ودقق ميكروفلويديك : تشغيل واستخدام لتصنيع السطحي المترجمة

يوضح هذا الإجراء كيفية تجميع واستخدام المسبار ميكروفلويديك (MFP). تتكون المكونات الميكروفلويديكية لـ MFP من محاقن محكمة الغلق، وأنابيب شعيرية زجاجية، ووصلات محكمة (micro tight) من شركة Upchurch، ورأس MFP. سيعرض هذا الفيديو الخطوات الحرجة للتجميع والمحاذاة.

بمجرد تجميعه، يمكن استخدام MFP مع مجموعة متنوعة واسعة من الركائز والكواشف لتشكيل ومعالجة الأسطح. مرحباً، أنا سيسيل بيروت، باحث ما بعد الدكتوراه في مختبر ديفيد ياكر في قسم الهندسة الطبية الحيوية بجامعة مكغيل في مونتريال، كندا.

مرحباً، أنا محمد قاسم، طالب دكتوراه في مختبر ديفيد واي بقسم الهندسة الطبية الحيوية في جامعة مكغيل. مرحباً، أنا ديفيد يوكر.

أنا أستاذ مساعد في قسم الهندسة الطبية الحيوية، وأود أن أرحب بكم اليوم في عرضنا التوضيحي حول المسبار الموائع الدقيقة (microfluidic probe). سنعرض لكم اليوم إجراءً لعملية تشغيل واستخدام المسبار الموائع الدقيقة. نحن نستخدم هذا الإجراء في مختبرنا لمعالجة الأسطح وتشكيل الأنماط.

لنبادر الآن بالبدء في هذا البروتوكول. تُستخدم المحاقن والإبر البلاستيكية لملء المحاقن الزجاجية المخصصة للغاز بالكواشف، مع ضمان عدم وجود فقاعات هوائية. وعادةً ما نستخدم محقنة بسعة 1 to 10 µL للحقن ومحقنة بحجم أكبر بخمس إلى عشر مرات للسحب.

بعد ذلك، يتم توصيل المحاقن بأنابيب شعرية باستخدام وصلات نانوية محكمة ذات حجم ميت منخفض. ثم تُملأ الأنابيب الشعرية ويتم فحصها تحت المجهر للتأكد من خلوها من الفقاعات. يتم ملء شريحة MFP مسبقاً بمحلول منظم لمنع انحباس الفقاعات عند توصيل الأنابيب الشعرية.

وأخيراً، يتم توصيل الشعيرات الدموية بقطعة توصيل PDMS في رأس المسبار المصنع دقيقاً. وبعد تجميع MFP الآن، أصبحنا مستعدين لبدء إعداده. يتم إدخال الركيزة في حامل مصنع منزلياً.

يتم تثبيت النظام على منصة المجهر. وتعد الفجوة بين MFP والركيزة أمراً بالغ الأهمية لعمليات تشكيل الأنماط السطحية. وباستخدام دعامة ثلاثية النقاط تتكون من براغي ميكرومترية، يتم ضبط المحاذاة الأفقية بدقة ميكرومترية.

يعد هذا الأمر ضرورياً لأن الركيزة يتم معالجتها عن طريق مسحها أسفل مسبار القوة المتعددة (MFP). لبدء إعداد MFP، يتم تثبيت رأس المسبار في حامل المسبار وتركيبه على محطة المسبار فوق مجهر مقلوب. ثم توضع المحاقن في مضخات محاقن عالية الدقة.

بعد ذلك، وباستخدام زوج من مقاييس الزوايا (goniometers)، يتم ضبط محاذاة طاولة مجهر القوة الذرية (MFP) مع الركيزة من خلال ملاحظة حلقات نيوتن، والمعروفة أيضاً بأهداب التداخل. تظهر هذه الحلقات عند ملامسة مجهر القوة الذرية للركيزة، حيث تعمل نقطة التلامس وتردد الحلقات كمؤشر على درجة الميل. وعندما يتم محاذاة مجهر القوة الذرية مع السطح، تمتد حلقة تداخل واحدة على كامل السطح.

يعمل هذا القياس أيضًا على معايرة المسافة الفاصلة بين MFP والركيزة. وبعد إعداد MFP، أصبحنا الآن مستعدين للانتقال إلى مرحلة تشغيل MFP. وأثناء التشغيل، يتم التحكم في عملية التوزيع بواسطة برنامج lab view.

يتم تصور تشغيل الجهاز بالعين المجردة وباستخدام كاميرا CCD. قبل البدء بعملية الشفط الفعلية، يتم حقن كمية من السائل للتأكد من توجيه سرنجة الشفط بشكل صحيح وعدم وجود فقاعات. بعد ذلك، يتم غمر MFP في المحلول المنظم.

يمكننا الآن البدء في حقن السائل مع مراقبة الحصر التدفقي للخرزات. وتتراوح نسبة الحقن إلى الشفط من 1:3 إلى 1:10، وذلك اعتماداً على معامل انتشار الكاشف مع المنظم المحيط ونمط التدفق الهندسي المطلوب. وأخيراً، يمكن الآن استخدام المسبار في مجموعة متنوعة من التطبيقات.

تم تحقيق الأنماط السطحية الموضحة هنا بواسطة MFP باستخدام البيوتين المسمى بفلوريسين على strep divide، وشرائح زجاجية من الهيدروجيل مغلفة بـ ENC. كان معدل تدفق الحقن 1 nanoliter per second، ومعدل تدفق الشفط 10 nanoliters per second باستخدام محاقن بسعة 10 µL و 50 µL على التوالي. كانت الفجوة بين السطح والمسبار 5 µm.

يمكن استخدام مجهر الموائع الدقيقة (MFP) أيضاً للتلوين الموضعي ومعالجة الخلايا والأنسجة. حيث يمنع حصر التدفق انتشار الكاشف ويسمح بالتلوين الكيميائي الدقيق للخلايا. وكما هو موضح هنا، تم تلوين طبقة أحادية من الخلايا الليفية بـ 100 µg/mL من dai.

لقد استعرضنا كيفية تشغيل المسبار الموائع الدقيقة. عند تنفيذ هذا الإجراء، يجب التأكد من تجنب وجود أي فقاعات في النظام، والتأكد من أن سطح مسبار الموائع الدقيقة موازٍ للركيزة. هذا كل شيء.

شكراً للمشاهدة، وبالتوفيق في تجاربكم.