Fabbricazione dei canali termoplastico Microfluidic

Ciao, mi chiamo Aida Pria e ho appena completato il mio dottorato di ricerca presso il laboratorio della dottoressa Katherine KLAS qui alla bu. E oggi dimostrerò la fabbricazione di un dispositivo microfluidico termoplastico utilizzando la micro goffratura a caldo e l'incollaggio termico. E poi dimostrerò l'isolamento degli acidi nucleici utilizzando una faccia solida contenente particelle di silice, che insieme agli acidi nucleici estratti possono quindi essere utilizzati per il rilevamento dell'amplificazione PCR o per qualsiasi altro modulo diagnostico.

Ciao, mi chiamo Dominika Kalinski e sono una studentessa laureata e frequento il Laboratorio di Microdispositivi e Microambienti Biomedici presso la Boston University. Parlerò della formazione di un monolite di lisi con nanotubo di carbonio e di un dispositivo microfluidico e della formazione di un monolite di estrazione in fase solida per l'estrazione del DNA e di un dispositivo microfluidico. Oggi dimostreremo un esperimento sulla produzione e l'applicazione di colonne di lisi su microscala e colonne di estrazione di facce solide all'interno di canali microfluidici termoplastici.

Queste colonne possono essere utilizzate per la lisi cellulare batterica e l'isolamento degli acidi nucleici dal lisato cellulare. La prima fase del processo è la fabbricazione dei dispositivi microfluidici. Nella poliolefina ciclica, utilizziamo un polimero, che viene sotto il nome commerciale xx XX six 90 R ha una temperatura Gloster edition di 136 gradi Celsius ed è trasparente ai raggi UV.

La trasparenza UV è molto essenziale per la chimica diretta alla luce utilizzata nella fabbricazione del monolite poroso all'interno dei canali microfluidici. Questa piattaforma microfluidica è fabbricata utilizzando la micro goffratura a caldo e l'incollaggio termico. All'inizio, dimostrerò il processo di micro goffratura a caldo.

Quindi iniziamo con uno stampo master, che è uno stampo elettroformato in nichel-cobalto, e ha le caratteristiche negative o inverse di ciò che è richiesto sulla piattaforma microfluidica. Quindi abbiamo messo le tavolozze Zion Nex sopra le caratteristiche che richiediamo sul substrato di plastica. Lo stampo viene quindi posto in una pressa a caldo, che viene riscaldata fino a 30 gradi al di sopra della temperatura dell'edizione GLO del polimero.

Questo viene quindi coperto con un'altra piastra metallica e quindi premuto a circa qualsiasi cosa tra due 50 e 500 PSI è buono. Dopo cinque minuti, possiamo rilasciare la pressione e rimuovere i PLA. Lasciamo raffreddare un po' e poi le due piastre vengono separate manualmente e lo stampo viene rilasciato dal substrato.

Ecco come appare il substrato. Dopo che è stato rilasciato dallo stampo, eseguiamo fori da 1,5 millimetri alle estremità del canale per fungere da pozzetti di introduzione e raccolta. E questo substrato goffrato viene poi legato termicamente con un altro pezzo di plastica semplice per formare e chiudere le caratteristiche microfluidiche.

Entrambi i pezzi vengono incollati sulla piastra calda in questo modo. La temperatura viene ridotta alla temperatura di accensione del vetro del polimero, che è di 136 gradi Celsius. Per il processo di incollaggio termico, ancora una volta, le piastre metalliche vengono poste nella pressa a caldo, che viene riscaldata alla temperatura di transizione vetrosa che è di 136 gradi Celsius e premuta insieme a due 50 PSI per due minuti.

Alla temperatura di transizione vetrosa, il polimero inizia a fondersi e fondersi insieme, ed è così che otteniamo caratteristiche microfluidiche racchiuse. Dopo due minuti, la pressione viene rilasciata. Ecco come appare il dispositivo microfluidico finale con i canali chiusi e le porte di accesso per l'introduzione e la raccolta del campione, ora prepareremo i micro canali per la formazione del monolite polimerico poroso.

Il primo passo di questo processo è un processo di innesto. Cambiamo la chimica di superficie dei micro canali e della piattaforma Xan X six 90 R. Ciò è necessario per poter avere l'attacco covalente del monolite polimerico poroso all'interno del microcanale.

Questa modifica della superficie è un processo di innesto, che coinvolge un rapporto uno a uno tra EDA e MMA con un fotoiniziatore benzo fenofeno. Quindi quello che sto facendo qui è fare una concentrazione uno a uno di MMA e EDA per la soluzione. Aggiungo il 3% di fenotipo benza in modo da poter incrociare questo monolite all'interno del canale.

Una volta che la soluzione di innesto è stata miscelata, la convogliamo nel microcanale e, grazie all'azione capillare, riempie il canale. Una volta riempito il canale, lo mettiamo in un reticolante UV e questo sarà reticolato per 10 minuti con un livello di energia di 200 millijoule per centimetro quadrato. Dopo i 10 minuti di esposizione ai raggi UV, la soluzione di innesto e il microcanale vengono risciacquati con metanolo, che viene utilizzato con l'aspirazione a vuoto.

Quindi quello che farò qui è posizionare il metanolo a un'estremità del canale usando un aspirapolvere, sciacquare il canale con metanolo. Questo serve a rimuovere la soluzione in eccesso che non è stata polimerizzata. Questo è un confronto tra ciclo, etanolo e ciclina, tutti con i nanotubi di carbonio a una concentrazione di 2,27 molari.

La ciclina, tutti con nanotubi di carbonio, saranno utilizzati per una dispersione uniforme dei nanotubi di carbonio all'interno della soluzione. Dopo il processo di innesto, la chimica della superficie è stata modificata ed è ora pronta per un fissaggio saldo del monolite all'interno del microcanale. Ora descriverò la formazione del monolite VICIS del nanotubo di carbonio.

Questo è composto da genici, solventi e monomeri. I quattro elementi coinvolti in questo processo sono l'ecol, il metacrilato di butile e l'EDMA. Inoltre, aggiungiamo un fotoiniziatore in modo da poter formare il monolite in sotu utilizzando una polimerizzazione UV.

Farò un campione di cento microlitri. Pipetterò 52,5 microlitri di ecol. Questo deve essere fatto lentamente poiché l'ecol è viscoso.

Dopo l'ecol, aggiungeremo i nanotubi di carbonio con cicloanolo. Questo deve essere vorticoso vigorosamente per alcuni minuti per garantire una corretta dispersione. Ancora una volta, dobbiamo pipettare lentamente i nanotubi ciclo-andali e di carbonio perché questa è la soluzione di Abicus.

Quindi aggiungiamo 15 microlitri di butilmetanfetamina Aly. E infine, aggiungiamo 10 microlitri di EDMA. Faremo un breve vortice, aggiungeremo il nostro iniziatore di foto e poi lo sonicheremo.

Il fotoiniziatore che aggiungiamo è DM PAP al monolite di lisi. Questo viene aggiunto a una concentrazione di 1,13 all'intero volume di questa soluzione da cento microlitri. Dopo che è stato aggiunto, poiché si tratta di un iniziatore di foto, vogliamo coprire la nostra soluzione monolitica di licenza per garantire l'assenza di esposizione durante la sonicazione.

Questo verrà battuto per 30 minuti a un'ampiezza del 50% con un ciclo di lavoro del 50%. Questo ciclo di lavoro del 50% serve ad evitare il surriscaldamento della soluzione. È estremamente importante assumere la soluzione dopo la sonicazione e lavorare rapidamente.

Questo perché vogliamo garantire una dispersione uniforme dei nanotubi di carbonio nella soluzione, perché pipetteremo la soluzione nel microcanale. Qui abbiamo la soluzione di lisi. Subito dopo la sonificazione e lavorando molto rapidamente, pipettiamo il volume nel microcanale utilizzando l'azione capillare, che fluisce nel canale.

Lo inseriamo nel reticolante per 0,9 minuti a un livello di energia di 120 Millies per centimetro quadrato. Dopo questi 0,9 minuti, capovolgiamo il dispositivo. Quindi questo capovolgimento serve essenzialmente a consentire una polimerizzazione più uniforme e una distribuzione più uniforme dei nanotubi di carbonio nel canale.

Una volta che il monolite è stato polimerizzato e risciacquato con metanolo, la soluzione monomerica, il monolite all'interno non sarà più trasparente, ma invece, di un bianco vivido, ci saranno minuscoli granelli di nero, che saranno i nanotubi di carbonio nel monolite. Il monolite di estrazione in fase solida è realizzato in modo simile al monolite di nanotubi di carbonio, lisi. Questa è la coltura di batteri e liquidi, e qui abbiamo un campione dei nostri terreni.

Una volta diluito il campione, lo pipetteremo in un veterinario e lo centrifugheremo. Quindi decantiamo il terreno assicurandoci di non disturbare il pellet di batteri sul lato del tubo eorico. Quindi i batteri vengono risospesi in una soluzione con gudo, dium, tio, SDS e proteasi K. Il tiocianato gu diem che viene pipettato ha lo stesso volume in cui i batteri erano sospesi.

Qui, i batteri erano sospesi in un mil, quindi risospenderò i batteri in un mil di tiocianato di gguumm al tiocianato di gu. Aggiungerò la proteinasi K. Sto aggiungendo 45 microlitri e RNA. L'ultima soluzione che sto aggiungendo è SDS.

Dopodiché, la soluzione è il vortice. Dopo il vortex, pipetteremo il campione di batteri in una siringa monouso. Qui stiamo usando una siringa monouso Excel da tre mil.

Questo ha un raccordo per esche, che si collega al tubo di picco, e ci collegheremo al nostro dispositivo tramite porte nano. Quindi pipetterò la soluzione nella siringa monouso. Vogliamo aspirare per assicurarci che non ci sia aria nel sistema.

Vuoi farlo fino a quando non ottieni una o due gocce che escono dall'altra estremità. Ora che abbiamo la nostra soluzione pronta per il collegamento al nostro dispositivo, posizioneremo la nostra siringa monouso sulla nostra pompa a siringa KDS e collegheremo l'estremità del nostro raccordo al nostro dispositivo di licenza, che ha porte nano su cui siamo eped su ciascuna estremità. Ciò consente una connessione stabile al dispositivo.

Si tratta di raccordi a vite e di solito ci piace fissare il dispositivo con del nastro adesivo per assicurarci che non si ribalti. Qui imposteremo la portata per quattro o cinque mil all'ora. Questa è una pompa volumetrica, che forzerà la soluzione attraverso la siringa, attraverso il tubo in questa connessione attraverso il canale.

E raccoglieremo il campione attraverso questa nano porta di uscita. Possiamo raccogliere l'inquinante usando una pipetta e questo inquinante verrà fatto passare attraverso la fase successiva, il processo di estrazione in fase solida per isolare il DNA batterico per l'isolamento degli acidi nucleici. La fase solida contenente le particelle di silice è condizionata con guad theo signate contenente tampone di lisi.

Questo viene fatto riempiendo una siringa con il tampone di lisi e collegandolo alla pompa a siringa, e il tampone viene fatto scorrere attraverso il canale a una velocità di flusso di 300 microlitri all'ora. Segue il caricamento del campione. Il campione qui è il lisato cellulare batterico che abbiamo ottenuto dalla precedente fase di lisi.

Anche in questo caso, il carico, questo campione viene caricato per tre minuti ad una portata di 300 microlitri all'ora. Successivamente, il canale viene lavato con etanolo al 70%, sempre a una portata di 300 microlitri all'ora. Questa fase di lavaggio elimina tutte le proteine e i contaminanti e i rifiuti vengono raccolti dalla raccolta.

Bene usando una pipetta dopo la fase di lavaggio, che rimuove tutti i contaminanti. Il DNA che è stato legato alla silice viene poi eluito in acqua. Quindi questa è una siringa che contiene davvero acqua versata.

È attaccato al chip e, ancora una volta, l'acqua viene fatta scorrere a una velocità di flusso di 300 microlitri all'ora e raccogliamo il campione all'altra estremità. Questo viene fatto per tre minuti e raccogliamo 15 microlitri di ient, che è solo DNA puro in acqua, ed è pronto per la PCR per la fabbricazione del dispositivo termoplastico. La sfida più grande è l'aspetto dell'incollaggio termico perché l'incollaggio viene eseguito a una temperatura molto elevata, alla temperatura di transizione vetrosa del polimero o vicino a quella del polimero con l'applicazione di una certa pressione e una leggera variazione della pressione o la temperatura può cancellare completamente il canale o creare una scarsa tenuta tra le due parti in plastica.

Quindi mantenere la temperatura e la pressione ottimali è molto importante e può essere un po' impegnativo. Gli elementi chiave che rappresentano una sfida in questo processo, sono l'ottenimento di una distribuzione uniforme dei nanotubi di carbonio nella soluzione monomerica polimerizzata UV in situ. Anche questa è una sfida simile a una dispersione uniforme delle particelle di silice nel monolite polimerico poroso per l'estrazione in fase solida.