Particle Templated Emulsification enables Microfluidic-Free Droplet Assays

Daniel W. Weisgerber; Makiko N. Hatori; Adam R. Abate

doi:10.3791/62248

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Biology

Emulsificação de modelos de partículas permite ensaios de gotículas livres de microfluídicos

Published: March 09, 2021

doi:

10.3791/62248

Daniel W. Weisgerber¹, Makiko N. Hatori¹, Adam R. Abate^1,2

¹Department of Bioengineering and Therapeutic Sciences, California Institute for Quantitative Biosciences,University of California, ²Chan Zuckerberg Biohub

Summary

Ensaios de gotículas de água em óleo são úteis para química analítica, evolução enzimático e análise de células únicas, mas normalmente requerem microfluidos para formar as gotículas. Aqui, descrevemos a emulsificação de modelos de partículas, uma abordagem microfluida livre para realizar ensaios de gotículas.

Abstract

As reações realizadas em gotículas monodispersadas proporcionam maior precisão e sensibilidade em comparação com as equivalentes realizadas em massa. No entanto, a exigência de microfluidics para formar gotículas controladas impõe uma barreira aos não especialistas, limitando seu uso. Aqui, descrevemos a emulsificação de modelos de partículas, uma abordagem para gerar gotículas monodispersas sem microfluidos. Usando esferas de hidrogel templating, encapsulamos amostras em gotículas monodispersadas por vórtice simples. Demonstramos a abordagem usando-a para executar PCR digital sem microfluidic.

Introduction

Microfluidos de gotículas aproveitam a compartimentação em gotículas picoliter para aumentar a sensibilidade e a precisão dos ensaios em comparação com reações a granel, e têm inúmeras aplicações em triagem química, engenharia de proteínas e sequenciamento de próxima ^{geração1,2,3}. Por exemplo, a reação em cadeia de polimerase de gotícula digital (ddPCR) proporciona maior precisão em comparação com a reação em cadeia de polimerase quantitativa em massa (qPCR), com aplicações para variação genética em cânceres, detecção de doenças causadoras de mutações e diagnóstico pré-natal4,5,6. Um desafio dos microfluidos gotículas, no entanto, é a exigência de dispositivos microfluidos para amostras de partição; enquanto os microfluidos oferecem um excelente controle sobre propriedades de gotículas, eles exigem expertise especializada para construir e operar ^7,8. Consequentemente, os métodos baseados em gotículas são em grande parte limitados a laboratórios especializados ou, em raros casos, aplicações em que um instrumento comercial está ^{disponível9,10}. Para ampliar o uso de ensaios de gotículas, a exigência de instrumentação microfluida especializada é um obstáculo que deve ser superado.

Neste artigo, descrevemos a Emulsificação de Modelo de Partículas (PTE), um método livre de microfluidic para realizar reações em gotículas monodispersadas. Em PTE, partículas templating engolfam a amostra em gotículas em óleo transportador por vórtice simples (Figura 1). À medida que o sistema se mistura, a porção aquosa se fragmenta em gotículas de tamanho redutor até que as gotículas contenham partículas únicas, momento em que a fragmentação adicional não é possível porque requer a quebra das partículas. A amostra engolfada envolve as partículas como uma concha nas gotículas, encapsulando assim quaisquer células dispersas, reagentes ou moieties funcionais (Figura 1D). Assim, o PTE não requer nenhum equipamento ou perícia para realizar reações de gotículas além de um vórtice comum. Além disso, a geração de gotículas leva segundos em comparação com minutos ou horas com microfluidos, e a quantidade produzida é proporcional ao volume do recipiente, não ao tempo de operação do dispositivo, tornando-o extremamente escalável. Esses benefícios tornam o PTE ideal para a realização de ensaios de gotículas em uma variedade de circunstâncias em que os microfluidos são impraticáveis. Aqui, demonstramos PTE e usamos para realizar ddPCR.

Figura 1. Visão geral do processo de emulsificação de modelos de partículas. (A) Partículas templating são misturadas com reagentes. (B) Os reagentes em excesso são removidos após a centrifugação. (C) A adição de moléculas de modelo ocorre antes da adição de óleo. (D) O vortexing produz gotículas contendo uma única molécula de modelo. (E) A termociclismo e a imagem subsequentes permitem a análise digital de gotículas do modelo de destino. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Protocol

1. Preparação de partículas de hidrogel para emulsificação de modelos de partículas. Partículas de hidrogel usadas para emulsificação de modelos de partículas podem ser preparadas usando dois métodos diferentes. Preparação usando partículas disponíveis comercialmente Adicione 0,5 g de partículas secas de poliacrilamida compatíveis com PTE (por exemplo, Gel Bio-Gel P-60 Gel (Bio-Rad), 45-90 μm de diâmetro) a 30 mL de água estéril em um tubo cônico de 50 mL e misture bem. Incubar em temperatura ambiente por 30 minutos. Preparação utilizando fabricação microfluidica de partículasNOTA: As partículas de poliacrilamida compatíveis com o PTE podem ser preparadas usando fabricantes de gotas disponíveis comercialmente (por exemplo, Gerador de Gota QX200 (Bio-Rad), RayDrop (Fluigent) etc.), ou por design microfluido personalizado.Fabricação de mestre personalizado Projete uma máscara de fotolitografia macia usando o software CAD (Computer-Aided Design, design aided design” de computador. Imprima a máscara fotográfica com uma resolução de 10 μm no filme de placa de circuito. Despeje 1 mL de fotoresist no centro de uma bolacha de 3 em silício. Use um revestr de spin para criar uma camada de 50 μm de fotoresist girando-a a 500 rpm por 30 segundos, seguida por 1250 rpm por 30 segundos. Coloque o wafer sobre uma placa de aquecimento definida para 95 °C por 15 minutos para evaporar o solvente. Fixar a máscara fotográfica no wafer de silício com um escorregador de vidro de cobertura e expor o wafer sob um LED UV de 190 mW, 365 μm por 2,5 min. Coloque o wafer em uma placa de aquecimento definida para 95 °C para 5 min para assar após a exposição. Desenvolva o wafer fotoresist-silicon imergindo-o em um banho de acetato de éter monometo de glitil glitil 100% propileno (PGMEA) por até 15 minutos. Enxágüe o wafer com novo 100% PGMEA seguido de isopropanol 100%. A seco o wafer. Remova qualquer isopropanol residual secando o wafer em uma placa de aquecimento definida para 95 °C por 1 min. Coloque o wafer em um 3 limpo na placa de Petri. Fabricação do dispositivo microfluido personalizado Misture a base de silicone de polidimtilsiloxano (PDMS) e o reagente de cura em uma proporção de 10:1 por massa. Degas o PDMS misto usando um desiccador sob vácuo da casa até que nenhuma bolha de ar seja observável. Despeje o PDMS desgaseado sobre o mestre na placa de petri, garantindo que o wafer de silício esteja completamente submerso. Desgas o wafer de silício e PDMS para remover quaisquer bolhas de ar que possam ter se formado durante o derramamento. Cure o PDMS colocando o wafer de silício e pdms em um forno definido a 65 °C por pelo menos 60 min. Extite um bloco de PDMS contendo as características microfluidas da placa de petri usando um bisturi. Tome cuidado extra para evitar danificar quaisquer características presentes no mestre de silício. Digite as entradas e as tomadas no bloco PDMS correspondente às entradas e tomadas do dispositivo microfluido usando um soco de biópsia de 0,75 mm. Remova qualquer poeira e partículas com a aplicação repetitiva e remoção da fita de embalagem para a superfície do bloco PDMS. Limpe uma lâmina de vidro de 50 mm x 75 mm enxaguando-a com isopropanol 100% e, posteriormente, ar secando a superfície. O plasma trata tanto o slide de vidro quanto o PDMS (características voltadas para cima) usando 1 mbar de plasma O2 por 1 min usando um fiador de plasma. Afixe o PDMS na lâmina de vidro colocando o PDMS tratado de plasma com características voltadas para baixo sobre o slide de vidro, lado tratado de plasma voltado para cima. Coloque o slide em um forno definido a 65 °C por pelo menos 30 minutos para completar a ligação. Trate todos os canais microfluidos com um tratamento de superfície fluorada para garantir a hidrofobitude superficial e evitar a motação. Asse o dispositivo a 65 °C por pelo menos 10 min. Fabricação de partículas templating Prepare uma solução de poliacrilamida (PAA) composta por 6,2% de acrilamida, 0,18% N,N’-metilenobis (acrilamida) e 0,3% persulfito de amônio. Carregue esta solução em uma seringa de 1 mL com uma agulha 28G. Prepare uma fase contínua insolúvel composta por 5% (w/w) fluorosurfactante e 1% N,N,NN-tetrametilenediamina (TEMED) em óleo de hidrofluoroether (HFE) para geração e estabilização de gotículas. Carregue a solução em nova seringa de 1 mL. Carregue tanto a solução PAA quanto a HFE contendo seringas em bombas de seringa (por exemplo, NE-501). Conecte ambas as seringas ao dispositivo microfluido usando tubos de polietileno inseridos na seringa e no dispositivo. Antes da conexão, prime as bombas para remover o ar da tubulação.NOTA: Dependendo do modelo, as bombas de seringa podem ser controladas com entrada incorporada, software de fabricação ou um script personalizado (disponível em https://github.com/AbateLab/Pump-Control-Program). Execute o dispositivo de geração de gota com entradas de óleo PAA e HFE a 300 μL/h e 500 μL/h, respectivamente. Colete 1 mL das gotículas em um tubo de coleta de 15 mL e incubar por 3 h a temperatura ambiente para polimerização. Após a incubação, remova a camada inferior do óleo por tubulação. Adicione 1 mL de 20% (v/v) perfluoro-1-octanol (PFO) em óleo HFE ao tubo de coleta de 15 mL como um demulsificador químico. Após a mistura, gire o tubo de coleta de 15 mL a 2000 x g por 2 min. Remova o supernatante PFO/HFE por pipetação. Repita 1x. Adicione 2 mL de monooleato sorbitano de 2% em hexano ao tubo de coleta de 15 mL e vórtice para misturar. Gire o tubo a 3000 x g por 3 min. Remova o supernatante por pipetação para remover a solução surfactante/hexatano. Repita 2x. Adicione 5 mL de tampão TEBST (20 mM Tris-HCl pH 8.0, 274 mM NaCl, 5,4 mM KCl, 20 mM EDTA, 0,2% Triton X-100) e misture bem. Gire a 3.000 x g por 3 min. Remova o supernatante por pipetação. Repita 3x. Resuspend em 5 mL TEBST. Esta solução pode ser armazenada a 4 °C indefinidamente. 2. Emulsificação modelada por partículas. Após a preparação de partículas templating, PTE é usado para encapsular a amostra e reagentes em gotículas. Prepare as partículas de poliacrilamida para emulsificação de partículas modelada por centrifugação a 6000 x g por 1 min para peloear as partículas, em seguida, remova o sobrenante por pipetação e resuspend usando água estéril. Repita 3x para garantir a remoção de qualquer TEBST residual. Determine a concentração e o diâmetro das partículas templating usando um hemótmetro (ou equivalente). Calcule o diâmetro de partículas individuais medindo os diâmetros em pixels e convertendo-se em mícrons. A conversão de pixels em mícrons pode ser calculada usando o hemótmetro (ou equivalente) como um slide de calibração e medindo a distância conhecida da grade em pixels. Prepare a fase de dispersão em um tubo de microcentrifus de 1,5 mL fresco usando uma mistura mestre pcr, os primers apropriados e uma sonda de hidrolise fluoresceína de acordo com a Tabela 1. Incubar à temperatura ambiente por 5 min sob agitação suave (10 rpm) usando um rotador de tubo para garantir a distribuição homogênea dos componentes.NOTA: O volume e a concentração de destino das partículas baseiam-se no carregamento de Poisson. Como regra geral, o número de partículas deve ser uma ordem de magnitude maior do que o número de amostras a serem encapsuladas. Para amostras de concentrações desconhecidas, uma série de diluição é necessária para garantir o carregamento de Poisson. Volume Reagente 100 μL Partículas (450 partículas / μL) 200 μL 2x mix mestre PCR 18 μL Primer para frente de 10 μM 18 μL Primer reverso de 10 μM 18 μL Sonda de 10 μM 0,8 μL Tritão X100 45,2 μL Água livre de nuclease Mesa 1. Preparação do mix mestre pcr usado com PTE para PCR droplet digital. Centrifugar a fase de dispersão a 6000 x g por 1 min e remover o supernante. Registo o volume do supernacido extraído e utilizando o volume total de fase de dispersão calculado em 2,3 determinar o volume de pelotas.NOTA: A quantidade de supernascido extraído variará dependendo da embalagem de partículas, diâmetro e concentração com um volume mínimo esperado de 300 μL. Adicione 1 μL de 1,62 pg /μL Saccharomyces cerevisiae DNA genômico à pelota de 2,4 e misture completamente por pipetação ou toques vigorosos.NOTA: A presença de excesso de conteúdo aquoso pode diminuir a eficiência do encapsulamento. Se o volume amostral exceder 1% do volume de pelotas, concentre a amostra. Se a amostra não puder ser concentrada, dimensione a mistura mestre do PCR e o volume de pelotas resultante de acordo com o volume da amostra. O PTE permite a emulsificação de pequenos (10 μL) a grandes (2 mL) de partículas templating. O mix mestre pcr (2.3) e o óleo (2.6) podem ser dimensionados de acordo com o volume alvo (2.3) e medido (2,4) da pelota de partículas, respectivamente. Adicione 200 μL 2% fluorosurfactante no óleo HFE ao tubo como a fase contínua insolúvel para emulsificação. Certifique-se de que a pelota está desalojada por pipetar ou tocar/apertar o tubo. Em seguida, vórtice a 3000 rpm por 30 segundos.NOTA: A configuração correspondente a 3000 rpm pode variar dependendo da marca e do modelo. Permita que as emulsões se contentem com 1 min. Remova 100 μL da fase inferior do óleo e substitua este volume por fluorosurfactante fresco de 2% no óleo HFE. Inverta suavemente o tubo várias vezes para misturar. Repita 3-5x ou até que pequenas gotículas de satélite tenham sido removidas. 3. PCR e análise de gotícula digital. Após 2-5 minutos de assentamento, remova a fase inferior do óleo. Substitua este volume por 5% fluorosurfactante em óleo fluorocarbono (por exemplo, FC-40). Usando uma ponta de pipeta larga, pipeta cuidadosamente os 100 μL de amostra em tubos PCR de 200 μL. Coloque os tubos PCR em um termociclador e execute de acordo com a Tabela 2. Passo Temperatura Duração Anotações 1 95 °C 2 min. 2 95 °C 30 s 3 50 °C 90 s 4 72 °C 60 s 5 Repita x34 passos 2 a 4 6 72 °C 2 min. 7 4 °C segurar Mesa 2. Condições de termociclismo para PCR de gotícula digital usando emulsões PTE. Pipeta a amostra em um slide de contagem usando uma ponta de pipeta larga para imagem fluorescente. Imagem da amostra usando um microscópio fluorescente com excitação de 490 nm e comprimentos de onda de detecção de emissões de 525 nm. Quantifique as gotículas fluorescentes positivas (Np) e as gotas totais (NT) para verificar a presença e calcular o número de moléculas de modelo (λ) usando a fração de gotículas positivas (Np/NT) e estatísticas de Poisson: Calcule o intervalo de confiança de 95% (zc = 1,96) por: Calcule a concentração amostral (moléculas/μL) utilizando o volume (ν in μL) da amostra adicionada na etapa 2.5, utilizando a equação dada abaixo. Determine o desvio médio e padrão da concentração amostral utilizando réplicas técnicas.

Representative Results

Figura 2. Encapsulamento da amostra em gotículas usando emulsificação de modelo de partículas. (A) partículas templating utilizadas para emulsificação de templatização de partículas. (B) Separação da pellet de partículas templating de supernasce após centrifugação. (C) Gotículas resultantes da emulsificação de molde de partículas com (D) concha aquosa identificável. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura. No PTE, a monodispersidade das emulsões é ditada pela das partículas templating, porque as gotículas têm um diâmetro ligeiramente maior que as partículas. Assim, partículas uniformes são centrais para encapsulamento PTE controlado11. Existem diversos métodos para a geração de partículas templating uniformes, incluindo métodos químicos (sol-gel, polimerização emulsion), hidrodinâmico (emulsificação de membrana, homogeneização) e filtragem. Abordagens microfluídicas, em particular, oferecem monodispersidade soberba (Figura 2A) e permitem que a engenharia adicional de partículas melhore sua funcionalidade no PTE12. Alternativamente, partículas templating podem ser adquiridas, embora sua uniformidade, embora adequada, seja tipicamente menor do que com geração microfluida11. Para realizar PTE, as partículas são misturadas com a amostra a ser encapsulada (Figura 1A), e o excesso de supernante é removido por centrifugação e pipetação (Figura 1B), como ilustrado por uma fotografia de uma pelota de partículas na parte inferior de um tubo PCR (Figura 2B). O óleo encapsulante contendo um surfactante estabilizador é então adicionado (Figura 1C), e a amostra suavemente pipetada antes do vórtice por 30 segundos (Figura 1D), para gerar a emulsão (Figura 2C). As gotículas resultantes contêm um núcleo de partículas e uma concha aquosa que compreende a amostra inicial, dentro da qual residem os reagentes, moléculas-alvo e células necessárias para a reação (Figura 2D). Assim como no encapsulamento microfluido gotícula, entidades discretas como pequenas contas ou células são encapsuladas aleatoriamente e de acordo com uma distribuição de Poisson, embora quase todas as gotículas contenham uma partícula templating devido à natureza da física pte. Figura 3. Identificação e limpeza de gotículas de emulsificação modelada de partículas. (A) Exemplo de geração de gotículas não uniformes com múltiplas partículas por gotícula de vórtice insuficiente. (B) Presença esperada de satélites e gotículas após emulsificação de partículas modelada e (C) o fracionamento água-em-óleo. (D) Emulsão resultante após a lavagem do óleo. (E) Geração excessiva de satélites resultantes de sobrenaspeito residual durante a emulsificação de modelos de partículas. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura. Mesmo em PTE bem sucedido, existem gotículas de núcleo duplo ou triplo, embora geralmente contribuam de forma negligente para a reação, desde que sejam raras. Alcançar uma baixa frequência de gotículas multicoras, mantendo conchas adequadas, requer otimização dos parâmetros de processo, incluindo tensão superficial, forças de adesão inter-partículas, viscosidade amostral, tamanho do contêiner e poder e tempo de vórtice. Por exemplo, uma emulsificação mal otimizada pode conter gotículas polidispersed com muitas partículas templating (Figura 3A), indicando que o vórtice foi insuficiente para emulsionar totalmente a amostra. Nesses casos, detergentes podem ser adicionados para reduzir a adesão inter-partícula e menor tensão superficial, ou poder de vórtice ou tempo pode ser aumentado. Outra questão comum é a geração de satélites excessivos, que são pequenas gotículas vazias (Figura 3B). Satélites podem ser inevitáveis em emulsões de PTE, dependendo da tensão interfacial e propriedades reológicas da amostra e do óleo transportador. No entanto, muitas vezes resultam de não remover adequadamente o excesso de amostra antes da emulsificação (Figura 2B), ou vórtices com muita potência, retirando as conchas das gotículas. Em uma emulsificação pte bem sucedida, os satélites não devem incluir mais de ~10% do volume total de amostras encapsuladas (Figura 3C)11. Nesse nível, eles geralmente contribuem de forma negligente para a reação e podem ser ignorados. Para fins estéticos, podem ser retirados da emulsão lavando com óleo fresco (Figura 3D). Figura 4. Avaliação do modelo de partículas emulsionamento digital gotícula PCR. (A) A imagem fluorescente das gotículas identifica gotículas fluorescentes positivas e gotículas negativas não fluorescentes. (B) Identificação de modelo raro ou baixas concentrações de modelo com PCR de gotícula digital. (C) Sobre o encapsulamento de modelo abundante, resultando em um número variável de moléculas de modelo por gotícula. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura. Para demonstrar a utilidade do PTE, usamos-na para realizar o PCR11 digital sem microfluidic. Usando o processo, encapsulamos uma amostra composta por DNA genômico de S. cerevisiae , e o termociclizamos. No PCR digital, gotículas contendo alvos amplificados tornam-se fluorescentes, enquanto aquelas sem permanecer fracas. Assim, uma gotícula fluorescente indica um alvo, permitindo a quantitação direta das metas contando gotículas positivas (Figura 4A). O número de gotículas fluorescentes, portanto, escala com as moléculas-alvo, produzindo poucos pontos positivos quando o alvo é raro (Figura 4B) e muitos quando é abundante (Figura 4C). Assim como no encapsulamento de outros componentes discretos, o encapsulamento de alvo segue uma distribuição poisson, permitindo que a fração de gotícula positiva seja transformada na concentração de destino (Figura 4D), demonstrando assim a capacidade de executar PCR digital com PTE11. Figura 5. Demonstração do PCR de gotícula digital usando PAA disponível comercialmente. (A) A imagem fluorescente das gotículas identifica gotículas negativas não fluorescentes. (B) Identificação de baixas concentrações de modelo com PCR de gotícula digital. (C) Identificação de altas concentrações de modelo com PCR de gotícula digital. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura. Esses resultados são repetíveis usando partículas de poliacrilamida disponíveis comercialmente (Figura 5) e demonstram a capacidade do PTE de executar PCR digital padrão com partículas de poliacrilamida disponíveis comercialmente, obtendo medições precisas ao longo da mesma faixa. Arquivo suplementar. Clique aqui para baixar este arquivo.

Discussion

Pte usa partículas para encapsular amostras em gotículas monodispersed por vórtice. Além de sua simplicidade e acessibilidade, o PTE oferece vários benefícios adicionais, incluindo permitir que grandes volumes de gotículas sejam gerados instantaneamente. Além disso, o processo pode ser conduzido em um tubo isolado, evitando a necessidade de transferência de amostras para dispositivos microfluidos, agilizando o fluxo de trabalho global e limitando oportunidades de contaminação ou perda de amostras. As partículas templating também fornecem um meio pelo qual projetar o conteúdo das reações de gotículas resultantes. Por exemplo, o tamanho das partículas, a química e a umidade podem ser projetados para biomolécula ou captura celular direcionada, enquanto moieties funcionais, como enzimas, ativos ou ácidos nucleicos, podem ser exibidos em partículas para facilitar reações, como para sequenciamento de células únicas ou caracterização funcional. Embora a abordagem seja flexível, há, no entanto, restrições importantes ao seu uso. Por exemplo, atualmente não é possível realizar adições de gotículas como são frequentemente conduzidas com microfluidos, exigindo que todos os componentes de reação sejam introduzidos antes do encapsulamento; isso requer que os reagentes sejam compatíveis e estáveis até que as gotículas possam ser geradas e, no caso de combinações problemáticas, muitas vezes podem ser tratadas misturando e emulsificando rapidamente a amostra no gelo. Alternativamente, podem ser utilizados componentes reativos que podem ser acionados externamente com luz ou ^calor13. Assim, o PTE fornece um método flexível e escalável para a realização de ensaios de gotículas acessíveis a não especialistas. Isso, aliado à sua simplicidade inata e flexibilidade, torna o PTE ideal para a execução e desenvolvimento de inúmeras aplicações de gotículas.

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Este trabalho de desenvolvimento desse protocolo contou com o apoio dos Institutos Nacionais de Saúde (R01-EB019453-02), do Escritório do Diretor de Inteligência Nacional, Atividade de projetos de pesquisa avançada em Inteligência através da Raytheon BBN Technologies Corp (N66001-18-C-4507), o Programa de Investigação de Biohub Chan-Zuckerberg, Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa através da Texas A&M University (W911NF1920013) e Centros de Controle e Prevenção de Doenças através da Universidade Johns Hopkins Aplicada Laboratório de Física (75D30-11-9C-06818 (CDC3)). As opiniões e conclusões aqui contidas são dos autores e não devem ser interpretadas como necessariamente representando as políticas oficiais, expressas ou implícitos, das organizações acima ou do Governo dos EUA. O governo dos EUA está autorizado a reproduzir e distribuir reimpressões para fins governamentais, apesar de qualquer anotação de direitos autorais.

Materials

0.22 um syringe filter	Milipore Sigma	SLGP033RS
0.5M EDTA, pH 8.0	Thermo-Fisher	15575020
0.75 mm biopsy punch	World Precision Instruments	504529
1 mL syringes	BD	309628
1H,1H,2H-Perfluoro-1-Octanol (PFO)	Sigma-Aldrich	370533
1M Tris-HCI, pH 8.0	Thermo-Fisher	15568025
27 gauge needles	BD	305109
3" silicon wafers, P type, virgin test grade	University Wafers	447
3D-printed centrifuge syringe holder	(custom)	(custom)
Acrylamide solution,40%, for electrophoresis, sterile-filtered	Sigma-Aldrich	A4058-100ML
Ammonium persulfate	Sigma-Aldrich	A3678-25G
Aquapel (fluorinated surface treatment)	Pittsburgh Glass Works	47100
Hexane	Sigma-Aldrich	139386
FC-40 fluorinated oil	Sigma-Aldrich	F9755
Isopropanol	Sigma-Aldrich	109827
N,N′-Methylenebis(acrylamide)	Sigma-Aldrich	146072-100G
NaCl	Sigma-Aldrich	S9888
Novec-7500 Engineering Fluid (HFE oil)	3M	98-0212-2928-5
polyethylene tubing	Scientific Commodities	B31695-PE/2
fluorosurfactant	Ran Biotechnologies	008-FluoroSurfactant
PGMEA developer	Sigma-Aldrich	484431
Photomasks	CadArt Servcies	(custom)
Platinum Multiplex PCR Master Mix (Taq Master Mix)	Applied Biosystems	4464263
Spin coater	Specialty Coating Systems	G3P-8
Span 80 (sorbitane monooleate)	Sigma-Aldrich	s6760
SU-8 3025 photoresist	Kayaku	17030192
Triton X-100 (octylphenol ethoxylate)	Sigma-Aldrich	t8787
Tween 20 (polysorbate 20)	Sigma-Aldrich	p2287
Platinum Multiplex PCR Master Mix (Taq Master Mix)	Applied Biosystems	4464263
Yeast FWD	IDT	5′-GCAGACCAGACCAGAACAAA-3′
Yeast REV	IDT	5′-ACACGTATGTATCTAGCCGAATA AC-3
Yeast Probe	IDT	5′-/56-FAM/ATATGTTGT/ZEN/TCACTCGCGCCTGGG/3IABk FQ/-3′
EVOS FL AUTO	Life Technologies
EVOS LED Cube, GFP	Life Technologies	AMEP4651
SYLGARD 184 KIT 1.1 LB (PDMS base and curing reagents)	Dow Corning	DC4019862
TEMED	Thermo Fisher	17919
Saccharomyces cerevisiae genomic DNA	Milipore	69240-3
Expanded plasma cleaner (plasma bonder)	Harrick Plasma	PDC-002 (230V)

References

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Weisgerber, D. W., Hatori, M. N., Abate, A. R. Particle Templated Emulsification enables Microfluidic-Free Droplet Assays. J. Vis. Exp. (169), e62248, doi:10.3791/62248 (2021).

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