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 arbeidet ble støttet av National Research Foundation of Korea (NRF) stipend finansiert av den koreanske regjeringen (Ministry of Science and ICT). (Nei. NRF-2021R1A2C1011380)

1. Mikrofluidisk akustoforesechipdesign
MERK: Figur 1 viser et skjema for separasjon og innsamling av målmikroperler fra mikrokanaler ved akustoforese. Den mikrofluidiske akustoforesebrikken er designet med et CAD-program.
<ol><li>Design en mikrofluidisk akustoforesebrikke som bruker en blanding av aptamermodifiserte perler og streptavidinbelagt polystyren (PS) perler som tilsvarer størrelsen på bakterier for å studere separasjonsytelsen til...

<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 utviklet en sonisk levitasjonsmikrofluidisk enhet for fangst og overføring av GN-bakterier fra kulturprøver med høy hastighet basert på en kontinuerlig kjøremetode i henhold til størrelse og type, og aptamermodifiserte mikroperler. Den lange, firkantede mikrokanalen muliggjør en enklere design og større kostnadseffektivitet for 2D-akustoforese enn tidligere rapportert 20,21,22,23,24,25,26....

Mikrofluidiske plattformer utvikles for å isolere bakterier fra medisinske og miljømessige prøver, i tillegg til metoder basert på dielektrisk overføring, magnetophorese, perleekstraksjon, filtrering, sentrifugalmikrofluidikk og treghetseffekter, og overflateakustiske bølger 1,2. Påvisning av patogene bakterier fortsetter ved bruk av polymerasekjedereaksjon (PCR), men det er vanligvis arbeidskrevende, komplekst og tidkrevende 3,4. Mikrofluidiske akustoforesesystemer er et alternativ for å løse dette gjennom rimelig gjennomstrømning og ikke-kontaktcelleisolasjon 5,6,7. Akustoforese er en teknologi som separerer eller konsentrerer perler ved hjelp av fenomenet materiell bevegelse gjennom en lydbølge. Når lydbølger kommer inn i mikrokanalen, sorteres de i henhold til størrelsen, tettheten etc., av perlene, og celler kan separeres i henhold til de biokjemiske og elektriske egenskapene til suspensjonsmediet 7,8. Følgelig har mange akustoforetiske studier blitt aktivt forfulgt 9,10,11, og nylig har 3D numeriske simuleringer av akustoforetisk bevegelse indusert av grensedrevet akustisk streaming i stående overflate akustisk bølgemikrofluidikk blitt introdusert 12.
Studier på ulike felt undersøker hvordan antistoffer kan erstattes 2,3. Aptamer er et målmateriale med høy selektivitet og spesifisitet, og mange studier gjennomføres 2,9,10,13. Aptamerer har fordeler av liten størrelse, utmerket biologisk stabilitet, lave kostnader og høy reproduserbarhet sammenlignet med antistoffer og studeres i diagnostiske og terapeutiske applikasjoner 2,3,14.
Her beskriver denne artikkelen en mikrofluidisk akustoforeseteknologiprotokoll som kan brukes til rask, effektiv separasjon av gramnegative (GN) bakterier fra et medium ved bruk av aptamermodifiserte mikroperler. Dette systemet genererer en todimensjonal (2D) akustisk stående bølge gjennom enkel piezoelektrisk aktivering ved samtidig å stimulere to ortogonale resonanser i en lang rektangulær mikrokanal for å justere og fokusere aptamerfestede mikroperler ved noden og antinodepunktene for separasjonseffektivitet 2,11,15,16 . Det er en todelt kanal ved både innløpet og utløpet, noe som muliggjør samtidig separasjon, rensing og konsentrasjon.
Denne protokollen kan være nyttig innen tidlig diagnose av bakterielle smittsomme sykdommer, samt en rask, selektiv og sensitiv respons på patogene bakterielle infeksjoner gjennom vannovervåking i sanntid.

<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 artikkelen beskriver fabrikasjon og drift av mikrofluidiske akustoforetiske sjetonger ved hjelp av en mikrofluidisk akustoforeseteknikk og aptamermodifiserte mikroperler som kan brukes til rask, effektiv isolering av gramnegative bakterier fra et medium. Denne metoden forbedrer separasjonseffektiviteten ved hjelp av en blanding av lange, firkantede mikrokanaler. I dette systemet injiseres prøven og bufferen i innløpsporten gjennom en strømningsregulator. For dråpesentrering og prøveseparasjon påføres vekselstrøm på den piezoelektriske svingeren via en funksjonsgenerator med en effektforsterker for å generere akustisk strålingskraft i mikrokanalen. Det er en todelt kanal ved både innløpet og utløpet, noe som muliggjør samtidig separasjon, rensing og konsentrasjon. Enheten har en utvinningsgrad på >98% og renhet på 97,8% opp til en 10x dosekonsentrasjon. Denne studien har vist en utvinningsgrad og renhet høyere enn de eksisterende metodene for å separere bakterier, noe som tyder på at enheten kan skille bakterier effektivt.

Figur 5 viser bildet av perlestrømmen som en funksjon av PZT-spenning (AV, 0,1 V, 0,5 V, 5 V). I tilfelle av den akustophoretiske brikken introdusert i denne studien, ble det bekreftet at når spenningen til PZT økte, økte den sentrale konsentrasjonen av de 10 μm store perlene. De fleste av de 10 μm store perlene ble konsentrert i midten ved 5 V av PZT-spenningen. Gjennom dette resultatet ble en resonansfrekvens på 3, 66 MHz generert i en enkeltkanalsfunksjonsgenerator, og et generelt ...

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 papiret beskriver fabrikasjon og drift av mikrofluidiske akustoforetiske chips ved hjelp av mikrofluidisk akustoforeseteknikk og aptamermodifiserte mikroperler som kan brukes til rask, effektiv isolering av gramnegative bakterier fra et medium.

Mikrofluidisk akustoforese for gjennomstrømningsseparasjon av gramnegative bakterier ved bruk av aptameraffinitetsperler

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

Denne protokollen beskriver vår mikrofluidiske akustoforeseteknologi som kan brukes til rask, effektiv separasjon av gramnegative bakterier fra et medium ved bruk av aptamermodifiserte mikroperler. Mikrofluidiske akustoforesesystemer muliggjør gramnegativ bakterieseparasjon med rimelig gjennomstrømning og ikke-kontaktcelleisolasjon. Mikrofluidisk akustoforese kan optimaliseres for å isolere bakterier fra medisinske og miljømessige prøver.For å begynne, design en mikrofluidisk akustoforesebrikke som samler PS-perler ved målutløpet og kaster resten etter å ha injisert en PS-prøveblanding i prøveinnløpet. Forbered en brikke med lagene over og under silisiumlaget bundet til borosilikatglasset. Og et tredje borosilikatglasslag, ved hjelp av anodisering, tilsett 1000 volt og 400 grader Celsius.Fest en PZT til borosilikatglasslaget langs den mikrofluidiske kanalen ved å bruke mindre enn 10 mikroliter cyanoakrylatlim. Inokulere GN og GP bakterier i Luria-Bertani medium og inkubere den ved 37 grader Celsius og 220 omdreininger per minutt i 16 timer. Sentrifuge de dyrkede bakteriene ved 9, 056 RCF i ett minutt ved romtemperatur.Vask deretter to ganger med 1X PBS-buffer. Forbered de valgte GN- og GP-bakteriene for analyse ved å resuspendere dem i bindingsbufferen. Resuspender den 10 mikrometer streptavidinbelagte mikroperleblandingen før bruk.Vortex blandingen i 20 sekunder. Forbered aptameren ved å denaturere den ved 95 grader Celsius i tre minutter, og deretter brette den på null grader Celsius i to minutter. Overfør 250 mikroliter av den resuspenderte streptavidinbelagte mikroperleblandingen til et 1,5 milliliter rør og tilsett 100 mikroliter biotinylert DNA-aptamer til røret.Inkuber blandingen ved romtemperatur i 30 minutter mens du roterer ved 25 omdreininger per minutt. Sentrifuge reaksjonsblandingen ved 9.056 RCF i 40 sekunder ved romtemperatur. Vask deretter røret to ganger med 200 mikroliter Tris-HCl-buffer.Tilsett 10 mikroliter 100 milligram per milliliter BSA til det vaskede prøverøret og inkuber i 30 minutter ved romtemperatur mens du roterer ved 25 omdreininger per minutt. Til slutt vasker du de aptamermodifiserte mikroperlene to ganger i Tris-HCl-buffer ved sentrifugering ved 9.056 RCF i 40 sekunder ved romtemperatur. Koble PEEK-rør til de to innløpene for å injisere to prøver og buffer, og de to uttakene for oppsamling og utslipp av avfall.Bruk en 10 milliliter sprøyte til å fylle den mikrofluidiske akustoforesekanalen med boblefritt demineralisert vann. Forbered en presisjonstrykkregulator med to eller flere utgangskanaler for å kontrollere væskestrømmen. Etter klargjøring av enheten injiserer du prøven og bufferen ved å påføre et trykk på to kilopascal på prøveinntaket og fire kilopascal på bufferinnløpet ved hjelp av presisjonstrykkreguleringsenheten.Bruk et mikroskop, fokuser på en perle og flytt den til midten av den mikrofluidiske kanalen ved hjelp av PZT. Generer en resonansfrekvens på 3,66 megahertz ved hjelp av en enkeltkanalsfunksjonsgenerator og forsterk et typisk signal med 16 desibel ved hjelp av en effektforsterker. Vær oppmerksom på separasjons- og anrikningsprosessene på den akustofluidiske brikken med et fluorescensmikroskop og et høyhastighetskamera som opererer med 1.200 bilder per sekund.Den akustophoretiske brikken introdusert i denne studien bekreftet at etter hvert som spenningen til PZT økte, økte den sentrale konsentrasjonen av de 10 mikrometer store perlene. Ved fem volt av PZT-spenningen ble de fleste av de 10 mikrometer store perlene konsentrert i midten. Forholdet mellom antall perler samlet ved utløpet og totalt antall injiserte 10 mikrometer store perler ble referert til som utvinningsgraden.Forholdet mellom antall 10 mikrometer store perler og totalt antall kuler samlet ble referert til som renhet. Resultatene indikerte at enheten hadde høy separasjonseffektivitet for perler med en størrelse på 10 mikrometer. Antallet GN- og GP-bakterier bundet til hver aptamermodifiserte mikroperle ble målt ved hjelp av et mikroskop med et høyhastighetskamera.Alle fem GN-bakteriene var bundet til perlene, mens betydelig færre fastlegebakterier var bundet til stoffene som ble testet. Signalstyrken varierte betydelig mellom GN- og GP-bakteriene. Limet som brukes til å feste PZT bør brukes så lite som mulig for nøyaktighet av korrugering, og PZT og mikrokanalen skal være parallelle.Denne enheten kan brukes til å oppdage levende bakterier eller bakterier avledet biomarkører i perioden med tidlig diagnose av bakterielle smittsomme sykdommer.

Research

JoVE Journal

Engineering

Terahertz Microfluidic Sensing Using a Parallel-plate Waveguide Sensor

Terahertz Microfluidic Sensing bruker en parallell-plate 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 av Microfluidic Drops Uten metall elektroder

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

Romlig separasjon av molekylære konforme 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

Fabrikasjon og testing av Microfluidic 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 Måleteknikk i Analytiske microfluidic enheter

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 Ved hjelp av magnetiske kuler som flytende bærere

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-baserte Sentrifugal mikrofluid Enhet for Size-kontrollerbar Dannelse av monodisperse mikrodråper

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

Solvent Bonding for fabrikasjon av PMMA og COP microfluidic enheter

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 Microfluidic teknologi for systematiske studier av kolloidalt Semiconductor 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-spissen basert metode for Seeding celler til dråpe Microfluidic plattformer

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