단 분산 미세 방울의 크기가 제어 형성을위한 모세관 기반 원심 미세 유체 장치
Summary
Here, we demonstrate a simple production method for size-controllable, monodisperse, water-in-oil (W/O) microdroplets using a capillary-based centrifugal microfluidic device. This method requires only a small sample volume and enables high-yield production. We expect this method will be useful for rapid biochemical and cellular analyses.
Abstract
여기서는 모세관 기반 원심 미세 유동 장치를 이용하여 제어 할 수있는 크기, 단 분산, W / 출력 미세 방울의 신속한 제조를위한 간단한 방법을 보여준다. W / O의 미세 방울은 최근 화학 실험 소형화 에이블 강력한 방법에 사용되어왔다. / O 미세 방울 필요 W 따라서, 다목적 현상 방법은 단 분산 얻었다. 우리는 모세관 기반 원심 선대칭 공동 흐르는 미세 유동 장치에 기초하여 / O의 미세 방울 W 단 분산 생성하기위한 방법을 개발 하였다. 우리는 모세관 구멍을 조절함으로써 미세 방울의 크기를 제어하는데 성공했다. 우리의 방법은, 밀봉 용 시료 액의 소량 (0.1 μL)를 필요로 사용하기 쉬운 다른 마이크로 유체 기술을보다 장비를 필요로 초당 W / O의 미세 방울 수백 수천의 수의 생산을 가능하게 . 우리는이 방법이 소중한 생물들 필요 생물학적 연구를 도움이 될 것 기대신속한 정량 분석 생화학 및 생물학적 연구를위한 샘플의 부피를 보존하여 amples.
Introduction
W / O 미세 방울 1-5 단백질 합성 (6), 단백질 결정화 (7), 에멀젼 PCR 8, 9, 세포 캡슐화 (10), 인공 세포와 같은 시스템 5,6의 건설을 포함한 생화학 및 생명 공학의 연구에 많은 중요한 응용 프로그램을 가지고있다. 이러한 응용을위한 W / O의 미세 방울을 생산 중요한 기준은 사이즈 W / O의 미세 방울의 단순 분산도를 제어한다. 미세 유체 장치의 제조 단 분산의 크기가 제어 W / 미세 방울 (11)은 공동 (12, 13)에있어서 흐르는 흐름 포커싱 방법 14,15 및 마이크로에 T 접합 방법 (16)에 기초 이여. 이러한 방법은 매우 단 분산 W / O의 미세 방울을 생성하지만, 미세 처리가 마이크로 채널 제조 복잡한 처리 및 전문 기술을 필요로하고, 또한 시료 용액을 다량 (최소 수백이 필요81; 때문에 마이크로에 시료 용액을 실시 주사기 펌프와 튜브 불가피 데드 볼륨 l). / O 미세 방울가 필요하다 (W) 따라서, 사용하기 쉬운과 낮은 죽은 볼륨 방법은 단 분산 생성합니다.
이 논문은, 실험 절차의 동영상과 함께 / O 미세 방울 (그림 1) W 단 분산 셀 크기의 생성 원심 모세관 기반의 축 대칭 공동 흐르는 미세 유체 장치 (17)에 대해 설명합니다. 이 간단한 방법은 크기의 단 분산 및 크기 제어를 달성 할 수있다. 그냥 탁상 미니 원심 분리기 및 샘플링 마이크로 튜브에 고정 된 모세관 기반의 축 대칭 공동 흐르는 미세 유체 장치가 필요합니다. 우리의 방법은 단지 매우 소량 (0.1 μL)를 필요로하고, 샘플의 상당한 양을 낭비하지 않는다.
Protocol
Representative Results
Discussion
이 장치를 사용하면, / O W 미세 방울은 단 분산 제트 흐름 (17)의 플래 토우 레일리 불안정성에 의해 발생되었다. 현미경 검사 위성 방울의 존재를 공개하지 않았다. 장치의 제조에있어서, 세 가지 중요한 단계가 성공적으로 단 분산 W / O의 미세 방울을 생성하는 것이 필수적이다. 우선, 오일 및 계면 활성제의 수용액의 직선 유동을 공급하는 네 개의 디스크 모세관 구멍이 동심원 형태로 배?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This work was supported by the PRESTO “Design and Control of Cellular Functions” research area of the Japan Science and Technology Agency (JST), a Grant-in-Aid for Scientific Research of Innovative Areas “Molecular Robotics” (Project No. 24104002) from the Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology (MEXT), Japan, Grant-in-Aid for Young Scientists (A) (Project No. 24680033) and Scientific Research (B) (Project No. 26280097) from the Japan Society for the Promotion of Science (JSPS), and the Creative Design for Bioscience and Biotechnology course of the School of Bioscience and Biotechnology at Tokyo Tech.
Materials
| 2-mm-thick polyacetal plastic plate | Tool | Nikkyo Technos, Co., Ltd. (Japan) | 244-6432-08 | |
| Milling machine | Tool | Roland DG Co., Ltd. (Japan) | MDX-40A | |
| End Mill RSE230-0.5*2.5 | Tool | NS Tool Co., Ltd. (Japan) | 01-00644-00501 | |
| M2*40 screws | Tool | Jujo Synthetic Chemistry Labo. (Japan) | 0001-024 | |
| Glass Capillry Puller | Tool | Narishige (Japan) | PC-10 | |
| Microforge | Tool | Narishige (Japan) | MF-900 | |
| Inner Glass Capillary | Tool | Narishige (Japan) | G-1 | |
| Outer Glass Capillary | Tool | World Precision Instruments Inc. (USA) | 1B200-6 | |
| 1.5 ml Sample tube | Tool | INA OPTIKA CO.,LTD (Japan) | ST-0150F | |
| Hexadecane | Reagent | Wako Pure Chemical Industries Ltd. (Japan) | 080-03685 | |
| Sorbitan monooleate (Span 80) | Reagent | Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. (Japan) | S0060 | |
| Milli Q system | Reagent | Merck Millipore Corporation (Germany) | ZRQSVP030 | |
| Swinging-out-type Mini-centrifuge | Tool | Hitech Co., Ltd. (Japan) | ATT101 | |
| Digital Microscope | Tool | KEYENCE Corporation (Japan) | VHX-2001 |
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