[计划]微量注射泵

[计划]微量注射泵 微电子 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 87(2010)793-797 基于扩散的长时间的用可编程微量注射泵对微腔中的浓度控制 a一个理论生物学中心，北京大学前沿交叉学科研究院，北京100871，中国 b微流控和纳米技术中心，人工微结构和介观物理国家重点实验室，物理学院，北京大学，北京100871，中国 Ç巴黎高等师范学校，巴黎75231，法国 一个R T I C LËI N的F o 文章历史: 2009年9月13日 在修订后的表格12 2009年11月接受2009年11月17日 可在线2009年11月23日 关键词:微腔阵列 基于扩散 程控注射器泵 A B S T R A C T 我们提出了一个编程注射器泵为扩散基于在microcav-ities的浓度控制系统。荧光用来展示不同时间不变的集中控制和分布在微腔注射速度和不同尺寸的微腔的影响。微腔的浓度控制与更长的时间不变的注射速度和较小的微腔的大小，将与输入信号一致。使用这个系统，我们可以精确控制以及细胞微环境的逐步改变突然从几分钟到数天的期间内，通过重新设置参数的程序。作为示范，我们应用此SYS-TEM文化芽殖酵母细胞在微流体装置，并按照精确控制营养生长状况。该系统将用于高通量的细胞刺激和分化研究。 2009爱思唯尔B.V.保留所有权利。 1。介绍 微流体装置细胞研究正在成为流行的工具，因为其显着的优势，在复用，实时监控，单细胞的决议[1-4]。其中，细胞培养早些时候报道的不同融合为基础的微腔系统正在成为一个有用的工具，生物学研究[5]。该设备可以很容易地在几分钟之内的细胞培养基洗涤细胞的微观结构没有改变。然而，一个自动控制系统，仍然需要控制在长期的microen环境的微腔。相比集成微阀[6,7]，注射泵是为媒体注入微系统常用和易于操作的工具。对于大多数细胞研究，所需的microen环境变化的时间长于分钟甚至几小时。因此，几个程序的注射器泵可以很容易地实现细胞培养和细胞研究的长期过程中微环境的控制。 在本文中，我们提出扩散为基础的微腔中的浓度控制程序的注射泵系统。三角形信号作为输入来测试不同大小的微腔的反应。微腔环境控制期间，从几分钟到几小时不等，可以很容易地实现 重新设置程序。作为一个例子，我们培养的芽殖酵母细胞中的微腔设备和研究细胞的生长速度在不断变化的环境中使用我们的系统。系统将自动微控制在接近零流量条件下的细胞研究的有用。 2。实验 如图扩散的浓度控制微流体芯片的面具。 1A。主要通道的宽度为200流明，在混合区的通道宽度为50流明，不同的微腔的边长为100流明，150流明，200流明，250流明，分别。交界处的宽度和长度之间的微腔的主要渠道是50流明和40流明，分别。在这项工作中的图像进行了倒置光学显微镜(奥林巴斯IX 71)连接数码相机(松下超级动态CCD)。一个电脑控制的注射泵系统(TS-1B，长泵公司)是用于设备的进气口通过管注入的解决 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 。在这项研究中所用的酵母菌株是YCT50(垫的his3D met3D ura3D leu2D市建局MYO1 :: MYO1-GFP :: HIS3 [pGREG506 ADH1pr的MCM-mCherry])。合成液体培养基(SC他的市建局)成倍增长的细胞被装入的微流体装置[4]。 正如图所示。 1A，不同的解决方案被注入芯片编程的注射泵，通过Inlet1和Inlet2。 “ 0167-9317元/ - 看到前面的问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 2009爱思唯尔BV保留一切权利。 DOI:10.1016/j.mee.2009.11.090 794 G。硅等。 /微电子工程87(2010)793-797 图1。 (一)芯片的面具。 (二)在前面，中间和结束的混合区的荧光混合结果的显微照片。 (三)在相应的混合区混合荧光图像的J 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 结果。 中部地区图。 1a是不同的溶液混合的部分。荧光扩散系数(D)是大约5.0 106平方厘米/ s，这是有机小分子。混合段的通道宽度为50流明。因此，总混合时间，通过扩散?L2 / 5秒。在实验中，在通道的流量设置为60 LL /小时;混合横截面面积是50流明10流明，因此流动速度 - 性约3毫米/秒。通过扩散充分混合，混合通道的长度设置为15毫米。我们使用图像J(图像处理程序)，分析在通道的强度分布。图1b显示荧光组合ING在前面，中间和结束的混合区的显微照片。图1C是对应的图中标记的白色光的荧光强度。 1B。混合过程后，在微腔区域的主要通道的强度仍然甚至。 当混合溶液通过微腔区域流动，溶质扩散的主要通道和微腔之间的交流。由两种溶液注射速度的比例控制，微腔的溶质浓度可以控制通过交换在微腔区域的主要通道。 3。结果与讨论 3.1。浓度控制在微腔面积与可编程注射泵的主渠道 荧光素的荧光强度的变化被用来确定浓度变化的主渠道。我们投射在Inlet2在Inlet1 100 LM荧光，和DD-水。注射泵注射速度进行编程作为时间的函数图。 2A，使荧光素浓度在微腔区域的主渠道，应随时间变化图所示。 2B。图2c显示时，每个流量的持续时间(DT)被设置为5秒，15秒，60秒，120秒和1小时的浓度变化。 由于弹性连接管与PDMS，确保注射泵压力变化时流量变化的时期，将引入一个延迟时间的流动。如果持续时间(DT)小于延迟时间，会有一点反应亲 编程泵。图2c显示的主渠道集中展示一点反应注射速度改变时，每个速度保持5秒(DT)。恒久注射速度的持续时间较长，将有助于浓度浓度与注射速度的变化一致。几十秒钟，应该是最小的DT，使系统按照设计PAT模式的浓度。 DT设置为120秒时，浓度在微腔区域的主要通道，是一个三角波。当DT是足够长的时间，每一个恒定的流速会造成浓度变化的主渠道的一个步骤。通过插入更恒久的注射速度和减少每个流率的持续时间，浓度的变化将更加顺畅，在最后的图图所示。 2C。 3.2。延迟的微腔中的浓度变化的主渠道 延迟时间的影响，引起弹性连接管与PDMS微腔的大小不同的是不同的。以确保浓度的变化是有效地控制编程注射泵，选择一个适当大小的微腔。在实验中，我们发现，有近边长100流明的期待变化的微腔中的浓度变化没有延迟。但它是为边长250流明的微腔不同的延迟时间是15秒，20秒，30秒，40秒时，DT是15秒，30秒，60秒，120秒。相应阶段的差异是关于P / 4，P / 6，P / 8 p/12。 我们还进行了计算机模拟，并与实验数据进行比较。在模拟中，我们研究了100流明和250流明的边长的微腔中浓度的变化与DT 15秒，30秒，60秒，120秒(补充TARY材料所示)。仿真结果表明，边长100流明的微腔中的浓度变化与期待的变化几乎相同。在边长250流明的微腔中，拖延时间是15秒，25秒，35小号，40秒时，DT是15秒，30秒，60秒，120秒，分别。所有这些结果是一致的，用了实验观察，见图。 3。我们因此刀豆包括微腔较大，输入信号和微腔反应之间的相位差异会更大;和较大的DT，这个阶段的差异会更小。 3.3。浓度的空间不均匀的微腔 由于溶质扩散的主要渠道，通过连接微腔，应该是DIF内的微浓度的差异。浓度(DC)的平均浓度(C)的标准偏差的表达式被用来说明在microcavi的非均匀程度。正如图所示。 4A，DT 60秒，我们发现的荧光浓度保持在100流明大小的正方形微腔，大多数甚至，DC /约0.03整个期间。但直流/ C是近250流明大小的微腔中的0.08。正如图所示。 4B，用相同的150流明大小的微腔，DC /从0.038减小到0.028时，DT是从15秒提高到120秒。这个DC /作为一个功能或大小的微腔的趋势是由我们的计算机模拟证实，见图。 4。直流/ C的实验结果的数量是多一点，这可能是由CCD噪声引起的模拟较大。 3.4。在控制浓度环境中的细胞培养 来评估我们的系统，我们文化芽殖酵母细胞作为时间函数的控制与营养液浓度的微腔设备，并按照几个小时的生长状况。媒体10,的浓度(SC他，浦)注射在Inlet1和DD-水在Inlet2。改变比例 G.硅等。微电子工程/ 87(2010)793-797 795 图2。在微腔区域的主要渠道:(一)作为时间函数的注射泵注射速度的浓度变化。一个周 期分为八个步骤，一个步骤对应一个DT。在每一步中，DD-水和荧光的速度之和等于60 LL /小时;(二)荧光素的的期待浓度变化中的微腔的主渠道与不同DT响应随时间的主渠道(三) 。对于每个子画面中，我们捕捉的画面每隔5秒的主渠道，并使用图像分析的强度J。 每5小时注射速度控制浓度下降8,至4,和2,，显示在图中的主渠道。 5A。 150流明大小的正方形微腔被用来确保 有足够的空间细胞生长[4]。每小时计算，在选定的5腔细胞的生长曲线图。 5A。细胞数量增加(DN)，(持续时间在5小时 图3。在不同大小的微腔与不同的DT(100流明和250流明)的浓度变化。 796 G。硅等。 /微电子工程87(2010)793-797 图4。集中分布在微腔:(一)与DT = 60秒的微腔的大小不同的浓度分布。 (b)在不同的DT 150流明微腔浓度分布:(1)15，(2)30，(3)60(4)120秒。 图5。细胞在不断变化的环境中成长率:(一)细胞的增长曲线在五个独立的商会。 (插图)在差异时间的中等浓度的变化(C0意味着SC介质和C的含量是指稀释浓度);(b)在5小时的平均增长率。 每个浓度超过总细胞数(N)的时间)被用来说明细胞的生长率。正如图所示。 5B，细胞数量增加，在5 h时浓度分别为8,，4,和2,，5.5，1.4和0.07倍。 在这个例子中，因为在芽殖酵母细胞周期约2小时，我们每个浓度5小时的时间。这个控制系统仍然应该有效地处理与其他更快的生物过程研究细胞刺激。 4。结论 我们提出了一个简单的 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 ，通过编程泵系统温度自动控制在微腔环境。我们的性格在不同大小的微腔三角形信号响应时间。此外，在微腔的几何分布表现。这个控制系统应该是能够控制的其他细胞培养体系的微环境，以及微腔系统。它可能会推动细胞培养或高通量细胞分析系统的自动控制。 致谢 作者要感谢Y.G.王为有用的建议。这项工作是由部科技ENCE和技术在中国，中国自然科学基金(10634010，10704002和10721403)的部分支持。 附录A补充材料 与本文相关的补充数据可以发现，在网上的版本，DOI:10.1016/j.mee.2009.11.090。 参考文献 [1] K.R.国王，S.H. A.王D. Irimia，Jayaraman，M.墨粉，M.L. yarmush，实验室芯片(2007)77。 G.硅等。微电子工程/ 87(2010)793-797 797 [2] Groisman，C.路宝，H.赵，J.K. campbel，S.杜福尔，上午史蒂文斯，A. [5] C.X.罗，X.J.朱余吨，X.J. Y.陈，罗，欧阳问，H.姬，生物技术和 levchenko，纳特。冰毒。 2(2005)685。生物工程(2008)101 190。 [3];山村，H.岸，Y. Tokimitsu，与近藤，R.本田SR饶，M.大森，E. [6]昂格尔文学硕士，H.P. A.周，T.托森，舍雷尔，S.R.地震，科学288(2000) 田宫，A. Muraguchi，分析化学77(2005)8050。 113。 [4] C.X.罗，H.李，C.Y.熊X.L.彭，Q.L. Y.陈，寇，H.姬，问欧阳，[7] A.R.惠勒，W.R. Throndset，上午利奇，R.N.杰尔，Y.H.辽，K.法雷尔L.D. 9(2007)573生物医学Microdevices公司。马槽，A. Daridon，分析化学75(2003)3581。