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| 前线的挠性油管系统已经用于试剂和生物沉积 | |||
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分发技术submicroliter范围内运作。 第一步是选择一个接触和非接触模式配制试剂。 传统contact-based销印刷可以存款picoliter卷或更高版本根据销类型。 虽然使用毛细管硅销比传统的金属针,允许更好的简历仍硅风险损害了衬底表面接触。 另一个联系方法是前线技术BioDot Inc .(欧文,CA),这是对衬底表面的危害较小。 前线技术拖一个灵活的超小型电子管,半月板在衬底。
无触点调剂选项包括声学、压电或喷墨配药。 声滴调剂使用聚焦声束喷射控制液滴从开放池的液体。 当声束罢工液体表面时,压力使液体上升液滴中断。声配药支持分发量极低,小于1 pl /液滴。
压电配药100 pl低收益率卷只应用在高频电压范围的陶瓷或压电元素接触玻璃喷嘴。 当前导致陶瓷合同,合同也导致玻璃喷嘴。 结果是单个液滴的喷射(见 图2 )。 压电配药受到应用电压、脉冲宽度和频率。 这些参数的变化会影响分配的结果。 例如,sciFlex压电配药系统Scienion AG(柏林)附近的压电晶体安装玻璃毛细管(参见图3)。这附近的压电元素分配统一行动和液滴喷射。
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喷墨打印或发现涉及到使用一个压力源(液压或气动)和microsolenoid阀前下降。 阀门是打开和关闭程序在压力源的压力下,导致滴被驱逐。 例如,BioJet加上BioDot是一个定量,修改喷墨打印液滴的机制只低微升范围。 BioJet加上技术结合高分辨率的注射泵作为液压源驱动配药microsolenoid阀,和x - y运动耦合同步分配(见 图4 )。 5 - 8
BioJet加上技术还可以处理许多试剂,包括一系列的流体性质。 等生物传感器生产、试剂包括缓冲区、抗体、酶和细胞。 在一些新型传感器、生物耦合的珠子,玻璃、高分子涂料作为保护剂或过滤表面。
表一( 点击放大 )值是相对荧光单位(RFU)在96 - 96板,问fluorescein-labeled PBS的分配在一个分配程序。 意味着活动为每一行显示在右列。 平均值,标准偏差(STD)和百分比变异系数(CV)对整个板底部显示。 统一的分配由小%表示简历。
BioJet加上不同的体积从10问4?l为一个单一的分配。 由于它的非接触大自然,它可以分发高密度板(如。 3456 - microwell板井距为1.125毫米)或专有的生物传感器目标microwells格式。 BioJet加上也可以存款试剂送气音/分发或continuous-dispense模式。 这个选项取决于应用?阳离子和生产规模。 典型的简历BioJet加20问小于10%;随着分发体积的增加,简历减少到大约4%或更少(见表 我 和 二世 )。
数量和位置精度
表二。 ( 点击放大 CVs)相对荧光单位用来计算板和分配卷。
健壮的配药的流体在低卷是一个技术要求的过程,需要严格控制多个变量。 的主要因素和系统组件准确和可再生的容量分配如下:分发器,环境,系统中的液体,目标衬底,编程设计,流程设计,分发器清洁和维护。
脱气液体是为确保一致的一个重要组成部分,高质量的调剂。 液压驱动系统,循环加压和减压(阀门开度)国家之间不断产生泡沫。 虽然脱机脱气是有帮助的,但并不能阻止泡沫从改革。 9
维护所需的稳态压力BioJet技术需要,BioDot集成方法实现高效脱气flow-thru真空室,或脱气装置。 该室包含一个非晶全氟共聚物(聚四氟乙烯房颤)脱气膜。 透气型薄膜受到外力作用,不断排放minivacuum酉聚四氟乙烯隔膜泵。 这种脱气方法减少了水的溶解氧从7 - 8 ppm完全充气后3 - 4 ppm解决方案通过脱气室。 几个真空脱气模块可以安装在一个系统并行。 这种脱气技术也消除了脱气离线之前任何所需的时间分配实验。
图5。 ( 点击放大 )(一)生物传感器的结果表印有BioJet加上技术。 (b)特写照片的生物传感器。 (c)生物传感器的放大照片表强调现场形态和排列。
表我 基于相对荧光显示了简历数据单元(RFU)96分配100问的荧光素钠。 表二世 和 图5 显示从288000年生产运行的分配结果。 使用十30×40-cm表,该生产运行在每个分配表28800年phosphate-buffered盐水滴蓝色染料(100 nl)。 图5一个 在一张显示28800年分配; 图5 b 是表的一个象限的特写镜头,然后呢 图5 c 进一步的细节特写镜头显示一列分配突出点的一致性。
分配每个表上的28800点后,drop-to-drop简历和平均量测量基于RFUs(见 表二世 )。 288000年调剂后,整个简历很低(1.94%),和它改变了仅略从开始到完成的生产运行。 card-to-card变异性也统计方差分析显示的无意义(P = 0.01)板的简历。 此外,平均测量值体积密切匹配目标100 - nl体积。 确认的准确性是来自与荧光素的标准曲线。标准品
除了精密,准确数量,生物传感器生产需要位置精度高。 展示的位置精度和准确性BioJet加上技术、50点的数组产生的一系列20-nl分配进行了分析(见 图6 )。 产生这一形象,20问的去离子水分发水敏衬底。 未经处理的黄滑转蓝,当流体接触衬底。 该衬底扫描在600点每英寸平板扫描仪,和由此产生的图像与ImageJ软件分析了由美国国立卫生研究院(马里兰州贝塞斯达)。
点的分析质心(x和y坐标)可以确定位置精度和准确性。 重复性的中心也与直径均匀度和圆度的指数。 数组的数据 图6 平均标准偏差(SD)的位置19?m x方向的数组,和12?m在y方向。 平均每个点的绝对位置在12?m程序分发的位置。 图像分析程序还表明,液滴均匀区域和循环。 在高密度阵列形态学特征往往更重要,而不是具体的体积,本身。
生物传感器生产的最终要求是一个平台,能够满足生产和分配数量和位置精度和精度的要求。 例如,根据不同的生产方式和吞吐量需求,BioJet加上技术可以整合各种可用的平台。 等系统BioDot AD3400和连续在线网络系统,如BioDot RR4500可以用于研究和开发和扩展到生产(见图7和8)。组件(如航天飞机机制、视觉检测系统和条形码的读者也可以集成提供一个功能齐全的生产系统。
显示了典型的生产能力为一系列BioDot平台将BioJet加分发技术。 例如,使用中的AD3400批量生产模式,一个试管制造商可以预期大约?imately每年7000万个零件。 使用相同的分配技术,而是在一个在线连续生产模式,部分数量的增加,每年大约有2.4亿个零件。 在从研究和premanufacturing过渡到全面生产,唯一的变化是能力而不是核心配药技术平台。 这减少了扩大验证问题,使用相同的技术研究和生产。
本文解决的一些主要挑战生物传感器的开发和生产。 这些挑战的关键在于生产过程的可靠性和可伸缩性,反过来取决于产品的设计和制造。 与设备制造商从产品设计的早期阶段确保流程需求和生产设备匹配。
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