Anwendung des Leistungsverstärkers beim Testen mikrofluidischer Chips

Name des Experiments: Anwendung eines Leistungsverstärkers beim Testen mikrofluidischer Chips

Forschungsrichtung: mikrofluidischer Chiptest

Inhalt des Experiments: In diesem Experiment wurden Metaboliten-Aminosäuren als Forschungsobjekt genommen, um die Eigenschaften von in Mikrotröpfchen eingebetteten Hautverbesserungs-Aminosäuren zu untersuchen.

Ziel des Experiments: Die Untersuchung der Eigenschaften des in Aminosäuren eingebetteten Mikrotröpfchens legt eine Grundlage für das mikrofluidische Tröpfchen-Chipsystem für den Aminosäurenachweis, das Hochdurchsatz-Screening und die gerichtete evolutionäre Transformation der entsprechenden Produktionsstämme.

Experimentierausrüstung: Laser, Fokussierobjektiv, Hochgeschwindigkeitskamera, Filter, Photomultiplier, Datenerfassungskarte, ATA-7010-Hochspannungsverstärker, Mitos-Druckpumpe, Siliziumchip, SU-8 2025-Kleber, Plasmareiniger, Homogenisator, Heiztisch, UV-Lithographie Maschine, mikrofluidischer Chip, PDMS.

Versuchsprozess:

（1）Konstruktion eines integrierten Steuerungssystems für einen mikrofluidischen Tröpfchenchip

Der Laser emittiert bei einer Wellenlänge von 532 nm, und der Laser passiert den Filter, um Störungen zu entfernen, und fokussiert dann auf den Detektionspunkt des mikrofluidischen Chips. Wenn das mit fluoreszierendem Material eingebettete Mikrotröpfchen den Detektionspunkt passiert, wird es angeregt, Fluoreszenz zu erzeugen, und die Fluoreszenz erreicht das Spektroskop, nachdem sie durch das Fokussierobjektiv fokussiert wurde. Ein Teil der Fluoreszenz wird über ein Spektroskop an eine Hochgeschwindigkeitskamera übertragen, um den Fluss der Tröpfchen in Echtzeit zu überwachen. Der andere Teil der Fluoreszenz wird von der Photomultiplier-Röhre (PMT) durch den Filter empfangen, und das Fluoreszenzsignal wird in ein Spannungssignal umgewandelt, das von der Datenerfassungskarte erfasst und von der LabVIEW-Software analysiert wird. Der Hochspannungsverstärker wird für die verwendet Ablenkung des Mikrotröpfchens. Wenn das Erkennungssignal des Ziel-Mikrotröpfchens den für die Sortierung eingestellten Schwellenwert überschreitet, legt die Analysesoftware die Ablenkspannung über den Hochspannungsverstärker und die Elektroden auf dem Mikrofluidik-Chip an das Mikrotröpfchen an. Aufgrund der Wirkung der dielektrischen elektrophoretischen Kraft werden die Zieltröpfchen umgelenkt werden und zum Sortierkanal fließen, um gesammelt zu werden.

Versuchsergebnis:

(1) Der Durchmesser des erzeugten Mikrotröpfchens ist kontrollierbar, die Größe ist einheitlich und stabil, das Reaktionssystem im Mikrotröpfchen ist klein und es können viele Reagenzien eingespart werden.

（2） Die Mikrotröpfchen können lange Zeit stabil sein, um die Zeitanforderungen der Reagenzreaktion oder Zellkultur zu erfüllen.

(3) Das eingebettete Material des Mikrotröpfchens existiert stabil im Testmikrotröpfchen, und es gibt keine Kreuzkontamination zwischen den Mikrotröpfchen, was die Fluoreszenzdetektion und Sortierung des Mikrotröpfchens im späteren Stadium nicht beeinträchtigt.

(4) Der Siebfluss von Mikrotröpfchen betrug bis zu 600 Tröpfchen pro Minute. Diese Experimente bieten die Möglichkeit des Hochdurchsatz-Screenings zum Nachweis und zur Analyse zellulärer Sekrete wie Enzyme und Aminosäuren sowie das Screening entsprechender Produktionsstämme und legen den Grundstein für die Anwendung von Tröpfchen-Mikrofluidik-Chips in der gerichteten Evolution.

Die Leistung des Verstärkers im Experiment: Anlegen einer Ablenkspannung an das Mikrotröpfchen, Verwendung zum Ablenken von Mikrotröpfchen.

Der Grund für die Wahl des Verstärkers: Bandbreite und Verstärkung entsprechen den Anforderungen und das Ergebnis des Experiments ist stabil.

Parameter und Aussehen von ATA-7010:

ATA-7010 ist ein idealer Einkanal-Hochspannungsverstärker, der AC- und DC-Signale verstärken kann. Maximale Ausgangsspannung 2kVp-p (±1kVp); Ausgangsspitzenstrom 40 mAp, passend zum Mainstream-Signalgenerator, realisieren eine perfekte Signalverstärkung.