-Ceramic Components

Fused Filament Fabrication FFF of Metal-Ceramic Components

Erimiş filaman imalatı Metal-seramik bileşenler (FFF)

Technical ceramics are widely used for industrial and research applications, as well as for consumer goods. Today, the demand for complex geometries with ...