Name: aqueous droplets used as enzymatic microreactors and their electromagnetic actuation
Uploaded: 2017-08-28T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Aqueous Droplets Used as Enzymatic Microreactors and Their Electromagnetic Actuation at JoVE.com

Författarna vill erkänna DFGEN för stöd.

1. Hydrophobization av magnetiska nanopartiklar <ol><li>för syntes av de hydrofoba magnetiska partiklarna, lägga till 0,85 g FeCl 3 hexahydrat (3,14 mmol) och 0.30 g FeCl 2 tetrahydrat (1.51 mmol) till 200 mL vatten/etanol lösningen (4:1 v/v).</li>
	<li>Till denna blandning, lägga till 0,20 mL 1H, 1H, 2 H, 2H-Perfluorooctyltriethoxysilane (PFOTES) (5.23 mmol) med kraftig omrörning av en magnetisk omrörare (500 rpm). Utföra syntesen i en inert gasatmosfär (N 2) via en runda-bott...

<ol>
	<li>Squires, T., Quake, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microfluidics:+Fluid+physics+at+the+nanoliter+scale.">Microfluidics: Fluid physics at the nanoliter scale.</a> Rev. Mod. Phys. 77 (3), 977-1026 (2005).</li><li>Song, H., Chen, D. L., Ismagilov, R. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reactions+in+Droplets+in+Microfluidic+Channels.">Reactions in Droplets in Microfluidic Channels.</a> Angew Chem Int Ed Engl. 45 (44), 7336-7356 (2006).</li><li>Erickson, D., Li, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Integrated+microfluidic+devices.">Integrated microfluidic devices.</a> Anal. Chim. Acta. 507 (1), 11-26 (2004).</li><li>Zhang, Y., Ozdemir, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microfluidic+DNA+amplification-A+review.">Microfluidic DNA amplification-A review.</a> Anal. Chim. Acta. 638 (2), 115-125 (2009).</li><li>Ohashi, T., Kuyama, H., Suzuki, K., Nakamura, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Control+of+aqueous+droplets+using+magnetic+and+electrostatic+forces.">Control of aqueous droplets using magnetic and electrostatic forces.</a> Anal. Chim. Acta. 612 (2), 218-225 (2008).</li><li>Srinivasan, V., Pamula, V. K., Fair, R. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Droplet-based+microfluidic+lab-on-a-chip+for+glucose+detection.">Droplet-based microfluidic lab-on-a-chip for glucose detection.</a> Anal. Chim. Acta. 507 (1), 145-150 (2004).</li><li>Lehmann, U., Vandevyver, C., Parashar, V. K., Gijs, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Droplet-Based+DNA+Purification+in+a+Magnetic+Lab-on-a-Chip.">Droplet-Based DNA Purification in a Magnetic Lab-on-a-Chip.</a> Angew. Chem. Int. Ed. 45 (19), 3062-3067 (2006).</li><li>Guttenberg, Z., 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=Planar+chip+device+for+PCR+and+hybridization+with+surface+acoustic+wave+pump.">Planar chip device for PCR and hybridization with surface acoustic wave pump.</a> Lab Chip. 5 (3), (2005).</li><li>Al-Kaidy, H., 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=Biotechnology+and+Bioprocess+Engineering+-+From+the+First+Ullmann's+Article+to+Recent+Trends.">Biotechnology and Bioprocess Engineering - From the First Ullmann's Article to Recent Trends.</a> ChemBioEng Reviews. 2 (3), 175-184 (2015).</li><li>McHale, G., Newton, M. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Liquid+marbles:+principles+and+applications.">Liquid marbles: principles and applications.</a> Soft Matter. 7 (12), 5473 (2011).</li><li>Bormashenko, E., Pogreb, R., Bormashenko, Y., Musin, A., Stein, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=New+Investigations+on+Ferrofluidics:+Ferrofluidic+Marbles+and+Magnetic-Field-Driven+Drops+on+Superhydrophobic+Surfaces.">New Investigations on Ferrofluidics: Ferrofluidic Marbles and Magnetic-Field-Driven Drops on Superhydrophobic Surfaces.</a> Langmuir. 24 (21), 12119-12122 (2008).</li><li>Gao, L., McCarthy, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ionic+Liquid+Marbles.">Ionic Liquid Marbles.</a> Langmuir. 23 (21), 10445-10447 (2007).</li><li>Bhosale, P. S., Panchagnula, M. V., Stretz, H. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanically+robust+nanoparticle+stabilized+transparent+liquid+marbles.">Mechanically robust nanoparticle stabilized transparent liquid marbles.</a> Appl. Phys. Lett. 93 (3), 034109 (2008).</li><li>Bormashenko, E., Balter, R., Aurbach, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Micropump+based+on+liquid+marbles.">Micropump based on liquid marbles.</a> Appl. Phys. Lett. 97 (9), 091908 (2010).</li><li>Zhao, Y., Fang, J., Wang, H., Wang, X., Lin, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Magnetic+Liquid+Marbles:+Manipulation+of+Liquid+Droplets+Using+Highly+Hydrophobic+Fe+3+O+4+Nanoparticles.">Magnetic Liquid Marbles: Manipulation of Liquid Droplets Using Highly Hydrophobic Fe 3 O 4 Nanoparticles.</a> Adv. Mater. 22 (6), 707-710 (2010).</li><li>Fujii, S., Kameyama, S., Armes, S. P., Dupin, D., Suzaki, M., Nakamura, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=pH-responsive+liquid+marbles+stabilized+with+poly(2-vinylpyridine)+particles.">pH-responsive liquid marbles stabilized with poly(2-vinylpyridine) particles.</a> Soft Matter. 6 (3), 635 (2010).</li><li>Aussillous, P., Qu&#233;r&#233;, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Liquid+Marbles.">Liquid Marbles.</a> Nature. 411 (6840), 924-927 (2001).</li><li>Mahadevan, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Non-stick+water.">Non-stick water.</a> Nature. 411 (6840), 895-896 (2001).</li><li>Tian, J., Arbatan, T., Li, X., Shen, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Liquid+marble+for+gas+sensing.">Liquid marble for gas sensing.</a> Chem. Commun. 46 (26), 4734 (2010).</li><li>Bormashenko, E., Musin, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Revealing+of+water+surface+pollution+with+liquid+marbles.">Revealing of water surface pollution with liquid marbles.</a> Appl. Surf. Sci. 255 (12), 6429-6431 (2009).</li><li>Bormashenko, E., Bormashenko, Y., Pogreb, R., Gendelman, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Janus+Droplets:+Liquid+Marbles+Coated+with+Dielectric/Semiconductor+Particles.">Janus Droplets: Liquid Marbles Coated with Dielectric/Semiconductor Particles.</a> Langmuir. 27 (1), 7-10 (2011).</li><li>Bormashenko, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Liquid+marbles:+Properties+and+applications.">Liquid marbles: Properties and applications.</a> Curr. Opin. Colloid Interface Sci. 16 (4), 266-271 (2011).</li><li>Lehmann, U., Hadjidj, S., Parashar, V. K., Vandevyver, C., Rida, A., Gijs, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Two-dimensional+magnetic+manipulation+of+microdroplets+on+a+chip+as+a+platform+for+bioanalytical+applications.">Two-dimensional magnetic manipulation of microdroplets on a chip as a platform for bioanalytical applications.</a> Sens. Actuator B-Chem. 117 (2), 457-463 (2006).</li><li>Sato, E., Yuri, M., Fujii, S., Nishiyama, T., Nakamura, Y., Horibe, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Liquid+marbles+as+a+micro-reactor+for+efficient+radical+alternating+copolymerization+of+diene+monomer+and+oxygen.">Liquid marbles as a micro-reactor for efficient radical alternating copolymerization of diene monomer and oxygen.</a> Chem. Commun. 51 (97), 17241-17244 (2015).</li><li>Shikida, M., Takayanagi, K., Inouchi, K., Honda, H., Sato, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Using+wettability+and+interfacial+tension+to+handle+droplets+of+magnetic+beads+in+a+micro-chemical-analysis+system.">Using wettability and interfacial tension to handle droplets of magnetic beads in a micro-chemical-analysis system.</a> Sens. Actuator B-Chem. 113 (1), 563-569 (2006).</li><li>Sheng, Y., Sun, G., Wu, J., Ma, G., Ngai, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Silica-based+liquid+marbles+as+microreactors+for+the+silver+mirror+reaction.">Silica-based liquid marbles as microreactors for the silver mirror reaction.</a> Angew. Chem. Int. Ed. 54 (24), 7012-7017 (2015).</li><li>Zhao, N., 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=Self-organized+Polymer+Aggregates+with+a+Biomimetic+Hierarchical+Structure+and+its+Superhydrophobic+Effect.">Self-organized Polymer Aggregates with a Biomimetic Hierarchical Structure and its Superhydrophobic Effect.</a> Cell Biochem. Biophys. 49 (2), 91-97 (2007).</li><li>Xue, Y., 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=Magnetic+Liquid+Marbles:+A+"Precise"+Miniature+Reactor.">Magnetic Liquid Marbles: A "Precise" Miniature Reactor.</a> Adv. Mater. 22 (43), 4814-4818 (2010).</li><li>Zhang, L., Cha, D., Wang, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Remotely+Controllable+Liquid+Marbles.">Remotely Controllable Liquid Marbles.</a> Adv. Mater. 24 (35), 4756-4760 (2012).</li><li>Zhao, Y., Xu, Z., Parhizkar, M., Fang, J., Wang, X., Lin, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Magnetic+liquid+marbles,+their+manipulation+and+application+in+optical+probing.">Magnetic liquid marbles, their manipulation and application in optical probing.</a> Microfluid Nanofluid. 13 (4), 555-564 (2012).</li><li>Lin, X., 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=Superhydrophobic+magnetic+poly(DOPAm-co-PFOEA)/Fe3O4/cellulose+microspheres+for+stable+liquid+marbles.">Superhydrophobic magnetic poly(DOPAm-co-PFOEA)/Fe3O4/cellulose microspheres for stable liquid marbles.</a> Chem. Commun. 52 (9), 1895-1898 (2016).</li><li>Glettenberg, M., Niemeyer, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tuning+of+Peroxidase+Activity+by+Covalently+Tethered+DNA+Oligonucleotides.">Tuning of Peroxidase Activity by Covalently Tethered DNA Oligonucleotides.</a> Bioconjugate Chem. 20 (5), 969-975 (2009).</li><li>Al-Kaidy, H., Tippk&#246;tter, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Superparamagnetic+hydrophobic+particles+as+shell+material+for+digital+microfluidic+droplets+and+proof-of-principle+reaction+assessments+with+immobilized+laccase.">Superparamagnetic hydrophobic particles as shell material for digital microfluidic droplets and proof-of-principle reaction assessments with immobilized laccase.</a> Eng. Life Sci. 16 (3), 222-230 (2016).</li></ol>

För en framgångsrik användning av mikrofabricerade teknik är det viktigt att flytta reaktion volymen motsvarar kraven i biotekniska syntes och analyser. Aktivering plattformen presenteras här gör det möjligt att flytta mikroflödessystem droppar genom magnetisk kraft. Rörelsen kan utföras fritt i två dimensioner på en plan yta av en reaktion plattform genom att omsluta flytande droppe med en magnetisk superhydrofobt skal. Således införs ett alternativt system till fördefinierade mikroflödessystem kanaler m...

Tekniska tillämpningar med micro reaktioner sker huvudsakligen i fördefinierade microchannel marker. Dessa system är allmänt etablerade och utförligt beskriven i litteraturen (bland annat 1,2,3). 2011 uppgick omsättningen för mikroflödessystem teknik över hela världen till 6,2 miljarder euro 4. Däremot var användningen av fritt rörliga micro reaktorn fack tidigare endast prövade och offentliggjorda i begränsad omfattning. Den vanligaste metoden för att flytta aqueous micro droppar är electrowetting 5. Andra metoder för förslaget droppar på ytor bygger på elektriska fält 6, magnetisk kraft 7 eller akustisk aktivering 8. På grund av deras unfavorable ytbehandlar till volymförhållandet utsätts dessa droplet-baserade microreactor system för stark avdunstning effekter. Således, droppe förslaget upprättas vanligtvis som ett flytande faser, där den övre fasen har en hög kokpunkt skydda vattenfasen från avdunstning. Detta tillvägagångssätt innebär dock en hög risk av kontaminerande reaktion droplet-programmet genom okontrollerad diffusion. Detta är ett betydande hinder för tekniska etableringen av de nämnda systemen.
Senaste arbete angå med icke-anhängare flytande-fast fasövergångar. En mycket effektiv strategi är användningen av superhydrofobt ytor, att tillåta bildandet av sfäriska aqueous droppar. En förlängning av denna reaktion koncept är användningen av micro reaktion fack med en superhydrofobt yta eller skal, som kan till exempel bestå av polytetrafluoreten (PTFE) partiklar 9. Deras kontakt vinklar på ytor finns vanligtvis i intervallet 160° (beroende på ytjämnheten). De sfäriska fack ger därmed minimalt motstånd för rörligheten på en yta och ger samtidigt skydd mot vattenavdunstning.
Vattenhaltiga droppar belagd med PTFE mikropartiklar storlek får behålla sin sfärisk form upp till en diameter på cirka 2 mm. Vid högre volymer, är hydrofoba skalet brukar inte helt stängd längre 10. Påverkan av andra shell material och utvidgningen av tillämpningsområdet på flytande marmor till nonpolar vätskor genomfördes av Gao och McCarthy med hjälp av Joniska vätskor 12. För bildandet av hydrofoba partikel-baserade skal, har partikel diametrarna i storlekar 10 nm-30 µm hittills beskrivna 11,14,16. Nya studier visade att hydrofoba nanopartiklar som shell material ännu bättre användning än mikropartiklar 13. Första stabilitetsundersökningar bekräftad ökning i stabilitet när partikelstorleken minskas från ca. 600 nm till ca. 100 nm. Detta sannolikt resultat från fördelningen av tätare partiklarnas runt de vattenhaltiga sfär 15.
Skydd av vattenhaltigt reaktion avdelningar genom en hydrofoba skal och deras beteckning som flytande kulor beskrevs första gången 2001 av Aussillous et al. och Mahadevan o.a. 17 , 18. sedan dess har några tillämpningar av dessa definierade reaktion avdelningar har beskrivits. Till exempel har en gas-sensorenhet baserat på flytande kulor 19 och en detektionsmetod för vattenföroreningar baserat på optiskt kvalitativ basis varit utvecklade 20. Författarna skilja fördelarna med hög reaktion priser och låg konsumtion av kemikalier i deras micro reaktion system. Senaste publikationer behandlar produktion av pH-känsliga flytande kulor 16 eller framställningen av 'Janus partiklar' med två olika beläggningar av olika funktioner. Exempelvis kunde Bormashenko et al. syntetisera en microreactor med skal gjorda av Teflon och halvledande kimrök 21. Dessutom var det visat att microreactors kan effektivt och bekvämt syntetisera polyperoxides genom att absorbera externa syre som monomer genom den genomsläppliga vätske-gränssnitt 24. I ett annat tillvägagångssätt skalet av kiseldioxid-partikel-baserade flytande kulor ge reaktiva substrat ytorna för att reglera den klassiska silver spegel reaktion 26. Aktuella problem för forskning och utveckling inom området av hydrofil-core-hydrofoba-shell droppar är den partikel storlek justeringen, reproducerbara produktion av monodisperse droppar, Vätbarheten hos preparat av ytor och effekten av en sekund hydrofil shell på micro reaktion fack 22, liksom en bättre kontroll av droplet trajectoriesen, t.ex. för utvecklingen av kontinuerliga microPCR-system 4.
En magnetisk aktivering av dessa microreactors erbjuder fördelen med relativt hög rörlighet spänner och en bra selektivitet i kraft när du arbetar i biokemiska system. När du använder hydrofoba magnetit partiklar, uppfyller de funktionen av magnetisk kraft överföring till rörelsen av microreactors, såväl som funktionen av en hydrofoba skal. Det magnetiska flödet av droppar med magnetiska partiklar inuti ett droplet-program var postulerade för första gången i 2006 av Lehmann et al. 23 och Shikida o.a. 25, som använde manuellt flyttade permanentmagneter som manöverdon för mobilisering av en enda droppe. En annan metod att flytta en liten mängd vätska realiserades av Zhao et al., som använde de hydrofoba Fe3O4 partiklarna som magnetisk skal. Skalet av magnetiska flytande marmor öppnades på den övre sidan av nedgången av en lodrät omvänd magnetfält 27. Baserat på detta koncept, kunde Xue et al. utveckla partiklar som bildar en microreactor med en ytspänning 20,1 dyne cm−1 28. Lin et al. fabricerade roman cellulosabaserade mikro/nano hierarkiska sfärer med både superparamagnetism och superhydrophobicity som ger Gud stabilitet för magnetiska flytande droplet transport och manipulation 31. Detta släpptes bara så långt som ett proof-of-principle studera och inte används för alla program. För närvarande bedrivs i första metoder är magnetisk och elektrisk kontroll av flytande kulor. Zhao et al. 2010 15 och Zhang et al. 2012 29 kunde utveckla en droplet manipulation av en permanent magnet under core-shell droppar manuell (handmanövrerade) rörelser. Bormashenko et al. 11 genom att accelerationen av ferromagnetiska flytande marmor till en hastighet av 25 cm s-1 närmar sig en neodymiummagnet. Principen ovan nämnda studier genomfördes uteslutande av manuell förflyttning av en liten permanentmagnet. Som ett nästa steg i utvecklingen kunde Zhao et al. nyligen att uppskatta den krävs magnetisk flödestäthet för förflyttning av magnetiska flytande marmor genom att variera avståndet av en permanentmagnet 30. För en reaktion kontroll jämförbar med gemensamma lab-on-a-chip system verkar det oundvikligt att tillhandahålla medel för automatiserad kontroll av diskreta flytande volumes. För att tillgodose detta behov har utvecklat vi ett nytt styrsystem baserat på variabelfältet lutningar att fixera, flytta och öppna den magnetiska microreactors.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="903">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:363px;">3D-printer</td>
			<td style="width:163px;">FelixPrinters</td>
			<td style="width:211px;">Pro1</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">10-acetyl-3,7-dihydroxyphenoxazine (Amplex Red)</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>A12222</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Ammonium hydroxide</td>
			<td style="width:163px;">TU-KL</td>
			<td>1072</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">CAD software</td>
			<td style="width:163px;">Siemens</td>
			<td style="width:211px;">Soled edge</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Contact angle measuring device</td>
			<td style="width:163px;">Dataphysics</td>
			<td style="width:211px;">OCA 20</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:363px;">Cylinder magnet</td>
			<td style="width:163px;">Webcraft GmbH</td>
			<td style="width:211px;">S-04-13-N</td>
			<td>https://www.supermagnete.de/stabmagnete-neodym-rund/stabmagnet-durchmesser-4mm-hoehe-12.5mm-neodym-n42-vernickelt_S-04-13-N</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Dipotassium phosphate</td>
			<td>Bernd Kraft</td>
			<td>7758-11</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Drying oven</td>
			<td>Binder</td>
			<td>FD 115</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Ethanol</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>68-17-5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">FeCl2 tetrahydrate</td>
			<td style="width:163px;">TU-KL</td>
			<td>1625</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">FeCl3 hexahydrate</td>
			<td style="width:163px;">TU-KL</td>
			<td>1622</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Fluorescence probe</td>
			<td style="width:163px;">PerkinElmer</td>
			<td style="width:211px;">LS 55</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Horseradish peroxidase</td>
			<td>Carl Roth</td>
			<td>9003-99-0</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Hydrogen peroxide</td>
			<td>Th.Geyer GmbH &#38; Co</td>
			<td>7722-84-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Monopotassium phosphate</td>
			<td>Bernd Kraft</td>
			<td>7778-77-0</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Peltier element</td>
			<td style="width:163px;">Conrad&#160;</td>
			<td style="width:211px;">193569</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Perfluoroctyltriethoxysilane</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>51851-37-7</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Scanning Electron Microscope</td>
			<td style="width:163px;">FEI</td>
			<td style="width:211px;">Helios NanoLab 650 DualBeam</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:363px;">Separation bar magnet</td>
			<td style="width:163px;">Webcraft GmbH</td>
			<td style="width:211px;">Q-40-20-10-N,&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Winding machine</td>
			<td style="width:163px;">IWT GmbH</td>
			<td style="width:211px;">FW122</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

aqueous droplets used as enzymatic microreactors and their electromagnetic actuation

För ett framgångsrikt genomförande av mikrofabricerade reaktion system, såsom PCR och elektrofores, är förflyttning av små flytande volymer viktigt. I konventionella lab-på-a-chip-plattformar skickas lösningsmedel och prover via definierade mikroflödessystem kanaler med komplexa flöde kontroll installationer. Droplet aktivering plattformen presenteras här är ett lovande alternativ. Med det är det möjligt att flytta en flytande droppe (microreactor) på en plan yta av en reaktion plattform (lab-i-a-drop). Aktivering av microreactors på hydrofoba ytan av plattformen är baserad på användning av magnetiska krafter som verkar på det yttre skalet av de flytande dropparna som är gjord av ett tunt lager av superhydrofobt magnetit partiklar. Hydrofoba ytan av plattformen som behövs för att undvika kontakt mellan den flytande kärnan och ytan så att en jämn rörelse av microreactor. På plattformen, kan en eller flera microreactors med volymer på 10 µL placeras och flyttade samtidigt. Plattformen själv består av en 3 x 3 matris av elektriska dubbla spolar som rymma antingen neodymium eller järn kärnor. Övertoningarna magnetfält styrs automatiskt. Av ändringen av de magnetfält lutningarna, kan den microreactors' magnetiska hydrofoba shell manipuleras automatiskt för att flytta microreactor eller öppna shell reversibelt. Reaktioner av substrat och motsvarande enzymer kan initieras genom sammanslagning av microreactors eller att föra dem i kontakt med ytan immobiliserade katalysatorer.

Shell partiklarna har en diameter på cirka 640 nm. De magnetizable nanopartiklar inneslutna i denna fluorosilane shell partiklar har diametrar mellan 22 nm och 37 nm. En 5 µL microreactor med vatten som en flytande kärna hade en kontaktvinkel av runt 160°.
Den kraft som behövs för att flytta en 10 µL microreactor som beskrivs ovan är 1,34 ± 0,08 µN. diagram 1 visar den elektromagnetiska kr...

Watch this Scientific Journal Video about Aqueous Droplets Used as Enzymatic Microreactors and Their Electromagnetic Actuation at JoVE.com

Aqueous Droplets Used as Enzymatic Microreactors and Their Electromagnetic Actuation

Lab-i-a-drop reaktion system tillåter mångsidiga genomförandet av komplexa reaktioner i en mikroflödessystem skala. En automatiserad aktivering plattform som består av en 3 x 3 matris av elektromagnetiska spolar utvecklades och använts framgångsrikt för att sammanfoga två 10 µL microreactors och inleda därmed en enzymatisk reaktion i den resulterande flytande kulor.

Vattenhaltiga droppar används som enzymatisk Microreactors och deras elektromagnetiska manövrering

For the successful implementation of microfluidic reaction systems, such as PCR and electrophoresis, the movement of small liquid volumes is essential. In ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Solid-phase Submonomer Synthesis of Peptoid Polymers and their Self-Assembly into Highly-Ordered Nanosheets

Fast fas Submonomer Syntes av Peptoid polymerer och deras självorganisering till mycket beställt Nanosheets

Peptoids are a novel class of biomimetic, non-natural, sequence-specific heteropolymers that resist proteolysis, exhibit potent biological activity, and ...

A Toolkit to Enable Hydrocarbon Conversion in Aqueous Environments

En verktygslåda så att kolväteomvandling i vattenhaltiga miljöer

This work puts forward a toolkit that enables the conversion of alkanes by Escherichia coli and presents a proof of principle of its applicability. The ...

Cell Co-culture Patterning Using Aqueous Two-phase Systems

Cell Co-kultur mönstring med användning av vattenhaltiga tvåfassystem

Cell patterning  technologies that are fast, easy to use and affordable will be required for the  future development of high throughput cell assays, ...

Multi-Scale Modification of Metallic Implants With Pore Gradients, Polyelectrolytes and Their Indirect Monitoring In vivo

Multi-Scale Modification of Metallic Implants With Pore Gradients, Polyelectrolytes and Their Indirect Monitoring In vivo

Multi-Scale Ändring av metalliska implantat med Pore gradienter, polyelektrolyter och deras indirekt övervakning<em&gt; In vivo</em

Metallic implants, especially titanium implants, are widely used in  clinical applications. Tissue in-growth and integration to these implants in  the ...

Remote Magnetic Actuation of Micrometric Probes for in situ 3D Mapping of Bacterial Biofilm Physical Properties

Remote Magnetic Actuation of Micrometric Probes for in situ 3D Mapping of Bacterial Biofilm Physical Properties

Fjärr Magnetisk Aktivering av mikrometer prober för<em&gt; In situ</em&gt; 3 Kartläggning av Bakteriella Biofilm Fysikaliska egenskaper

Bacterial adhesion and growth on interfaces lead to the formation of three-dimensional heterogeneous structures so-called biofilms. The cells dwelling in ...

Isolation of Cellular Lipid Droplets: Two Purification Techniques Starting from Yeast Cells and Human Placentas

Isolering av Cellular Lipid Droppar: Två reningstekniker Betyg från jästceller och mänskliga moderkakor

Lipid droplets are dynamic organelles that can be found in most eukaryotic and certain prokaryotic cells. Structurally, the droplets consist of a core of ...

An In Vitro Enzymatic Assay to Measure Transcription Inhibition by Gallium(III) and H3 5,10,15-tris(pentafluorophenyl)corroles

An In Vitro Enzymatic Assay to Measure Transcription Inhibition by GalliumIII and H3 5,10,15-trispentafluorophenylcorroles

En<em&gt; In Vitro</em&gt; Enzymatisk analys för att mäta transkription Hämning av gallium (III) och H<sub&gt; 3</sub&gt; 5,10,15-tris (pentafluorfenyl) corroles

Chemotherapy often involves broad-spectrum cytotoxic agents with many side effects and limited targeting. Corroles are a class of tetrapyrrolic ...

Robotic Production of Cancer Cell Spheroids with an Aqueous Two-phase System for Drug Testing

Robotic Production of Cancer Cell Sfäroider med en vatten tvåfassystem för drogtestning

Cancer cell spheroids present a relevant in vitro model of avascular tumors for anti-cancer drug testing applications. A detailed protocol for producing ...

Photopatterning Proteins and Cells in Aqueous Environment Using TiO2 Photocatalysis

Photopatterning Proteins and Cells in Aqueous Environment Using TiO2 Photocatalysis

Photopatterning proteiner och celler i vattenmiljö Använda TiO<sub&gt; 2</sub&gt; Fotokatalys

Organic contaminants adsorbed on the surface of titanium dioxide (TiO2) can be decomposed by photocatalysis under ultraviolet (UV) light. Here we describe ...

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

Snabb Enzymatisk bearbetning av proteiner för MS Detection med en genomströmningsmikroreaktor

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