十大玩彩信誉平台法国研究团队开发了“滑动壁
栏目:媒体新闻 发布时间:2020-05-01 07:59
据麦姆斯磋议报道,法邦商讨团队迩来开荒了滑动壁(sliding walls),行动微流控装配中流体支配的新工夫,准许半刚性或刚性壁正在微流控芯片内滑动。正在《自然:微体例与纳米工程...

  据麦姆斯磋议报道,法邦商讨团队迩来开荒了“滑动壁”(sliding walls),行动微流控装配中流体支配的新工夫,准许半刚性或刚性壁正在微流控芯片内滑动。正在《自然:微体例与纳米工程》(Nature: Microsystems & Nanoengineering)杂志上楬橥的一篇新报道中,巴黎文理商讨大学(PSL Research University)Bastien Venzac和来自法邦巴黎居里商讨所(Institute Curie)、索邦大学(Sorbonne University)的科学家小组诈欺滑动壁几何布局计划了众种流体功用。该装配包罗开/合转换阀,用于按照壁的几何布局来堵塞或从新设备通道。该装配包罗一种水凝胶膜,用于将生物分子浓缩、纯化并从一个通道运输到另一个通道。该工夫与软光刻设施兼容,聚二甲基硅氧烷(PDMS)芯片的模范创制流程即可轻松告终。新设施为百般微流控操纵开垦了道途,造成了简便的手动装配,可用于生物尝试室即时检测(point-of-care)操纵。

  上图:新工夫概要。左图:用于DNA预富集的微芯片和滑动壁计划。右图:用于隔离尝试的微芯片和滑动壁图片,增添了蓝色和黄色染料以告终可视化。

  真正能够从新设备的体例从来是微流控工程师的梦思,理思的重构指的是构修正在模块化单位中的智能体例,并正在尝试之间举行神速重组。然而,对大无数微流控体例而言,通道汇集正在微加工时就已固定,无法正在尝试时自界说重组。工程师也只可正在泵送、阀门支配或诈欺电场和磁场外力举行更改。为会意决微流控坐蓐进程中的现存控制和挑拨,Venzac等人提出了一种微流控驱动的新观点,称之为“滑动壁”。该设施与软光刻工艺兼容,可是不必要外部装备。它能够手动操作,而且能够集成正在单个元器件中。

  Venzac等人利用了众种创制设施开荒滑动壁,以将其计划正在PDMS芯片的怒放通道内。驱动进程准许商讨职员可逆地掀开或紧闭泵送流体的通道,然后从新定向滚动以疏忽设备通道汇集。该团队形容了该设施的道理,并演示了简便的功用,席卷供应四维(4D)空间的水凝胶板造成,支配细胞作育,然后正在微流控腔室内举行基于膜的电动DNA预富集。他们以低本钱告终了该工夫的神速成型,为简化操作,团队成员既能够通过手动格式支配滑动壁,也能够利用筹划机支配的马达或实践器告终全主动滑动壁。新的用具箱绝顶适合微流控通道内尺寸赶上100 m的操纵,而且只必要几个驱动元件。

  滑动壁道理。PDMS布局中包罗一个导向通道和一个流体通道,并与平面PDMS皮相键合正在一块。正在该示例中,带有雕镂通道的滑动壁会正在芯片修制完工后被插入到导向通道。流体通道或被堵住(图a)或被掀开(图b)。插图供应了滑动壁/流体通道交叉点的注意新闻。

  按照惯例计划准绳,十大玩彩信誉平台商讨职员将刚性/半刚性布局插入PDMS微流控芯片的导向通道中,并利用众种原料开荒滑动壁,席卷(1)不锈钢膜;(2)正在PDMS模具中举行光咸集的光固化抗蚀剂;(3)立体光固化成型工艺3D打印(SLA 3D printing)的可光固化树脂。商讨职员会按照原料自己的特点来采取适合尝试的工程工夫,并通过支配原料刚度提防驱动进程中滑动壁的弯曲或断裂,对大无数薄的滑动壁而言,不锈钢为其首选。针对较大的滑动壁,他们利用古代的SLA工艺,并正在不锈钢上利用微铣削,以正在滑动壁上到场小功用。

  正在最初的观点验证阶段,Venzac等人打定了两品种型的微阀,开/合阀和带一个入口、两个出口的金属开合阀。滑动阀因其正在器官芯片装配和细胞作育布局中的适用性而惹起了人们极大的趣味。商讨职员还展现了利用滑动壁行动芯片上的打针器来手动泵送流体,正在尝试中没有考查到正在饱舞或吸入气氛时液体认产生透露。滑动壁对较大腔室布局而言绝顶有效,商讨团队正在腔室顶部和底部弥补了两个窄槽以指挥笔直的不锈钢滑动壁,并调理各腔室之间的连通。

  上图:阀门支配尝试:a)用芯片和基于光固化抗剂蚀的滑动壁计划举行的开合阀尝试;b)开合阀尝试用芯片和金属滑动壁的计划;c)导向通道、滑动壁高度和宽度差别比率下(每个要求开展三次尝试),基于抗剂蚀(黄色系列)和基于金属滑动壁(灰色系列)所能接受的最大压力;d)载有荧光素的水流源委开途(13l/s)时开合阀的荧光图像。

  下图:泵送尝试:a)芯片计划;b)通过1l腔室泵送载有荧光素的水的接续照片。活塞的身分用赤色虚线展现;c)液体移位与绝对活塞移位(活塞原点成立正在第一个腔室滥觞填充时),用于推(蓝色)拉(赤色)时,正在四个差别装配上的均匀值。

  该团队最终利用新装配举行了生物功用化测试,并考查了4D细胞作育和细胞转移。正在尝试中,他们将荧光胶原卵白溶液装正在腔室的右半一面,把缓冲液装入左半一面,然后把两者同化成水凝胶板。这种水凝胶是开荒3D器官芯片腔室的紧要原料。为了测试其生物学功用,Venzac等人商讨了将树突状细胞(免疫细胞)装载到腔室内的胶原卵白溶液中后的细胞转移状况。该团队用趋化因子溶液填充了第二个腔室,并移除了不锈钢滑动壁,创修出一个笔挺的界面,使趋化剂扩散到胶原卵白板上,树突状细胞转移到凝胶/溶液界面上以造成4D细胞作育。

  隔离尝试:a)芯片和金属滑动壁的计划;b)密封测试俯视图。左图:腔室的明场图像。右图:8小时后腔室的荧光图像;c)正在腔室内部的滑动壁上安顿一个200m的孔后,Tris-EDTA缓冲室中的荧光素梯度。滑动壁和孔的极限用虚线展现。颜色线%的图像皮相(壁后位移:白色:1秒、赤色:4秒、黄色:9秒、绿色:14秒、青色:50秒、蓝色:110秒、紫赤色:170秒);d)移除滑动壁后,右半腔室底部的荧光凝胶状胶原卵白板的深度编码共聚焦图像的俯视图;e)移除滑动壁之前(0-30分钟)和移除滑动壁之后(30-240分钟),胶原卵白板中的树突状细胞的轨迹分两个阶段了解。第一阶段细胞没有被优先转移(30-120分钟),正在120-240分钟被吸引到趋化因子室。秤谌轴以微米为单元,笔直轴指向远离趋化因子室的对象。

  团队成员还通过电动预富集DNA大分子,正在新装配中支配它们的运输和开释。为此,该团队正在微流控体例中利用了一种可搬动且可重构的水凝胶膜,并诈欺高诀别率3D打印工夫计划了带有集成窗口的滑动壁。他们正在通道中施加恒定的电场,以准许缓冲液中电泳转移带有荧光标签的DNA。水凝胶孔的尺寸能反对DNA的转移,导致它们正在膜上预富集。科学家们正在装配中指挥预富集DNA的自正在滚动,从而将样品从一个通道变动到另一个通道,这是一种简便的全新样品制备和理会设施。

  DNA预富集和纯化尝试。a)芯片和滑动壁的计划;将PEGDA膜(粉赤色)光咸集正在滑动壁的窗口中。彩色箭头用相应的彩色边框指示下列图片的身分;b)将100pg 的Lambda-DNA电泳到3D打印滑动壁的PEGDA膜前进行预富集;c)图b)的黄色长方形内均匀灰度值随岁月的蜕变;d)DNA正在PEGDA膜上预富集进程的荧光图像;e)移至第二通道后和图f)电泳开释后。(比例尺:250m)黄色箭头展现DNA的转移或位移对象。

  Bastien Venzac及其同事用这种格式开荒了一款新的用具箱,以改善古代微流控装配的利用。滑动壁还具备其它功用,如微通道或载有凝胶的窗口,以及超越古代芯片微阀的潜正在操纵处分计划。值得注意的是,他们诈欺单个滑动壁装配即可告终4D细胞作育和DNA预富集。科学家们的愿景是该工夫或许广博操纵于低本钱、低工夫含量的生物医学境况。