相図の特徴付け液体担体として磁気ビーズを使用しました

次の実験の全体的な目標は、磁気ビーズを使用して、ラボとチューブデバイス内の隣接する液体セグメント間のキャリーオーバー量を分析することです。これは、疎水性チューブを使用してデバイスを作成し、シリンジポンプを装填してエアバルブで区切られた複数の液体セグメントで構成され、磁気ビーズと蛍光染料の両方を液体の1つに組み込むことによって実現されます。第2のステップとして、外部磁石を使用して磁気ビーズの各転写が行われた後、隣接する液体セグメントの蛍光強度を顕微鏡で測定します。

次に、磁気ビーズのキャリーオーバー体積を計算するために、これらの蛍光強度測定に対して数値解析が行われます。その結果、隣接する貯留層間でマイクロリットルサイズの液体量を移動させる方法として磁気ビーズを使用できることから、2つの液体からなる多成分系における相変化の解析が可能であることが示された。ですから、今日ご覧いただければ幸いですが、私たちは、より複雑な従来のマイクロ流体回路とは対照的に、単純なチューブ内で流体を移送する際に磁気ビーズを使用する、この非常にエキサイティングでシンプルな技術に取り組んでいます。

そして、最初は許容される液体の間の顔の基部の研究に適用しましたが、現在では、赤血球からの全血分離タンパク質の診断分析、尿分析、免疫測定など、他のアプリケーションにも拡大しています。この手法は、マイクロ流体チャネルを使用するなどの他の既存の方法と比較した場合の主な利点は、シンプルで費用対効果の高い製造が可能であることです。異なる実験タイプ間でのユーザー変動性が高く、一貫した結果が得られます。

この方法は、1分間のピークボリュームの動きを必要とするアプリケーションに関する洞察を得ることができますが、血液分離、薬物ターゲティング、薬剤との造影など、他のシステムにも適用できます。チューブを準備するには、最初にチューブを15センチメートルのセグメントにカットし、テープを使用してチューブセグメントを垂直に吊るし、チューブの下にペーパータオルを置いて余分なフッ素ポリマー溶液を収集します。ピペットを使用して、100マイクロリットルのフッ素樹脂溶液を各チューブセグメントの上部開口部に注入し、内壁の全周に接触させます。

チューブセグメントを1時間所定の位置に固定して、余分な量のフッ素樹脂溶液を取り除きます。次に、チューブセグメントを摂氏100度のオーブンに1時間入れて、フッ素樹脂コーティング層を溶かします。次に、20ミリリットルのサンプルバイアルをマイクロ天びんに置き、天びんをゼロにして、希釈した磁気ビーズ溶液を調製します。

磁気ビーズ溶液容器を攪拌し、マイクロピペットを使用して0.6ミリリットルを引き出します。ピペットで移した溶液を天秤上のサンプルバイアルに分注し、0.4ミリリットルの蒸留水をサンプルバイアルに分注します。また、0.02重量パーセントの染料を脱イオン水に溶解し、溶液を1分間ボルテックスして蛍光色素を調製します。

チューブデバイスを準備するには、チューブの一方の端にメスのルアーロックコネクタを挿入します。チューブを、容量が3ミリリットル、目盛りが0.1ミリリットルのルアーロックシリンジに入れます。シリンジをシリンジポンプに入れ、供給速度を毎時2ミリリットルに設定します。

シリンジポンプの引き出しを使用してチューブに20マイクロリットルを挿入する前に、磁気ビーズ溶液で容器をボルテックスします。テストチャンバーの後、液体の挿入が終了し、6マイクロリットルの空気をチューブに引き込みます。この量の空気は、後で2つの液体セグメントの間にバルブを形成します。

エアギャップの挿入が完了したら、蛍光ダイで180マイクロリットルの液体の引き出しを開始します。2 つ目のメス ルアー ロック コネクターをチューブのもう一方の端に取り付け、チューブ デバイスをシリンジから取り外します。次に、デバイスの両端にルアーロックキャップを取り付けます。

倒立顕微鏡を使用して、テストチャンバーとリザーバーの初期蛍光強度測定を行います。デバイスをキューブマグネットの上に置き、磁気ビーズがすべてテストチャンバー内の1つの領域に分離するようにします。磁石の上部にデバイスを移動して、ビーズをリザーバーに移します。

磁気ビーズクラスターがエアギャップを通ってリザーバーに移動したら、デバイスを磁石の上に置き、回転させてクラスター内に閉じ込められている液体を放出することにより、磁気ビーズを攪拌しますリザーバーの均質化が完了するまで。次に、リザーバー内の磁気ビーズがすべて1つの領域に分離するように、デバイスを磁石の上に置きます。磁気ビーズクラスターをテストチャンバーに戻します。

クラスターがテストチャンバーに到達したら、デバイスを磁石の上に置き、回転させて磁気ビーズを攪拌します。試験室の均質化が完了するまで、閉じ込められた蛍光液体を中に放出します。倒立顕微鏡を使用して、試験チャンバーとリザーバーの両方の蛍光強度測定を行います。

両方の液体セグメントが同様の蛍光強度に収束するまで、これらの手順を繰り返します。チューブデバイスを準備するには、チューブの一方の端にメスのルアーロックを挿入し、チューブをルアーロックシリンジに入れます。次に、シリンジをシリンジポンプに入れ、供給速度を毎時2ミリリットルに設定します。

シリンジポンプの引き出しを使用して、水中の20マイクロリットルの1対1の磁気ビーズをC 12 E five混合溶液にチューブに挿入します。テストチャンバー、液体の挿入が終了した後、エアギャップの挿入に続いて6マイクロリットルの空気をチューブに引き込みます。光学系をセットアップするために、純粋なC 12 E 5界面活性剤の180マイクロリットルの引き出しを開始します。

まず、シリンジポンプをチューブ装置で動かし、磁気ビーズ付きの試験室に焦点が合うようにします 実体顕微鏡では、交差偏光子が使用されます。沈殿した固相と液相のコントラストを高めるために、LED光源の上に偏光板フィルムを敷きます。シリンジポンプに取り付けられたチューブの下にLED光源をスライドさせます。

テープを使用して実体顕微鏡のレンズに別の偏光子フィルムを取り付け、2つの偏光子フィルムが互いに90度のオフセットを持っていることを確認します。キューブマグネットをテストチャンバーの隣に置き、マグネットをスタンドに取り付けます。磁気ビーズがクラスターを形成したら、1時間あたり2ミリリットルの供給速度で液体をチューブに送り込み始め、磁気ビーズクラスターがテストチャンバーからエアギャップを横切って界面活性剤リザーバーチャンバーに移動します。

磁気ビーズクラスターがリザーバーチャンバーの中点に達したら、シリンジポンプのポンピングを停止します。キューブマグネットをチューブから離して磁気ビーズを分離し、磁気ビーズクラスターに閉じ込められた液体の拡散時間を短縮します。液体の拡散と相変化が完了したら、磁石をリザーバーのそばで元の目的地に戻して、磁気ビーズがクラスターを形成するようにします。

シリンジポンプを使用して、磁気ビーズクラスターが界面活性剤リザーバーからエアギャップを通って試験チャンバーに戻るように液体を引き出します。磁気ビーズクラスターがテストチャンバーの中点に達したら、シリンジポンプを停止し、キューブ磁石をチューブから離します。液体の拡散と相変化が完了したら、磁石をリザーバーのそばで元の目的地に戻して、磁気ビーズがクラスターを形成するようにします。

テストチャンバーに相変化が表示されるまで、これらの手順を繰り返します。ここに示されているのは、磁気ビーズ水と、疎水性チューブの内部にある非イオン性界面活性剤C 12 E fiveの画像です。最初の磁気ビーズ転写プロセスでは、ビーズは外部キューブ磁石を使用して所定の位置に保持されます。

液体がここで左にポンプで送られている間、ビーズはテストチャンバーを出てC 12 E fiveに入ります。磁気ビーズが入ると、界面活性剤の水が磁気ビーズ構造から離れて拡散し始めます。磁気ビーズが界面活性剤チャンバーに5秒間置かれた後、10秒の時点ではわずかな位相変化しか見られません。

磁気ビーズは界面活性剤に完全に包まれています。位相変化は92番まで続き、4分で進行します。相変化は 9 分で増加します。

水平方向の位相変化は減少し始め、構造は垂直方向に成長します。17分では相変化のサイズが急激に縮小しているのに対し、25分ではわずかな相変化しか示されていません。これは、界面活性剤が移送される前の、デバイス内に磁気ビーズを備えた水C 12 V 5テストチャンバーの初期状態です。

6 回の往復転送の後、フェーズ変更が発生しました。逆に、デバイス内に磁気ビーズがないため、観察された結果が液体ではなく磁気ビーズのキャリーオーバーによるものであることを証明する相変化は見られませんでした。この手順を試みている間、チューブの内壁にくっついています。

この手順に従って、隣接するリザーバー間で液体を移送する際に拡散プロセスが行われるのに十分な時間を確保することが重要です。電磁石植生を使用するなどの他のオプションをシステムに組み込むことで、分割プロセスを高速化する方法や手動操作を最小限に抑える方法などの追加の質問に答えることができます。これを文脈で表現すると、基本的にプラスチックチューブと磁気ビーズ、および外部磁石を使用するこの非常に単純な手法は、さまざまな流体の分離とそれらの状態図空間の探索に適用されています。

しかし、この手法の汎用性とシンプルさは、主にさまざまな流体の診断分析の分野で、他の多くのアプリケーションで効果を発揮します。磁性ビーを使用して少量を直接または磁気ビーズの機能化によって輸送することにより、流体サンプルの成分を分析できます。そして、これはあらゆる分野での応用が可能です。

例えば、全血中の赤血球からタンパク質を分離し、尿中にも同様に、そして従来のマイクロ流体デバイス製造に関連する複雑さとコストなしに、単純な技術を使用してこの方法で分析できる他の多くの流体