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

Detta arbete stöddes av National Research Foundation of Korea (NRF) bidrag finansierat av den koreanska regeringen (ministeriet för vetenskap och IKT). (Nej. NRF-2021R1A2C1011380)

1. Mikrofluidisk akustoforeschipdesign
OBS: Figur 1 visar ett schema över separationen och insamlingen av målmikrober från mikrokanaler genom akustofores. Det mikrofluidiska akustoforeschipet är utformat med ett CAD-program.
<ol><li>Designa ett mikrofluidiskt akustoforeschip som använder en blandning av aptamermodifierade pärlor och streptavidinbelagda polystyrenpärlor (PS) som motsvarar bakteriens storlek för att studera enhetens separa...

<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 utvecklade en sonisk levitationsmikrofluidikanordning för att fånga och överföra GN-bakterier från odlingsprover med hög hastighet baserat på en kontinuerlig körmetod beroende på deras storlek och typ och aptamermodifierade mikropärlor. Den långa, fyrkantiga mikrokanalen möjliggör en enklare design och större kostnadseffektivitet för 2D-akustofores än tidigare rapporterade 20,21,22,23,24,25,26.<sup ...

Mikrofluidiska plattformar utvecklas för att isolera bakterier från medicinska och miljöprover, förutom metoder baserade på dielektrisk överföring, magnetofores, pärlextraktion, filtrering, centrifugal mikrofluidik och tröghetseffekter och ytakustiska vågor 1,2. Detektionen av patogena bakterier fortsätter med hjälp av polymeraskedjereaktion (PCR), men det är vanligtvis mödosamt, komplext och tidskrävande 3,4. Mikrofluidiska akustoforessystem är ett alternativ för att hantera detta genom rimlig genomströmning och beröringsfri cellisolering 5,6,7. Akustofores är en teknik som separerar eller koncentrerar pärlor med hjälp av fenomenet materialrörelse genom en ljudvåg. När ljudvågor kommer in i mikrokanalen sorteras de efter pärlornas storlek, densitet etc., och cellerna kan separeras enligtsuspensionsmediets biokemiska och elektriska egenskaper 7,8. Följaktligen har många akustoforetiska studier aktivt bedrivits 9,10,11, och nyligen har 3D-numeriska simuleringar av akustoforetisk rörelse inducerad av gränsdriven akustisk strömning i stående yta akustisk vågmikrofluidik introducerats 12.
Studier inom olika områden undersöker hur man kan ersätta antikroppar 2,3. Aptamer är ett målmaterial med hög selektivitet och specificitet, och många studier genomförs 2,9,10,13. Aptamers har fördelar av liten storlek, utmärkt biologisk stabilitet, låg kostnad och hög reproducerbarhet jämfört med antikroppar och studeras i diagnostiska och terapeutiska tillämpningar 2,3,14.
Här beskriver den här artikeln ett mikrofluidiskt akustoforesteknologiprotokoll som kan användas för snabb, effektiv separation av gramnegativa (GN) bakterier från ett medium med hjälp av aptamermodifierade mikrober. Detta system genererar en tvådimensionell (2D) akustisk stående våg genom enkel piezoelektrisk aktivering genom att samtidigt stimulera två ortogonala resonanser inom en lång rektangulär mikrokanal för att justera och fokusera aptamerbundna mikrober vid nod- och antinodpunkterna för separationseffektivitet 2,11,15,16 . Det finns en tudelad kanal vid både inlopp och utlopp, vilket möjliggör samtidig separation, rening och koncentration.
Detta protokoll kan vara till hjälp inom området för tidig diagnos av bakteriella infektionssjukdomar, liksom ett snabbt, selektivt och känsligt svar på patogena bakterieinfektioner genom vattenövervakning 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

Denna artikel beskriver tillverkning och drift av mikrofluidiska akustoforetiska chips med hjälp av en mikrofluidisk akustoforesteknik och aptamermodifierade mikrober som kan användas för snabb, effektiv isolering av gramnegativa bakterier från ett medium. Denna metod förbättrar separationseffektiviteten med en blandning av långa, fyrkantiga mikrokanaler. I detta system injiceras provet och bufferten i inloppsporten genom en flödesregulator. För pärlcentrering och provseparation appliceras växelström på den piezoelektriska givaren via en funktionsgenerator med en effektförstärkare för att generera akustisk strålningskraft i mikrokanalen. Det finns en tudelad kanal vid både inlopp och utlopp, vilket möjliggör samtidig separation, rening och koncentration. Enheten har en återvinningsgrad på >98% och renhet på 97,8% upp till en 10x doskoncentration. Denna studie har visat en återvinningsgrad och renhet som är högre än de befintliga metoderna för att separera bakterier, vilket tyder på att enheten kan separera bakterier effektivt.

Figur 5 visar bilden av pärlflödet som en funktion av PZT-spänning (OFF, 0,1 V, 0,5 V, 5 V). När det gäller det akustoforetiska chipet som introducerades i denna studie bekräftades att när spänningen hos PZT ökade ökade den centrala koncentrationen av de 10 μm-pärlorna. De flesta av de 10 μm-stora pärlorna koncentrerades i mitten vid 5 V av PZT-spänningen. Genom detta resultat genererades en resonansfrekvens på 3, 66 MHz i en enkanalsfunktionsgenerator, och en allmän signal ...

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

Detta papper beskriver tillverkning och drift av mikrofluidiska akustoforetiska chips med hjälp av mikrofluidisk akustoforesteknik och aptamermodifierade mikrober som kan användas för snabb och effektiv isolering av gramnegativa bakterier från ett medium.

Mikrofluidisk akustofores för genomströmningsseparation av gramnegativa bakterier med hjälp av Aptamer Affinity Beads

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

Detta protokoll beskriver vår mikrofluidiska akustoforesteknologi som kan användas för snabb, effektiv separation av gramnegativa bakterier från ett medium med hjälp av aptamermodifierade mikropärlor. Mikrofluidiska akustoforessystem möjliggör gramnegativ bakterieseparation med rimlig genomströmning och beröringsfri cellisolering. Mikrofluidisk akustofores kan optimeras för att isolera bakterier från medicinska och miljöprover.Börja med att designa ett mikrofluidiskt akustoforeschip som samlar PS-pärlor vid målutloppet och kasserar resten efter att ha injicerat en PS-provblandning i provinloppet. Förbered ett chip med skikten ovanför och under kiselskiktet bundet till borosilikatglaset. Och ett tredje borosilikatglasskikt, med anodisering, tillsätt 1000 volt och 400 grader Celsius.Fäst en PZT på borosilikatglasskiktet längs den mikrofluidiska kanalen med mindre än 10 mikroliter cyanoakrylatlim. Inokulera GN- och GP-bakterierna i Luria-Bertani-mediet och inkubera det vid 37 grader Celsius och 220 varv per minut i 16 timmar. Centrifugera de odlade bakterierna vid 9 056 RCF i en minut vid rumstemperatur.Tvätta sedan två gånger med 1X PBS-buffert. Förbered de valda GN- och GP-bakterierna för analys genom att återsuspendera dem i bindningsbufferten. Återsuspendera den 10 mikrometer streptavidinbelagda mikropärlblandningen före användning.Vortex blandningen i 20 sekunder. Förbered aptameren genom att denaturera den vid 95 grader Celsius i tre minuter och vik den sedan vid noll grader Celsius i två minuter. Överför 250 mikroliter av den återsuspenderade streptavidinbelagda mikropärlblandningen till ett 1,5 ml rör och tillsätt 100 mikroliter biotinylerad DNA-aptamer till röret.Inkubera blandningen vid rumstemperatur i 30 minuter medan du roterar med 25 varv per minut. Centrifugera reaktionsblandningen vid 9 056 RCF i 40 sekunder vid rumstemperatur. Tvätta sedan röret två gånger med 200 mikroliter Tris-HCl-buffert.Tillsätt 10 mikroliter 100 mg per milliliter BSA till det tvättade provröret och inkubera i 30 minuter vid rumstemperatur medan du roterar med 25 varv per minut. Tvätta slutligen de aptamermodifierade mikropärlorna två gånger i Tris-HCl-buffert genom centrifugering vid 9 056 RCF i 40 sekunder vid rumstemperatur. Anslut PEEK-rören till de två inloppen för att injicera två prover och buffert och de två uttagen för insamling och urladdning av avfall.Använd en 10 ml spruta, fyll den mikrofluidiska akustoforeskanalen med bubbelfritt demineraliserat vatten. Förbered en precisionstryckregulator med två eller flera utgångskanaler för att styra vätskeflödet. Efter beredning av anordningen, injicera provet och bufferten genom att applicera ett tryck på två kilopascal på provinloppet och fyra kilopascal på buffertinloppet med hjälp av precisionstryckkontrollanordningen.Använd ett mikroskop, fokusera på en pärla och flytta den till mitten av den mikrofluidiska kanalen med PZT. Generera en resonansfrekvens på 3,66 megahertz med hjälp av en enkanalsfunktionsgenerator och förstärk en typisk signal med 16 decibel med hjälp av en effektförstärkare. Observera separations- och anrikningsprocesserna på akustofluidikchipet med ett fluorescensmikroskop och en höghastighetskamera som arbetar med 1 200 bilder per sekund.Det akustoforetiska chipet som introducerades i denna studie bekräftade att när spänningen i PZT ökade ökade den centrala koncentrationen av de 10 mikrometerstora pärlorna. Vid fem volt av PZT-spänningen koncentrerades de flesta av de 10 mikrometerstora pärlorna i mitten. Förhållandet mellan antalet pärlor som samlats in vid utloppet och det totala antalet injicerade pärlor i storlek 10 mikrometer kallades återvinningsgraden.Förhållandet mellan antalet pärlor i storlek 10 mikrometer och det totala antalet uppsamlade pärlor kallades renhet. Resultaten indikerade att enheten hade en hög separationseffektivitet för pärlor med en storlek på 10 mikrometer. Antalet GN- och GP-bakterier bundna till varje aptamermodifierad mikropärla mättes med hjälp av ett mikroskop med en höghastighetskamera.Alla fem GN-bakterierna var bundna till pärlorna medan betydligt färre GP-bakterier var bundna till de testade ämnena. Signalstyrkan skilde sig avsevärt mellan GN- och GP-bakterierna. Limet som används för att fästa PZT bör användas så lite som möjligt för korrugeringsnoggrannhet och PZT och mikrokanalen ska vara parallella.Denna enhet kan användas för att upptäcka levande bakterier eller bakterier härledda biomarkörer under perioden med tidig diagnos av bakteriella infektionssjukdomar.

Research

JoVE Journal

Engineering

Terahertz Microfluidic Sensing Using a Parallel-plate Waveguide Sensor

Terahertz Mikroflödessystem Sensing Använda en vågledare med parallella plattor 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 mikroflödes Drops Utan metallelektroder

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

Rumslig separation av molekylära konformatorer och kluster

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

Tillverkning och testning av Microfluidic optomechanical 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

Termiska mätteknik i Analytisk mikroflödessystem 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

Fasdiagrammet Karakterisering med användning av magnetiska pärlor som flytande bärare

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

Kapillär-baserade centrifugala mikroflödessystem enhet för Storlek styrda Bildning av monodispersa mikrodroppar

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

Lösningsmedelsbindning för framställning av PMMA och COP Mikrofluidikanordningar

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 modulär mikroflödessystem teknik för systematiska studier av kolloidal Semiconductor nanokristaller

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 pipett-spets baserat metod för sådd celler till Droplet mikroflödessystem plattformar

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