基于液滴微流控平台的高通量实验的有希望的候选人,因为它们能产生廉价的皮升,自我隔离的船只在千赫率。通过整合,快速,灵敏,高分辨率荧光光谱方法,可以有效地提取这些系统内产生的大量信息,利用和利用。
微流体平台进行化学和生物学的发展在很大程度上带动一系列潜在的好处,伴随着系统的小型化。优点包括能够有效地处理纳米femoto升卷的样品,功能部件的简便集成,实现大规模复用,提高分析吞吐量,更好地控制和减少器乐足迹的内在倾向。
近年来,多大的兴趣集中在基于液滴微流体系统(或分段流动)和高通量实验平台的潜能的发展。2-4这里油包水型乳液是自发形成的微流体通道作为一个结果混溶两个阶段之间的毛细管不稳定。更重要的是,准确界定的体积和化学成分的微滴,可以产生频率几kHz。此外,封装在一个连续的混溶阶段,两个样本串扰和分散(扩散和泰勒)分隔的隔离舱的利益试剂可以消除,从而导致最小的交叉污染的能力,时间分析过程丝丝入扣。此外,因为没有液滴的内容和渠道墙(这是由连续相润湿)之间的接触,吸收和试剂的通道墙壁上的损失是可以避免的。
一旦这种液滴生成和处理,这是必要的,提取所需的分析信息。在这方面的检测方法的选择应迅速,提供高灵敏度和检测限低,适用于一系列分子物种,非破坏性的,并可以将微流体器件集成在一个浅显的方式。为了解决这个问题我们已经开发的需要uite实验工具和协议,使大量的小批量环境的光物理信息的提取,并适用于广泛的物理,化学和生物参数的分析。此中这些方法的两个例子,适用于检测单个细胞和内皮升体积的液滴的混合过程的映射。我们报告整个实验过程,包括微流控芯片制造,光学装置和液滴的生成和检测过程。
我们描述了一个微流体装置的制造,实验装置和微滴形成和试剂封装和光学检测处理飞沫的相关协议。 (液滴检测单个细胞和流动的水滴内的混合过程的映射)的两个例子代表普遍的应用,目前正在与液滴微流体研究。
作为所提出的实验说明,目前使用的液滴微流体平台一定吸引力的特点,如高通量,高准完美的监禁,高重复性… …大量的生产信息和正在生成该信息的高速,虽然,如果从这些小型化的平台得到充分利用,需要使用具有高时空分辨率的快速检测方法。在这种情况下,我们证明,这是可以使用高度精确的荧光光谱技术。特别是,FLIM的检测技术(这使得利用短脉冲激光与重复周期为几纳秒),揭示了能力,获得非常快的信息快速流动的水滴(约每秒200)。在这种情况下,检测到的事件的时间分辨率低至1微秒。液滴的大小和浓度限制,使用较大的数值孔径镜头和更大的功率激光器会很容易地允许高达5微米(液滴大小的限制被光刻决议所施加的小水滴内的纳米浓度检测制造过程中的亚微米级定位阶段)。
微流体液滴的理想人选,进行大规模的实验,涉及少量的试剂,单目标/事件。目前这项技术的局限性,涉及的困难,产生博士oplets从种类繁多,在高通量的方式不同来源(几十或几百)。此外,目标和操作难度,每个单液滴产生的规定,严重的限制,这些技术的实用性。因此,这些问题是重要的研究中心,旨在开发必要的技术解决方案,使微流体液滴的平台,成为一个高吞吐量应用的研究和分析标准的参考方法的努力。
The authors have nothing to disclose.
作者要感谢以下研究理事会和赠款支持:EPSRC,HFSP,韩国国家研究基金会(项目编号R11 – 2009 – 044 – 1002 – 0K20904000004 – 09A050000410)。
Name of the reagent | Tipo | Company | Catalogue number |
Fluorescein 5-isothiocyanate (FITC) | Reagent | Sigma-Aldrich | F3651 |
Streptavidin-Alexa Fluor 488 | Reagent | Molecular Probes | S11223 |
Perfluorodecalin | Reagent | Sigma-Aldrich | P9900 |
1H,1H,2H,2H-perfluorooctanol | Reagent | Sigma-Aldrich | 370533 |
Sylgard 184 silicone elastomer kit | Reagent | Premier Farnell UK LTD | 1673921 |
auramine-O | Reagent | Sigma-Aldrich | 861030 |
485 nm pulsed diode laser | Equipment | PicoQuant | LDH-P-C-485 |
TCSPC Card | Equipment | PicoQuant | TimeHarp 100 |
dichroic mirror | Equipment | Chroma Technology Corp. | z488rdc, |
Microscope objective | Equipment | Olympus | UPLSAPO 60XW |
Avalanche photodiode | Equipment | AQR-141, EG&G, Perkin-Elmer). | AQR-141 |
DMEM | Reagent | Invitrogen | ABCD1234 |
SYTO9 | Reagent | Invitrogen | S34854 |
Propidium Iodide | Reagent | Invitrogen | P3566 |
Escherichia coli top 10 strain | Cells | Invitrogen | C4040-10 |