Acoustopforese microfluidica para flowthrough separação de bactérias gram-negativas usando Contas de Afinidade De Aptamer

Resumo

Este artigo descreve a fabricação e o funcionamento de chips acoustopforéticos microfluidos usando a técnica de austopforese microfluidica e microesferas modificadas por aptamer que podem ser usadas para o isolamento rápido e eficiente de bactérias Gram-negativas a partir de um meio.

Resumo

Este artigo descreve a fabricação e o funcionamento de chips acoustopforéticos microfluidos usando uma técnica de austopforese microfluídica e microesferas modificadas por aptamer que podem ser usadas para o isolamento rápido e eficiente de bactérias Gram-negativas de um meio. Este método aumenta a eficiência de separação usando uma mistura de microcanais longos e quadrados. Neste sistema, a amostra e o buffer são injetados na porta de entrada através de um controlador de fluxo. Para centralizar as contas e separar amostras, a energia CA é aplicada no transdutor piezoelétrico através de um gerador de função com um amplificador de energia para gerar força de radiação acústica no microcanal. Há um canal bifurcado tanto na entrada quanto na saída, permitindo separação simultânea, purificação e concentração. O dispositivo tem uma taxa de recuperação de >98% e pureza de 97,8% até uma concentração de 10x de dose. Este estudo demonstrou uma taxa de recuperação e pureza superior aos métodos existentes para separar bactérias, sugerindo que o dispositivo pode separar as bactérias de forma eficiente.

Introdução

Plataformas microfluídicas estão sendo desenvolvidas para isolar bactérias de amostras médicas e ambientais, além de métodos baseados na transferência dielétrica, magnetoforese, extração de contas, filtragem, microfluidos centrífugas e efeitos inerciais, e ondas acústicas superficiais ^1,2. A detecção de bactérias patogênicas continua usando reação em cadeia de polimerase (PCR), mas geralmente é trabalhosa, complexa e demorada ^3,4. Os sistemas de austopforese microfluidica são uma alternativa para lidar com isso através de rendimento razoável e isolamen....

Protocolo

1. Design de chip de acoustopforese microfluídica

NOTA: A Figura 1 mostra um esquema da separação e coleta de microesferas-alvo de microcanais por acoustopforese. O chip de austopforese microfluídica é projetado com um programa CAD.

1. Projete um chip de acoustopforese microfluida que usa uma mistura de contas modificadas por aptámero e contas de poliestireno revestidos de streptavidin (PS) correspondentes ao tamanho das bactérias para estudar o desempenho de separação do dispositivo.
2. Projete um chip de austopforese microfluida que colete contas de PS na tomada alvo e descarte ....

Resultados

A Figura 5 mostra a imagem do fluxo de contas em função da tensão PZT (OFF, 0,1 V, 0,5 V, 5 V). No caso do chip acoustopforético introduzido neste estudo, foi confirmado que, à medida que a tensão do PZT aumentava, a concentração central das contas de 10 μm aumentava. A maioria das contas de 10 μm de tamanho estavam concentradas no centro a 5 V da tensão PZT. Através deste resultado, uma frequência ressonante de 3,66 MHz foi gerada em um gerador de função de um único canal, e um sinal geral .......

Discussão

Desenvolvemos um dispositivo microfluido de levitação sônica para capturar e transferir bactérias GN de amostras de cultura em alta velocidade com base em um método de execução contínuo de acordo com seu tamanho e tipo, e microesferas modificadas por aptamer. O microcanal longo e quadrado permite um design mais simples e maior custo-benefício para a 2D acoustophoresis do que o relatado anteriormente 20,21,22,23,24,25,26.

Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo

Nome	Empresa	Número de catálogo	Comentários
1 µ m microesferas de poliestireno	Bang Laboratories	PS04001	Contas de tamanho celular
10 µ m Microesferas revestidas com estreptavidina	Bang Laboratories	CP01007	contas de afinidade Aptamer
4 polegadas Silicon Wafer / SU-8 molde	4science	29-03573-01	Componentes do chip
Aptamer	Integrated DNA Technologies	GN3-6'RNA	para conjugação de bactérias
Vidro borosilicato	Schott	BOROFLOAT 33	Componentes da centrífuga de chip
	Daihan	CF-10	Partículas de desperdício
Cola de cianoacrilato	3M	AD100	Anexe PZT ao microchip
Escherichia coli DH5α	KCTC	KCTC2571	Bactérias-alvo
Gerador funcional	GW Instek	AFG-2225	Gerar frequência
Câmera de alta velocidade	Photron	FASTCAM Mini	Observação da separação
Placa quente	Como um	HI-1000	Placa de aquecimento para cura de líquido PDMS
KOVAX-SYRINGE 10 mL Seringa	Koreavaccine	22G-10ML	Encha o canal de acostoforese microfluídica com água desmineralizada sem bolhas.
Polidimetilsiloxano líquido, PDMS	Dow Corning Inc.	Sylgard 184	Componentes do chip
LB Broth Miller	BD Difco	244620	Cultura de células (meio Luria-Bertani)
Microscópio	Olympus Corp.	IX-81	Observação da separação
Tampão PBS	Capricórnio científico	PBS-1A	Bactérias debilitantes
Tubos PEEK	Saint-Gobain Ppl Corp.	AAD04103	Injetar ou coletar partículas
Transdutor piezoelétrico	Fuji Ceramics	C-213	Gerar onda específica no canal
Amplificador	de potência Pesquisa do amplificador	75A250A	Amplificar frequência
Controlador de pressão/μ flucon	AMED	AMED-μ flucon	Controle do controlador de pressão / fluxo de ar
Tris-HCl buffer	invitrogen	15567027	Wasing partículas
Rotador de tubo	SeouLin Bioscience	SLRM-3	Modificando aptâmero e talão