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

Dit werk werd ondersteund door de National Research Foundation of Korea (NRF) subsidie gefinancierd door de Koreaanse overheid (Ministerie van Wetenschap en ICT). (Nee. NRF-2021R1A2C1011380)

1. Microfluïdisch acoustophoresis chip ontwerp
OPMERKING: Figuur 1 toont een schema van de scheiding en verzameling van doelmicrobeads uit microkanalen door acoustophorese. De microfluïdische acoustophoresis chip is ontworpen met een CAD programma.
<ol><li>Ontwerp een microfluïdische acoustophoresis-chip die een mengsel van aptamer-gemodificeerde kralen en streptavidin-gecoate polystyreen (PS) kralen die overeenkomen met de grootte van bacter...

<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>

We ontwikkelden een sonische levitatie microfluïdisch apparaat voor het vangen en overbrengen van GN-bacteriën uit kweekmonsters met hoge snelheid op basis van een continu lopende methode op basis van hun grootte en type, en aptamer-gemodificeerde microbeads. Het lange, vierkante microkanaal maakt een eenvoudiger ontwerp en een grotere kostenefficiëntie voor 2D-acoustophorese mogelijk dan eerder gemeld 20,21,22,23,24,25,26.<s...

Microfluïdische platforms worden ontwikkeld om bacteriën te isoleren uit medische en omgevingsmonsters, naast methoden op basis van diëlektrische overdracht, magnetoforese, kraalextractie, filtering, centrifugale microfluïdica en traagheidseffecten, en oppervlakteakoestische golven 1,2. De detectie van pathogene bacteriën wordt voortgezet met behulp van polymerasekettingreactie (PCR), maar het is meestal bewerkelijk, complex en tijdrovend 3,4. Microfluïdische acoustophoresesystemen zijn een alternatief om dit aan te pakken door middel van een redelijke doorvoer en contactloze celisolatie 5,6,7. Acoustophoresis is een technologie die kralen scheidt of concentreert met behulp van het fenomeen van materiële beweging door middel van een geluidsgolf. Wanneer geluidsgolven het microkanaal binnenkomen, worden ze gesorteerd op basis van de grootte, dichtheid, enz., van de kralen, en cellen kunnen worden gescheiden volgens de biochemische en elektrische eigenschappen van het suspensiemedium 7,8. Dienovereenkomstig zijn veel acoustophoretische studies actief uitgevoerd 9,10,11, en onlangs zijn 3D numerieke simulaties van acoustophoretische beweging geïnduceerd door grensgestuurde akoestische streaming in staande akoestische golfmicrofluïdica geïntroduceerd12.
Studies op verschillende gebieden onderzoeken hoe antilichamen kunnen worden vervangen 2,3. Aptamer is een doelmateriaal met een hoge selectiviteit en specificiteit, en er worden veel studies uitgevoerd 2,9,10,13. Aptameren hebben voordelen van klein formaat, uitstekende biologische stabiliteit, lage kosten en hoge reproduceerbaarheid in vergelijking met antilichamen en worden bestudeerd in diagnostische en therapeutische toepassingen 2,3,14.
Hier beschrijft dit artikel een microfluïdisch acoustophoresis-technologieprotocol dat kan worden gebruikt voor de snelle, efficiënte scheiding van Gram-negatieve (GN) bacteriën uit een medium met behulp van aptamer-gemodificeerde microbeads. Dit systeem genereert een tweedimensionale (2D) akoestische staande golf door middel van enkele piëzo-elektrische activering door tegelijkertijd twee orthogonale resonanties in een lang rechthoekig microkanaal te stimuleren om aptamer-bevestigde microbeads uit te lijnen en te focussen op de knoop en anti-knooppuntpunten voor scheidingsefficiëntie 2,11,15,16 . Er is een gespleten kanaal bij zowel de inlaat als de uitlaat, waardoor gelijktijdige scheiding, zuivering en concentratie mogelijk is.
Dit protocol kan nuttig zijn op het gebied van vroege diagnose van bacteriële infectieziekten, evenals een snelle, selectieve en gevoelige reactie op pathogene bacteriële infecties door middel van real-time watermonitoring.

<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

Dit artikel beschrijft de fabricage en werking van microfluïdische acoustophoretische chips met behulp van een microfluïdische acoustophoresis-techniek en aptamer-gemodificeerde microbeads die kunnen worden gebruikt voor de snelle, efficiënte isolatie van Gram-negatieve bacteriën uit een medium. Deze methode verbetert de scheidingsefficiëntie met behulp van een mix van lange, vierkante microkanalen. In dit systeem worden het monster en de buffer via een stroomregelaar in de inlaatpoort geïnjecteerd. Voor kraalcentrering en monsterscheiding wordt wisselstroom toegepast op de piëzo-elektrische transducer via een functiegenerator met een eindversterker om akoestische stralingskracht in het microkanaal te genereren. Er is een gespleten kanaal bij zowel de inlaat als de uitlaat, waardoor gelijktijdige scheiding, zuivering en concentratie mogelijk is. Het apparaat heeft een herstelpercentage van >98% en een zuiverheid van 97,8% tot een dosisconcentratie van 10x. Deze studie heeft een herstelsnelheid en zuiverheid aangetoond die hoger is dan de bestaande methoden voor het scheiden van bacteriën, wat suggereert dat het apparaat bacteriën efficiënt kan scheiden.

Figuur 5 toont het beeld van de kraalstroom als functie van de PZT-spanning (UIT, 0,1 V, 0,5 V, 5 V). In het geval van de acoustophoretische chip die in deze studie werd geïntroduceerd, werd bevestigd dat naarmate de spanning van de PZT toenam, de centrale concentratie van de 10 μm grote kralen toenam. De meeste kralen van 10 μm waren geconcentreerd in het midden bij 5 V van de PZT-spanning. Door dit resultaat werd een resonantiefrequentie van 3,66 MHz gegenereerd in een eenkanaals functi...

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

Dit artikel beschrijft de fabricage en werking van microfluïdische acoustophoretische chips met behulp van de microfluïdische acoustophoresis-techniek en aptamer-gemodificeerde microbeads die kunnen worden gebruikt voor snelle, efficiënte isolatie van Gram-negatieve bacteriën uit een medium.

Microfluïdische Acoustophorese voor flowthrough scheiding van gramnegatieve bacteriën met behulp van Aptamer Affinity Beads

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

Dit protocol beschrijft onze microfluïdische acoustophoresis-technologie die kan worden gebruikt voor de snelle, efficiënte scheiding van Gram-negatieve bacteriën uit een medium met behulp van aptamer-gemodificeerde microparels. Microfluïdische acoustophoresesystemen maken de Gram-negatieve bacteriescheiding mogelijk met een redelijke doorvoer en contactloze celisolatie. Microfluïdische acoustophorese kan worden geoptimaliseerd om bacteriën te isoleren uit medische en omgevingsmonsters.Ontwerp om te beginnen een microfluïdische acoustophoresechip die PS-kralen verzamelt bij de doeluitlaat en de rest weggooit na het injecteren van een PS-monstermengsel in de monsterinlaat. Bereid een chip met de lagen boven en onder de siliciumlaag gebonden aan het borosilicaatglas. En een derde borosilicaatglaslaag, met behulp van anodisatie, voeg 1000 volt en 400 graden Celsius toe.Bevestig een PZT aan de borosilicaatglaslaag langs het microfluïdische kanaal met behulp van minder dan 10 microliter cyanoacrylaatlijm. Ent de GN- en GP-bacteriën in Luria-Bertani-medium en incubeer deze bij 37 graden Celsius en 220 omwentelingen per minuut gedurende 16 uur. Centrifugeer de gekweekte bacteriën bij 9, 056 RCF gedurende één minuut bij kamertemperatuur.Daarna twee keer wassen met 1X PBS buffer. Bereid de geselecteerde GN- en GP-bacteriën voor op analyse door ze in de bindingsbuffer te resuspenderen. Resuspendeer het 10 micrometer streptavidin gecoate micro kraalmengsel voor gebruik.Vortex het mengsel gedurende 20 seconden. Bereid de aptamer voor door hem drie minuten op 95 graden Celsius te denatureren en vervolgens gedurende twee minuten opnieuw op nul graden Celsius te vouwen. Breng 250 microliter van het geresuspendeerde streptavidin gecoate microkraalmengsel over in een buis van 1,5 milliliter en voeg 100 microliter biotinyleerd DNA-aptamer toe aan de buis.Incubeer het mengsel bij kamertemperatuur gedurende 30 minuten terwijl het draait met 25 omwentelingen per minuut. Centrifugeer het reactiemengsel bij 9.056 RCF gedurende 40 seconden bij kamertemperatuur. Was de tube vervolgens twee keer met 200 microliter Tris-HCl buffer.Voeg 10 microliter van 100 milligram per milliliter BSA toe aan de gewassen monsterbuis en incubeer gedurende 30 minuten bij kamertemperatuur terwijl u draait met 25 omwentelingen per minuut. Was ten slotte de aptamer gemodificeerde microparels tweemaal in Tris-HCl-buffer door centrifugatie op 9.056 RCF gedurende 40 seconden bij kamertemperatuur. Sluit PEEK-buizen aan op de twee inlaten voor het injecteren van twee monsters en buffer, en de twee uitgangen voor het verzamelen en lozen van afval.Vul met een spuit van 10 milliliter het microfluïdische acoustophoresekanaal met bubbelvrij gedemineraliseerd water. Bereid een precisiedrukregelaar voor met twee of meer uitgangskanalen om de vloeistofstroom te regelen. Injecteer het monster en de buffer na het voorbereiden van het apparaat door een druk van twee kilopascal op de monsterinlaat en vier kilopascal op de bufferinlaat uit te oefenen met behulp van de precisiedrukregeling.Stel met behulp van een microscoop scherp op een kraal en verplaats deze naar het midden van het microfluïdische kanaal met behulp van de PZT. Genereer een resonantiefrequentie van 3,66 megahertz met behulp van een eenkanaals functiegenerator en versterk een typisch signaal met 16 decibel met behulp van een eindversterker. Observeer de scheidings- en verrijkingsprocessen op de acoustofluidische chip met een fluorescentiemicroscoop en een hogesnelheidscamera met 1.200 beelden per seconde.De acoustophoretische chip die in deze studie werd geïntroduceerd, bevestigde dat, naarmate de spanning van de PZT toenam, de centrale concentratie van de 10 micrometer grote kralen toenam. Bij vijf volt van de PZT-spanning waren de meeste kralen van 10 micrometer in het midden geconcentreerd. De verhouding tussen het aantal aan de uitlaat verzamelde kralen en het totale aantal geïnjecteerde kralen van 10 micrometer werd het herstelpercentage genoemd.De verhouding tussen het aantal kralen van 10 micrometer en het totale aantal verzamelde kralen werd zuiverheid genoemd. De resultaten gaven aan dat het apparaat een hoge scheidingsefficiëntie had voor kralen met een grootte van 10 micrometer. De aantallen GN- en GP-bacteriën gebonden aan elke aptamer gemodificeerde microkraal werden gemeten met behulp van een microscoop met een hogesnelheidscamera.Alle vijf GN-bacteriën waren gebonden aan de kralen, terwijl aanzienlijk minder GP-bacteriën werden gebonden aan de geteste stoffen. De signaalsterkte verschilde aanzienlijk tussen de GN- en GP-bacteriën. De lijm die wordt gebruikt om de PZT te bevestigen, moet zo min mogelijk worden gebruikt voor de nauwkeurigheid van het golfen en de PZT en het microkanaal moeten parallel zijn.Dit apparaat kan worden gebruikt om levende bacteriën of van bacteriën afgeleide biomarkers te detecteren in de periode van vroege diagnose van bacteriële infectieziekten.

Research

JoVE Journal

Engineering

Terahertz Microfluidic Sensing Using a Parallel-plate Waveguide Sensor

Terahertz Microfluïdische Sensing via een parallelle-plaat 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 van Microfluidic Drops Zonder metalen elektroden

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

Ruimtelijke scheiding van moleculaire conformers en clusters

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

Fabricage en testen van Microfluidic Optomechanische oscillators

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

Thermische Meettechnieken in Analytical Microfluïdische Devices

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 Analyse Met behulp van Magnetic Beads als vloeibare dragers

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

-Capillaire gebaseerde centrifugale microfluïdische apparaat voor Grootte-controleerbare Vorming van Monodisperse microdruppels

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

Oplosmiddel Bonding voor de productie van PMMA en COP microfluïdische apparaten

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

Een modulaire Microfluidic technologie voor systematische Studies van colloïdale Semiconductor nanokristallen

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

Een pipet-Tip gebaseerde methode voor Seeding cellen Droplet Microfluidic Platforms

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