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用于液滴微流控的简便且可扩展的无管道样品加载技术

发布时间:2022-08-25 13:22:47 来源:爱游戏中文版 作者:爱游戏苹果ios版

内容简介:  据麦姆斯咨询介绍,近年来,液滴微流控技术已在分析和生物分析领域得到广泛应用。在基于液滴微流控的分析过程中,装置内离散成液滴的样本主要通过管道加载,但这种基于管道的样品加载具有处理多样本的可扩展性有限、自动化困难和样本浪费等缺点。虽然自动进样器的进步已经缓解了其中一些缺点,但可以替代基于管道的样品加载技术,提供了一种潜在的有希望的替代方案,但尚未得到充分探索。  为了填补这一空白,来自约翰斯·霍普金斯大学的研究人员开发了一种液滴生成装置,该装置具有新颖的无需管道的样品加载接口(TESLI)。TESLI集成了一个可调节真空和压力源的可...
产品详情

  据麦姆斯咨询介绍,近年来,液滴微流控技术已在分析和生物分析领域得到广泛应用。在基于液滴微流控的分析过程中,装置内离散成液滴的样本主要通过管道加载,但这种基于管道的样品加载具有处理多样本的可扩展性有限、自动化困难和样本浪费等缺点。虽然自动进样器的进步已经缓解了其中一些缺点,但可以替代基于管道的样品加载技术,提供了一种潜在的有希望的替代方案,但尚未得到充分探索。

  为了填补这一空白,来自约翰斯·霍普金斯大学的研究人员开发了一种液滴生成装置,该装置具有新颖的无需管道的样品加载接口(TESLI)。TESLI集成了一个可调节真空和压力源的可编程气动微阀网络,因此可以将连续的亚微升样品直接点样到与大气互通的TESLI入口,然后利用真空注入到装置中,并在最小程度的浪费下,在装置内将样品加压成纳升液滴。此外,相同的真空和压力调节还赋予TESLI清洁和样品切换能力,从而能够具备连续处理多个样品的可扩展性。相关研究成果以“Facile and scalable tubing-free sample loading for droplet microfluidics”为题,发表于 Scientific Reports 期刊。

  TESLI和集成液滴装置的开发有助于简化样品点样、基于TESLI的样品注入和液滴生成以及在线液滴孵化和检测的工作流程。无需将样品预加载到管道中,然后将管道插入入口,而是可以通过移液机器人或移液枪将样本直接点样到与大气互通的TESLI入口上,然后再将其注入装置。此外,一对TESLI被合并在同一装置中,以交替操作并最大限度地减少空闲时间。当一个新样品(Sn)利用真空通过一个TESLI的入口注入到装置中时,另一个TELSI中先前加载的样品(Sn-1)同时被加压到充满油的液滴集成通道中,与此同时,试剂(R)从试剂通道加压进入液滴集成通道,并在此和样品混合以形成纳升液滴。然后,每个生成的液滴都被加压油相向下游推进,以相对于相邻液滴的固定位置进行在线孵育,从而使液滴位置起到独特的条形码作用。最后,随着每个液滴顺序流过装置中的检测区域,定制的激光诱导荧光(LIF)检测器测量来自每个液滴的荧光信号,从而产生用于分析的荧光迹线 通过TESLI(无需管道的样品加载接口)和集成液滴装置实现了简化的工作流程

  图2 具有双TESLI的集成液滴装置。集成液滴装置由两个PDMS层组成:产生、孵育和检测液滴的顶部流体层(填充绿色染料以进行可视化)和底部阀层,其中微阀被驱动以调节液滴的产生和流动(填充用于可视化的红色染料)。

  TESLI以4步循环运行:在入口处点样样品,在装置中注入和储存样品,从注入的样品中产生液滴,以及清洁装置中未使用的样品。对于每个新样本,TESLI只需重复循环,从而实现可扩展操作。

  由于每个TESLI在使用过程中需依次注入多个样品,因此必须通过有效清洁将交叉污染的风险降至最低。为此,研究人员评估了3种清洁方案——直接连续去离子(DI)水清洗(图4a)、排气后连续去离子水清洗(图4b)、循环排气和短暂去离子水清洗(图4c)。在启动所有3种清洁方案后,观察到荧光强度立即降低,所有这些都逐渐接近基线,表明有效清洁。然而,为了尽量减少交叉污染,有必要比较荧光强度的微小增加。评估结果表明,后两者的荧光强度恢复到基线强度,而第一个清洗方案的荧光强度保持在基线强度以上,这表明样品存储通道中仍有未清洗的荧光素(FAM)残留物。在清洁有效性相当的后两个方案之间,研究人员选择了第二个清洁方案用于这项工作的其余部分,因为在该方案的循环清洁计划中只需要点DI水1次而不是8次。

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