Name: microfluidic acoustophoresis for flowthrough separation of gram-negative bacteria using aptamer affinity beads
Uploaded: 2022-10-17T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Microfluidic Acoustophoresis for Flowthrough Separation of Gram-Negative Bacteria using Aptamer Affinity Beads at JoVE.com

Dette arbejde blev støttet af National Research Foundation of Korea (NRF) tilskud finansieret af den koreanske regering (Ministeriet for Videnskab og IKT). (Nej. Nrf-2021R1A2C1011380)

1. Mikrofluidisk acoustophoresis chip design
BEMÆRK: Figur 1 viser en skematisk oversigt over adskillelse og indsamling af målmikroperler fra mikrokanaler ved acoustophorese. Den mikrofluidiske acoustophoresis chip er designet med et CAD-program.
<ol><li>Design en mikrofluidisk acoustophoresechip, der bruger en blanding af aptamer-modificerede perler og strøptondadinbelagt polystyren (PS) perler svarende til bakteriestørrelsen for at studere...

<ol>
	<li>Wu, 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=Acoustofluidic+separation+of+cells+and+particles.">Acoustofluidic separation of cells and particles.</a> Microsystem &amp; Nanoengineering. 5 (1), 1-18 (2019).</li><li>Lee, S. W., 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=Aptamer+affinity-bead+mediated+capture+and+displacement+of+Gram-negative+bacteria+using+acoustophoresis.">Aptamer affinity-bead mediated capture and displacement of Gram-negative bacteria using acoustophoresis.</a> Micromachines. 10 (11), 770 (2019).</li><li>Hirvonen, J. 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=One-step+sample+preparation+of+positive+blood+cultures+for+the+direct+detection+of+methicillin-sensitive+and+-resistant+Staphylococcus+aureus+and+methicillin-resistant+coagulase-negative+staphylococci+within+one+hour+using+the+automated+GenomEra+CDXTM+PCR+system.">One-step sample preparation of positive blood cultures for the direct detection of methicillin-sensitive and -resistant Staphylococcus aureus and methicillin-resistant coagulase-negative staphylococci within one hour using the automated GenomEra CDXTM PCR system.</a> European Journal of Clinical Microbiology &amp; Infectious Diseases. 31 (10), 2835-2842 (2012).</li><li>Swaminathan, B., Feng, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+detection+of+food-borne+pathogenic+bacteria.">Rapid detection of food-borne pathogenic bacteria.</a> Annual Review of Microbiology. 48 (1), 401-426 (1994).</li><li>Ding, 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=On-chip+manipulation+of+single+microparticles,+cells,+and+organisms+using+surface+acoustic+waves.">On-chip manipulation of single microparticles, cells, and organisms using surface acoustic waves.</a> Proceeding of the National Academy of Sciences of the United States of America. 109 (28), 11105-11109 (2012).</li><li>Karthick, S., 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+impedance-based+size+independent+isolation+of+circulating+tumor+cells+from+blood+using+acoustophoresis.">Acoustic impedance-based size independent isolation of circulating tumor cells from blood using acoustophoresis.</a> Lab on a Chip. 18 (24), 2802 (2018).</li><li>Lenshof, A., 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=Acoustofluidics+8:+Applications+of+acoustophoresis+in+continuous+flow+microsystems.">Acoustofluidics 8: Applications of acoustophoresis in continuous flow microsystems.</a> Lab on a Chip. 12 (7), 1210-1223 (2012).</li><li>Persson, 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=Acoustic+microfluidic+chip+technology+to+facilitate+automation+of+phage+display+selection.">Acoustic microfluidic chip technology to facilitate automation of phage display selection.</a> The FEBS journal. 275 (22), 5657-5666 (2008).</li><li>Klussmann, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The aptamer handbook: Functional oligonucleotides and their applications. , (2006).</li><li>Ellington, A., Szostak, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vitro+selection+of+RNA+molecules+that+bind+specific+ligands.">In vitro selection of RNA molecules that bind specific ligands.</a> Nature. 346 (6287), 818-822 (1990).</li><li>Tuerk, C., Gold, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Systematic+evolution+of+ligands+by+exponential+enrichment:+RNA+ligands+to+bacteriophage+T4+DNA+polymerase.">Systematic evolution of ligands by exponential enrichment: RNA ligands to bacteriophage T4 DNA polymerase.</a> Science. 249 (4968), 505-510 (1990).</li><li>Namnabat, M. S., 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=3D+numerical+simulation+of+acoustophoretic+motion+induced+by+boundary-driven+acoustic+streaming+in+standing+surface+acoustic+wave+microfluidics.">3D numerical simulation of acoustophoretic motion induced by boundary-driven acoustic streaming in standing surface acoustic wave microfluidics.</a> Scientific Reports. 11 (1), 11326 (2021).</li><li>Nimjee, 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=Aptamer+as+therapeutics.">Aptamer as therapeutics.</a> Annual Review of Pharmacology and Toxicology. 57, 61-79 (2017).</li><li>Zhang, 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=Recent+advances+in+aptamer+discovery+and+application.">Recent advances in aptamer discovery and application.</a> Molecules. 24 (5), 941 (2019).</li><li>Park, J. W., 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=Acousto-microfluidics+for+screening+of+ssDNA+aptamer.">Acousto-microfluidics for screening of ssDNA aptamer.</a> Scientific Reports. 6 (1), 1-9 (2016).</li><li>Persson, 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=Acoustic+microfluidic+chip+technology+to+facilitate+automation+of+phage+display+selection.">Acoustic microfluidic chip technology to facilitate automation of phage display selection.</a> The FEBS Journal. 275 (22), 5657-5666 (2008).</li><li>Van Toan, 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=An+investigation+of+processes+for+glass+micromachining.">An investigation of processes for glass micromachining.</a> Micromachines. 7 (3), 51 (2016).</li><li>Jansen, 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=A+survey+on+the+reactive+ion+etching+of+silicon+in+microtechnology.">A survey on the reactive ion etching of silicon in microtechnology.</a> Journal of Micromechanics and Microengineering. 6 (1), 14 (1996).</li><li>Hanneborg, A., 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=Silicon-to-silicon+anodic+bonding+with+a+borosilicate+glass+layer.">Silicon-to-silicon anodic bonding with a borosilicate glass layer.</a> Journal of Micromechanics and Microengineering. 1 (3), 139 (1991).</li><li>Mach, A. J., Di Carlo, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Continuous+scalable+blood+filtration+device+using+inertial+microfluidics.">Continuous scalable blood filtration device using inertial microfluidics.</a> Biotechnology and bioengineering. 107 (2), 302-311 (2010).</li><li>Wang, S., 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=Simple+filter+microchip+for+rapid+separation+of+plasma+and+viruses+from+whole+blood.">Simple filter microchip for rapid separation of plasma and viruses from whole blood.</a> International Journal of Nanomedicine. 7, 5019-5028 (2012).</li><li>Ai, 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=Separation+of+Escherichia+coli+bacteria+from+peripheral+blood+mononuclear+cells+using+standing+surface+acoustic+waves.">Separation of Escherichia coli bacteria from peripheral blood mononuclear cells using standing surface acoustic waves.</a> Analytical Chemistry. 85 (19), 9126-9134 (2013).</li><li>Ohlsson, P., 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+impedance+matched+buffers+enable+separation+of+bacteria+from+blood+cells+at+high+cell+concentrations.">Acoustic impedance matched buffers enable separation of bacteria from blood cells at high cell concentrations.</a> Scientific Reports. 8 (1), 1-11 (2018).</li><li>Park, S., 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=Continuous+dielectrophoretic+bacterial+separation+and+concentration+from+physiological+media+of+high+conductivity.">Continuous dielectrophoretic bacterial separation and concentration from physiological media of high conductivity.</a> Lab on a Chip. 11 (17), 2893-2900 (2011).</li><li>Kim, U., Soh, H. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simultaneous+sorting+of+multiple+bacterial+targets+using+integrated+Dielectrophoretic-Magnetic+Activated+Cell+Sorter.">Simultaneous sorting of multiple bacterial targets using integrated Dielectrophoretic-Magnetic Activated Cell Sorter.</a> Lab on a Chip. 9 (16), 2313-2318 (2009).</li><li>Cai, G., 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=A+fluidic+device+for+immunomagnetic+separation+of+foodborne+bacteria+using+self-assembled+magnetic+nanoparticle+chains.">A fluidic device for immunomagnetic separation of foodborne bacteria using self-assembled magnetic nanoparticle chains.</a> Micromachines. 9 (12), 624 (2018).</li></ol>

Vi udviklede en sonisk levitation mikrofluidisk enhed til opsamling og overførsel af GN-bakterier fra kulturprøver med høj hastighed baseret på en kontinuerlig løbemetode i henhold til deres størrelse og type og aptamermodificerede mikroperler. Den lange, firkantede mikrokanal muliggør et enklere design og større omkostningseffektivitet for 2D-acoustophorese end tidligere rapporteret 20,21,22,23,24,25,26.<sup ...

Mikrofluidiske platforme udvikles til at isolere bakterier fra medicinske og miljømæssige prøver ud over metoder baseret på dielektrisk overførsel, magnetophorese, perleekstraktion, filtrering, centrifugalmikrofluidik og inertielle effekter og overfladeakustiske bølger 1,2. Påvisning af patogene bakterier fortsættes ved anvendelse af polymerasekædereaktion (PCR), men det er normalt besværligt, komplekst og tidskrævende 3,4. Mikrofluidiske acoustophoresis-systemer er et alternativ til at løse dette gennem rimelig gennemstrømning og ikke-kontaktcelleisolering 5,6,7. Acoustophoresis er en teknologi, der adskiller eller koncentrerer perler ved hjælp af fænomenet materiel bevægelse gennem en lydbølge. Når lydbølger kommer ind i mikrokanalen, sorteres de efter perlernes størrelse, densitet osv., Og celler kan adskilles i henhold til suspensionsmediets biokemiske og elektriske egenskaber 7,8. Derfor er mange acoustophoretiske undersøgelser blevet aktivt forfulgt 9,10,11, og for nylig er 3D numeriske simuleringer af acoustophoretic motion induceret af grænsedrevet akustisk streaming i stående overflade akustisk bølge mikrofluidik blevet introduceret12.
Undersøgelser på forskellige områder undersøger, hvordan man kan erstatte antistoffer 2,3. Aptamer er et målmateriale med høj selektivitet og specificitet, og mange undersøgelser udføres 2,9,10,13. Aptamere har fordele ved lille størrelse, fremragende biologisk stabilitet, lave omkostninger og høj reproducerbarhed sammenlignet med antistoffer og undersøges i diagnostiske og terapeutiske applikationer 2,3,14.
Her beskriver denne artikel en mikrofluidisk acoustophoresis-teknologiprotokol, der kan bruges til hurtig og effektiv adskillelse af gramnegative (GN) bakterier fra et medium ved hjælp af aptamer-modificerede mikroperler. Dette system genererer en todimensionel (2D) akustisk stående bølge gennem enkelt piezoelektrisk aktivering ved samtidig at stimulere to ortogonale resonanser inden for en lang rektangulær mikrokanal for at justere og fokusere aptamer-fastgjorte mikroperler ved knudepunktet og antiknudepunkterne for separationseffektivitet 2,11,15,16 . Der er en todelt kanal ved både indløb og udløb, hvilket muliggør samtidig adskillelse, rensning og koncentration.
Denne protokol kan være nyttig inden for tidlig diagnose af bakterielle infektionssygdomme samt et hurtigt, selektivt og følsomt svar på patogene bakterielle infektioner gennem vandovervågning i realtid.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>1 &#181;m polystyrene microbeads</td>
			<td>Bang Laboratories</td>
			<td>PS04001</td>
			<td>Cell size beads</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>10 &#181;m Streptavidin-coated microbeads</td>
			<td>Bang Laboratories</td>
			<td>CP01007</td>
			<td>Aptamer affinity beads</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>4-inch Silicon Wafer/SU-8 mold</td>
			<td>4science</td>
			<td>29-03573-01</td>
			<td>Components of chip</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Aptamer</td>
			<td>Integrated DNA Technologies</td>
			<td>GN3-6&#39;</td>
			<td>RNA for bacteria conjugation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Borosilicate glass</td>
			<td>Schott</td>
			<td>BOROFLOAT 33</td>
			<td>Components of chip</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Centrifuge</td>
			<td>Daihan</td>
			<td>CF-10</td>
			<td>Wasing particles</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cyanoacrylate glue</td>
			<td>3M</td>
			<td>AD100</td>
			<td>Attach PZT to microchip</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Escherichia coli DH5&#945;</td>
			<td>KCTC</td>
			<td>KCTC2571</td>
			<td>Target bacteria</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Functional generator</td>
			<td>GW Instek</td>
			<td>AFG-2225</td>
			<td>Generate frequency</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>High-speed camera</td>
			<td>Photron</td>
			<td>FASTCAM Mini</td>
			<td>Observation of separation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hot plate</td>
			<td>As one</td>
			<td>HI-1000</td>
			<td>Heating plate for curing of liquid PDMS</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>KOVAX-SYRINGE 10 mL Syringe</td>
			<td>Koreavaccine</td>
			<td>22G-10ML</td>
			<td>Fill the microfluidic acoustophoresis channel with bubble-free demineralized water.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Liquid polydimethylsiloxane, PDMS</td>
			<td>Dow Corning Inc.</td>
			<td>Sylgard 184</td>
			<td>Components of chip</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LB Broth Miller</td>
			<td>BD Difco</td>
			<td>244620</td>
			<td>Cell culture (Luria-Bertani medium)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microscope</td>
			<td>Olympus Corp.</td>
			<td>IX-81</td>
			<td>Observation of separation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PBS buffer</td>
			<td>Capricorn scientific</td>
			<td>PBS-1A</td>
			<td>Wasing bacteria</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PEEK Tubes</td>
			<td>Saint-Gobain Ppl Corp.</td>
			<td>AAD04103</td>
			<td>Inject or collect particles</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Piezoelectric transducer</td>
			<td>Fuji Ceramics</td>
			<td>C-213</td>
			<td>Generate specific wave in channel</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Power amplifier</td>
			<td>Amplifier Research</td>
			<td>75A250A</td>
			<td>Amplify frequency</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pressure controller/&#956;flucon</td>
			<td>AMED</td>
			<td>AMED-&#956;flucon</td>
			<td>Control of air pressure/flow controller</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tris-HCl buffer</td>
			<td>invitrogen</td>
			<td>15567027</td>
			<td>Wasing particles</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tube rotator</td>
			<td>SeouLin Bioscience</td>
			<td>SLRM-3</td>
			<td>Modifiying aptamer and bead</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

microfluidic acoustophoresis for flowthrough separation of gram-negative bacteria using aptamer affinity beads

Denne artikel beskriver fremstilling og drift af mikrofluidiske acoustophoretiske chips ved hjælp af en mikrofluidisk acoustophorese-teknik og aptamer-modificerede mikroperler, der kan bruges til hurtig og effektiv isolering af gramnegative bakterier fra et medium. Denne metode forbedrer separationseffektiviteten ved hjælp af en blanding af lange, firkantede mikrokanaler. I dette system injiceres prøven og bufferen i indløbsporten gennem en flowregulator. Til perlecentrering og prøveseparation påføres vekselstrøm på den piezoelektriske transducer via en funktionsgenerator med en effektforstærker for at generere akustisk strålingskraft i mikrokanalen. Der er en todelt kanal ved både indløb og udløb, hvilket muliggør samtidig adskillelse, rensning og koncentration. Enheden har en restitutionshastighed på >98% og renhed på 97,8% op til en 10x dosiskoncentration. Denne undersøgelse har vist en genopretningshastighed og renhed højere end de eksisterende metoder til adskillelse af bakterier, hvilket tyder på, at enheden kan adskille bakterier effektivt.

Figur 5 viser billedet af perlestrøm som funktion af PZT-spænding (OFF, 0,1 V, 0,5 V, 5 V). I tilfælde af den acoustophoretic chip, der blev introduceret i denne undersøgelse, blev det bekræftet, at efterhånden som PZT's spænding steg, steg den centrale koncentration af de 10 μm-store perler. De fleste af de 10 μm store perler var koncentreret i midten ved 5 V af PZT-spændingen. Gennem dette resultat blev en resonansfrekvens på 3, 66 MHz genereret i en enkeltkanals funktionsgenera...

Watch this Scientific Journal Video about Microfluidic Acoustophoresis for Flowthrough Separation of Gram-Negative Bacteria using Aptamer Affinity Beads at JoVE.com

Microfluidic Acoustophoresis for Flowthrough Separation of Gram-Negative Bacteria using Aptamer Affinity Beads

Dette papir beskriver fremstilling og drift af mikrofluidiske acoustophoretiske chips ved hjælp af den mikrofluidiske acoustophorese-teknik og aptamer-modificerede mikroperler, der kan bruges til hurtig, effektiv isolering af gramnegative bakterier fra et medium.

Mikrofluidisk acoustophorese til gennemstrømningsseparation af gramnegative bakterier ved hjælp af Aptamer-affinitetsperler

This article describes the fabrication and operation of microfluidic acoustophoretic chips using a microfluidic acoustophoresis technique and ...

Denne protokol beskriver vores mikrofluidiske acoustophorese-teknologi, der kan bruges til hurtig og effektiv adskillelse af gramnegative bakterier fra et medium ved hjælp af aptamer-modificerede mikroperler. Mikrofluidiske akustoforesesystemer muliggør gramnegativ bakterieseparation med rimelig gennemstrømning og ikke-kontaktcelleisolering. Mikrofluidisk akustoforese kan optimeres til at isolere bakterier fra medicinske og miljømæssige prøver.Til at begynde med skal du designe en mikrofluidisk akustoforesechip, der samler PS-perler ved måludløbet og kasserer resten efter injektion af en PS-prøveblanding i prøveindløbet. Forbered en chip med lagene over og under siliciumlaget bundet til borosilikatglasset. Og et tredje borosilikatglaslag, ved hjælp af anodisering, tilsættes 1000 volt og 400 grader Celsius.Fastgør en PZT til borosilikatglaslaget langs den mikrofluidiske kanal ved hjælp af mindre end 10 mikroliter cyanoacrylatklæbemiddel. Pod GN- og GP-bakterierne i Luria-Bertani-medium og inkuber det ved 37 grader Celsius og 220 omdrejninger i minuttet i 16 timer. Centrifuge de dyrkede bakterier ved 9.056 RCF i et minut ved stuetemperatur.Vask derefter to gange med 1X PBS-buffer. Forbered de udvalgte GN- og GP-bakterier til analyse ved at resuere dem i bindingsbufferen. Den 10 mikrometer streptavidinbelagte mikroperleblanding gensuspenderes inden brug.Vortex blandingen i 20 sekunder. Forbered aptameren ved at denaturere den ved 95 grader Celsius i tre minutter, og fold den derefter igen ved nul grader Celsius i to minutter. Overfør 250 mikroliter af den resuspenderede streptavidinbelagte mikroperleblanding til et 1,5 ml rør og tilsæt 100 mikroliter biotinyleret DNA-aptamer til røret.Inkuber blandingen ved stuetemperatur i 30 minutter, mens den roterer ved 25 omdrejninger pr. Minut. Centrifuger reaktionsblandingen ved 9.056 RCF i 40 sekunder ved stuetemperatur. Vask derefter røret to gange med 200 mikroliter Tris-HCI-buffer.Tilsæt 10 mikroliter 100 milligram BSA pr. milliliter BSA til det vaskede prøverør og inkuberes i 30 minutter ved stuetemperatur, mens det roterer ved 25 omdrejninger pr. Minut. Til sidst vaskes de aptamermodificerede mikroperler to gange i Tris-HCl-bufferen ved centrifugering ved 9.056 RCF i 40 sekunder ved stuetemperatur. Tilslut PEEK-rør til de to indløb til injektion af to prøver og buffer og de to udløb til indsamling og udledning af affald.Brug en 10 ml sprøjte til at fylde den mikrofluidiske acoustophoresekanal med boblefrit demineraliseret vand. Forbered en præcisionstrykregulator med to eller flere udgangskanaler til at styre væskestrømmen. Efter klargøring af enheden injiceres prøven og bufferen ved at påføre et tryk på to kilopascal på prøveindløbet og fire kilopascal på bufferindløbet ved hjælp af præcisionstrykreguleringsanordningen.Brug et mikroskop til at fokusere på en perle og flytte den til midten af den mikrofluidiske kanal ved hjælp af PZT. Generer en resonansfrekvens på 3,66 megahertz ved hjælp af en enkeltkanalfunktionsgenerator og forstærk et typisk signal med 16 decibel ved hjælp af en effektforstærker. Overhold separations- og berigelsesprocesserne på den akustofluidiske chip med et fluorescensmikroskop og et højhastighedskamera, der opererer med 1.200 billeder pr. Sekund.Den akustophoretiske chip, der blev introduceret i denne undersøgelse, bekræftede, at efterhånden som spændingen af PZT steg, steg den centrale koncentration af perlerne på 10 mikrometerstørrelse. Ved fem volt af PZT-spændingen var de fleste af perlerne på 10 mikrometer koncentreret i midten. Forholdet mellem antallet af perler indsamlet ved udløbet og det samlede antal injicerede perler på 10 mikrometer blev omtalt som genvindingshastigheden.Forholdet mellem antallet af perler på 10 mikrometer og det samlede antal indsamlede perler blev benævnt renhed. Resultaterne viste, at enheden havde en høj separationseffektivitet for perler med en størrelse på 10 mikrometer. Antallet af GN- og GP-bakterier bundet til hver aptamermodificeret mikroperle blev målt ved hjælp af et mikroskop med et højhastighedskamera.Alle fem GN-bakterier var bundet til perlerne, mens markant færre praktiserende læger var bundet til de testede stoffer. Signalstyrken varierede betydeligt mellem GN- og GP-bakterierne. Det klæbemiddel, der bruges til at fastgøre PZT, skal bruges så lidt som muligt for nøjagtighed af korrugering, og PZT og mikrokanalen skal være parallelle.Denne enhed kan bruges til at detektere levende bakterier eller bakterieafledte biomarkører i perioden med tidlig diagnose af bakterielle infektionssygdomme.

Research

JoVE Journal

Engineering

Terahertz Microfluidic Sensing Using a Parallel-plate Waveguide Sensor

Terahertz Mikrofluidenheder Sensing hjælp af en parallel-plade Waveguide Sensor

Refractive index (RI) sensing is a powerful noninvasive and label-free sensing technique for the identification, detection and monitoring of microfluidic ...

Picoinjection of Microfluidic Drops Without Metal Electrodes

Picoinjection af Mikrofluid Drops Uden metalelektroderne

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

Spatial Separation of Molecular Conformers and Clusters

Rumlig adskillelse af molekylære konformatorer og klynger

Gas-phase molecular physics and physical chemistry experiments commonly use supersonic expansions through pulsed valves for the production of cold ...

Fabrication and Testing of Microfluidic Optomechanical Oscillators

Fabrikation og Test af Mikrofluidenheder optomekaniske oscillatorer

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

Thermal Measurement Techniques in Analytical Microfluidic Devices

Termiske Måleteknikker i Analytical mikrofluidenheder

Thermal measurement techniques have been used for many applications such as thermal characterization of materials and chemical reaction detection. ...

Phase Diagram Characterization Using Magnetic Beads as Liquid Carriers

Fase Diagram Karakterisering Brug magnetiske perler som flydende bærestoffer

Magnetic beads with ~1.9 &#181;m average diameter were used to transport microliter volumes of liquids between contiguous liquid segments with a tube for ...

Capillary-based Centrifugal Microfluidic Device for Size-controllable Formation of Monodisperse Microdroplets

Kapillær-baserede Centrifugal mikrofluidanordning for Size-styrbar Dannelse monodisperse Mikrodråber

Here, we demonstrate a simple method for the rapid production of size-controllable, monodisperse, W/O microdroplets using a capillary-based centrifugal ...

Solvent Bonding for Fabrication of PMMA and COP Microfluidic Devices

Opløsningsmiddel Bonding til Fabrikation af PMMA og COP mikrofluidenheder

Thermoplastic microfluidic devices offer many advantages over those made from silicone elastomers, but bonding procedures must be developed for each ...

A Modular Microfluidic Technology for Systematic Studies of Colloidal Semiconductor Nanocrystals

En modulær mikrofluid teknologi for systematiske undersøgelser af kolloid halvleder-nanokrystaller

Colloidal semiconductor nanocrystals, known as quantum dots (QDs), are a rapidly growing class of materials in commercial electronics, such as light ...

A Pipette-Tip Based Method for Seeding Cells to Droplet Microfluidic Platforms

En Pipette-Tip baseret metode for såning celler til dråbe mikrofluid platforme

Amongst various microfluidic platform designs frequently used for cellular analysis, droplet-microfluidics provides a robust tool for isolating and ...