المرحلة مخطط توصيف باستخدام الخرز المغناطيسي حيث الناقلون السائلة

الهدف العام من التجربة التالية هو تحليل حجم الترحيل بين الأجزاء السائلة المجاورة داخل المختبر وجهاز الأنبوب باستخدام الخرز المغناطيسي. يتم تحقيق ذلك من خلال إنشاء الجهاز باستخدام أنابيب كارهة للماء ، محملة بمضخة حقنة لتتكون من أجزاء سائلة متعددة مفصولة بصمام هواء ودمج كل من الخرز المغناطيسي وصبغة الفلورسنت في أحد السوائل. كخطوة ثانية ، يتم قياس شدة الفلورسنت للأجزاء السائلة المجاورة باستخدام مجهر بعد إجراء كل نقل للحبات المغناطيسية باستخدام مغناطيس خارجي.

بعد ذلك ، يتم إجراء التحليل العددي على قياسات شدة الفلورسنت هذه من أجل حساب الحجم المرحل للحبات المغناطيسية. تظهر النتائج أن تحليل تغير الطور في نظام متعدد المكونات يتكون من سائلين ممكن بناء على القدرة على استخدام الخرز المغناطيسي كطريقة لنقل أحجام السوائل بحجم الميكرولتر بين الخزانات المجاورة. لذا كما آمل أن تروا اليوم ، نحن نعمل مع هذه التقنية المثيرة والبسيطة للغاية التي تتضمن استخدام الخرز المغناطيسي في نقل السوائل داخل أنبوب بسيط بدلا من دوائر الموائع الدقيقة التقليدية الأكثر تعقيدا.

ونحن ، قمنا بتطبيقه في البداية على فحص قاعدة الوجه بين السوائل المسموح بها ، ونحن الآن نقوم بتوسيع ذلك ليشمل تطبيقات أخرى أخرى ، بما في ذلك التحليل التشخيصي للدم الكامل الذي يفصل البروتينات عن خلايا الدم الحمراء ، وتحليل البول ، والمقايسات المناعية ، وما إلى ذلك. الميزة الرئيسية لهذه التقنية على الطرق الأخرى الموجودة مثل استخدام قنوات الموائع الدقيقة ، هي أنها بسيطة وذات تصنيع فعال من حيث التكلفة. إنه يوفر تباينا عاليا للمستخدم بين أنواع التجارب المختلفة وله نتائج متسقة.

على الرغم من أن هذه الطريقة يمكن أن توفر نظرة ثاقبة للتطبيقات التي تتطلب حركة دقيقة واحدة ، وأحجام الذروة ، إلا أنه يمكن تطبيقها أيضا على أنظمة أخرى مثل فصل الدم واستهداف الأدوية والتباين مع العوامل. لتحضير الأنبوب أولا ، قم بقطع الأنبوب إلى أجزاء بحجم 15 سم ، قم بتعليق أجزاء الأنبوب عموديا باستخدام شريط لاصق ، ووضع منشفة ورقية أسفل الأنابيب لجمع محلول البوليمر الفلوري الزائد. قم بحقن 100 ميكرولتر من محلول البوليمر الفلوري في الفتحة العلوية لكل جزء من أجزاء الأنبوب باستخدام ماصة بحيث تتلامس مع محيط الجدار الداخلي بالكامل.

اترك أجزاء الأنبوب معلقة في مكانها لمدة ساعة واحدة لإزالة أي كمية زائدة من محلول البوليمر الفلوري. ثم ضع شرائح الأنبوب في فرن على حرارة 100 درجة مئوية لمدة ساعة واحدة لإزالة طبقة طلاء البوليمر الفلوري. بعد ذلك ، قم بإعداد محلول الخرزة المغناطيسية المخففة عن طريق وضع قارورة عينة سعة 20 مليلتر على ميزان دقيق وتصفير التوازن.

قم بتحريك حاوية محلول الخرزة المغناطيسية ثم اسحب 0.6 مل باستخدام ماصة صغيرة. قم بتوزيع المحلول الماصة في قارورة العينة على الميزان وقم بتوزيع 0.4 مل من الماء المقطر في قارورة العينة. أيضا ، قم بإعداد صبغة الفلورسنت عن طريق إذابة 0.02 بالمائة من الوزن من الصبغة في الماء منزوع الأيونات ودوامة المحلول لمدة دقيقة واحدة.

لتحضير جهاز الأنبوب ، أدخل موصل قفل إغراء أنثوي في أحد طرفي الأنبوب. ضع الأنبوب في حقنة قفل إغراء بحجم ثلاثة ملليلتر وتخرج 0.1 مل. ضع المحقنة في مضخة الحقنة واضبط معدل التغذية على ملليلترين في الساعة.

بتدوير الحاوية بمحلول حبة مغناطيسية قبل إدخال 20 ميكرولتر في الأنبوب باستخدام سحب مضخة الحقنة. بعد غرفة الاختبار ، يتم الانتهاء من إدخال السائل ، واسحب ستة ميكرولترات من الهواء في الأنبوب. سيشكل هذا الحجم من الهواء لاحقا صماما بين الجزأين السائلين.

بمجرد اكتمال إدخال فجوة الهواء ، ابدأ في سحب 180 ميكرولترا من السائل مع قالب الفلورسنت. ضع موصل قفل إغراء أنثوي ثان على الطرف الآخر من الأنبوب وقم بإزالة جهاز الأنبوب من المحقنة. ثم ضع أغطية قفل الإغراء على طرفي الجهاز.

خذ القياس الأولي لشدة التألق لغرفة الاختبار والخزان باستخدام المجهر المقلوب. ضع الجهاز فوق الجزء العلوي من المغناطيس المكعب بحيث تنفصل جميع الخرزات المغناطيسية إلى منطقة واحدة في غرفة الاختبار. انقل الخرزات إلى الخزان عن طريق تحريك الجهاز فوق الجزء العلوي من المغناطيس.

بمجرد نقل مجموعة الخرزة المغناطيسية عبر فجوة الهواء إلى الخزان ، قم بتحريك الخرزات المغناطيسية عن طريق وضع الجهاز فوق الجزء العلوي من المغناطيس وتدويره لتحرير السائل المحاصر داخل الكتلة حتى يكتمل تجانس الخزان. ثم ضع الجهاز فوق الجزء العلوي من المغناطيس بحيث تنفصل الخرزات المغناطيسية في الخزان إلى منطقة واحدة. انقل مجموعة الخرزة المغناطيسية مرة أخرى إلى غرفة الاختبار.

بمجرد وصول الكتلة إلى غرفة الاختبار ، قم بتحريك الخرزات المغناطيسية عن طريق وضع الجهاز فوق الجزء العلوي من المغناطيس وتدويره. حرر السائل الفلوري المحبوس بالداخل حتى يكتمل تجانس غرفة الاختبار. خذ قياسات شدة الفلورسنت لكل من غرفة الاختبار والخزان باستخدام المجهر المقلوب.

كرر هذه الخطوات حتى يتقارب كلا الجزأين السائلين مع شدة مضان مماثلة. لتحضير جهاز الأنبوب ، أدخل قفل إغراء أنثوي على أحد طرفي الأنبوب وضع الأنبوب في حقنة قفل إغراء. ثم ضع المحقنة في مضخة الحقنة واضبط معدل التغذية على ملليلترين في الساعة.

أدخل 20 ميكرولترا من الخرز المغناطيسي الواحد لواحد في الماء إلى C 12 E خمسة محلول مختلط في الأنبوب باستخدام سحب مضخة المحقنة. بعد غرفة الاختبار ، يتم الانتهاء من إدخال السائل ، اسحب ستة ميكرولترات من الهواء إلى الأنبوب بعد إدخال فجوة الهواء. ابدأ في سحب 180 ميكرولتر من مادة خافضة للتوتر السطحي نقية C 12 E لإعداد البصريات.

أولا ، حرك مضخة الحقنة بجهاز الأنبوب بحيث تكون غرفة الاختبار ذات الخرز المغناطيسي في بؤرة التركيز باستخدام المجهر الاستريو ، يتم استخدام المستقطبات المتقاطعة. لتعزيز التباين بين الطور الصلب المترسب والطور السائل ، ضع ورقة من فيلم المستقطب فوق مصدر ضوء LED. حرك مصدر ضوء LED أسفل الأنبوب المتصل بمضخة الحقنة.

قم بإرفاق فيلم مستقطب آخر بعدسة المجهر الاستريو باستخدام الشريط ، وتأكد من أن فيلمي المستقطب لهما إزاحة 90 درجة من بعضهما البعض. ضع المغناطيس المكعب بجوار غرفة الاختبار أثناء تركيب المغناطيس على حامل. بمجرد أن تشكل الخرزات المغناطيسية كتلة ، ابدأ في ضخ السوائل في الأنبوب بمعدل تغذية ملليلتر في الساعة ، بحيث يتم نقل مجموعة الخرزة المغناطيسية من غرفة الاختبار عبر فجوة الهواء وإلى غرفة خزان الفاعل بالسطح.

عندما تصل مجموعة الخرزة المغناطيسية إلى نقطة منتصف غرفة الخزان ، أوقف الضخ على مضخة الحقنة. حرك المغناطيس المكعب بعيدا عن الأنبوب حتى تتمكن الخرزات المغناطيسية من فصل وتقليل وقت انتشار السائل المحاصر في مجموعة الخرزة المغناطيسية. بمجرد اكتمال انتشار السائل وتغيير الطور ، ضع المغناطيس مرة أخرى إلى وجهته السابقة بجوار الخزان ، بحيث تتشكل الخرزات المغناطيسية في شكل مجموعة.

باستخدام مضخة الحقنة ، اسحب السوائل بحيث يتم نقل مجموعة الخرزة المغناطيسية من خزان الفاعل بالسطح عبر فجوة الهواء والعودة إلى غرفة الاختبار. بعد أن تصل مجموعة الخرزة المغناطيسية إلى نقطة منتصف غرفة الاختبار ، أوقف مضخة الحقنة ، وحرك مغناطيس المكعب بعيدا عن الأنبوب. بمجرد اكتمال انتشار السائل وتغيير الطور ، ضع المغناطيس مرة أخرى إلى وجهته السابقة بجوار الخزان ، بحيث تتشكل الخرزات المغناطيسية في شكل مجموعة.

كرر هذه الخطوات حتى تعرض غرفة الاختبار تغيير الطور. تظهر هنا صورة للحبات المغناطيسية والماء ، والخافض للتوتر السطحي غير الأيوني C 12 E خمسة داخل الأنبوب الكارهة للماء. أثناء عملية نقل الخرزة المغناطيسية الأولية ، يتم تثبيت الخرزات في مكانها باستخدام مغناطيس مكعب خارجي.

بينما يتم ضخ السوائل إلى اليسار هنا ، تخرج الخرزات من غرفة الاختبار وتدخل في C 12 E خمسة. بمجرد دخول الخرزات المغناطيسية ، يبدأ الماء الخافض للتوتر السطحي في الانتشار بعيدا عن بنية الخرزة المغناطيسية. بعد أن تكون الخرزات المغناطيسية في غرفة الفاعل بالسطح لمدة خمس ثوان ، لا يظهر سوى قدر ضئيل من تغيير الطور عند علامة العشر ثوان.

ابتلاع الخرز المغناطيسي بالكامل في الفاعل بالسطح. يستمر تغيير المرحلة حتى علامة 92 في أربع دقائق. يزداد تغيير الطور في تسع دقائق.

يبدأ تغيير المرحلة الأفقية في الانخفاض بينما ينمو الهيكل عموديا. بينما في 17 دقيقة ، تقلص حجم تغيير الطور بشكل كبير في 25 دقيقة ، لم يتبق سوى قدر صغير من تغيير الطور معروضا. فيما يلي الحالة الأولية لغرفة اختبار الماء C 12 V Five مع الخرز المغناطيسي في الجهاز قبل نقل الفاعل بالسطح.

بعد ست عمليات نقل ذهابا وإيابا ، حدث تغيير في المرحلة. على العكس من ذلك ، مع عدم وجود خرز مغناطيسي في الجهاز ، لم يلاحظ أي تغيير في الطور يثبت أن النتائج المرصودة كانت بسبب ترحيل الخرزة المغناطيسية بدلا من السائل. التمسك بالجدران الداخلية للأنبوب أثناء محاولة هذا الإجراء.

من المهم أن يكون لديك وقت كاف للسماح بإجراء عملية الانتشار عند نقل السوائل بين الخزانات المجاورة باتباع هذا الإجراء. يمكن دمج خيارات أخرى مثل استخدام الغطاء النباتي الكهربائي في نظامنا من أجل الإجابة على أسئلة إضافية مثل كيفية تسريع عملية التقسيم وكيفية تقليل التلاعب اليدوي. لوضع هذا في السياق ، تم تطبيق هذه التقنية البسيطة للغاية التي تتضمن بشكل أساسي أنبوبا بلاستيكيا وخرزات مغناطيسية ومغناطيس خارجي لفصل السوائل المختلفة واستكشاف مساحة مخطط الطور.

ومع ذلك ، فإن تعدد استخدامات هذه التقنية وبساطتها ستؤتي ثمارها في العديد من التطبيقات الأخرى ، في المقام الأول في مجال التحليل التشخيصي للسوائل المختلفة. باستخدام النحل المغناطيسي لنقل كميات صغيرة إما مباشرة أو من خلال تشغيل الخرزات المغناطيسية ، يمكننا تحليل مكونات عينة السائل. وهذا له تطبيقات في أي مجال.

على سبيل المثال ، فصل وتحليل البروتين عن خلايا الدم الحمراء في الدم الكامل ، وبالمثل في البول ، والعديد من السوائل الأخرى التي يمكن تحليلها بهذه الطريقة باستخدام تقنية بسيطة دون التعقيد والتكلفة المرتبطة بتصنيع جهاز الموائع الدقيقة التقليدية.