您的“微流控”理想光源——来自各地权威实验室的案例介绍

 

您的“微流控”理想光源

来自世界各地权威实验室的案例介绍

什么是微流控？

微流控，又被称作芯片实验室或者微全分析系统。您可以想象在化学、医学以及生物研究中涉及到的样品制备、反应、分离、检测等操作步骤都集中在一块微米尺度的芯片上自动完成吗？微流控技术是指在至少有一维为微米甚至纳米尺度的低维通道结构中控制体积为皮升至纳升的流体进行流动并传质、传热的技术。由于通道尺寸很小，样品的消耗量很少，节约了能源的同时也提高了反应速度，实现微型化、自动化、集成化以及便携化的同时也具有高通量的特点。而来自Lumencor的LED白光光源SOLA系列，也在这个微“舞台”上占有一席之地。

实验案例1

同时激发四种荧光蛋白酶底物，用于检测多重基质金属蛋白酶（MMP）活性

来自新加坡—麻省理工学院研究与技术联盟以及新加坡国立大学的Ee Xien Nga , Myat Noe Hsua , Guoyun Sunb 和 Chia-Hung Che发表了一篇名为”Single-cell assays using integrated continuous-flow microfluidics”的文章。一种可用于生成和检测含有单细胞和FRET底物液滴的交叉结构微流控芯片在这篇文章中被构建。为细胞检测提供了高通量并且非侵入式的全新可能性。在微流控芯片的光学检测系统中，Lumencor的LED白光光源SOLA SE-II型被用于同时激发和测量四种不同波长的荧光信号。并通过多荧光检测单元以及PMT模块转化为电压信号，输出电脑后对多种蛋白的活性进行分析。

参考文献：

Ng E X, Hsu M N, Sun G, et al. Single-cell assays using integrated continuous-flow microfluidics[M]//Methods in Enzymology. Academic Press, 2019, 628: 59-94.

实验
案例2

表征高速脉动流体流动的粒子条纹测速法

莫格里奇研究所的科学家Tongcheng Qia, Daniel A. Gil, Emmanuel Contreras Guzman等开发了一种结合了高速微流控的可调节泵（Adapt-Pump）平台，并发表论文“Adaptable pulsatile flow generated from stem cell-derived cardiomyocytes using quantitative imaging-based signal transduction”。内皮细胞(EC)在体内持续暴露于血液流动的机械微环境中，而流体剪切应力在EC行为中起着重要作用。通过定量成像的信号转导从人多能干细胞衍生的心脏球体（CS）中生成脉动流。该脉动流可以复制独特的CS收缩特性，准确地模拟对临床相关药物的反应，以及脉动流对EC分化和形态的影响。作者巧妙地通过荧光珠来表征流体剖面和剪切应力，以Lumencor的LED白光光源SOLA FISH（Ex/Em 480/520nm）作为荧光显微镜的照明以及激发光源。并最终通过条纹测量提供流体在不同深度和压力下的瞬时速度和剪切应力，从而更好地模拟内皮细胞在体内所受到的机械刺激。
 

参考文献：
Qian T, Gil D A, Guzman E C, et al. Adaptable pulsatile flow generated from stem cell-derived cardiomyocytes using quantitative imaging-based signal transduction[J]. Lab on a Chip, 2020, 20(20): 3744-3756.

实验
案例3

利用三色荧光编码法在纳升液滴中鉴定微生物菌株

由麻省理工的科学家们Jared Kehea, Anthony Kulesaa, Anthony Ortizc等的文章 “Massively parallel screening of synthetic microbial communities”介绍了一种名为kChip的液滴微流控平台，可以快速、大规模地构建和筛选合成微生物群落。其中整套荧光图像采集系统是由尼康的Ti-E的倒置荧光显微镜、Lumencor的LED白光光源SOLA以及滨松的ORCA-Flash 4.0 CMOS相机。Lumencor的LED光源不仅仅起到对液滴进行照明作用，也同时起到荧光激发作用，图像可以在多达四个荧光通道上拍摄，为高通量下评估不同微生物菌株组合的功能性。

参考文献：

Kehe J, Kulesa A, Ortiz A, et al. Massively parallel screening of synthetic microbial communities[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2019, 116(26): 12804-12809.

实验
案例4

基于链长的细菌微流控分选延时成像

来自隆德大学Jonas O. Tegenfeldt教授课题组的这篇发表于Analytica chimica acta的论文“Separation of pathogenic bacteria by chain length”介绍了一种利用确定性侧向位移分选（DLD）的微流控技术来分离具有不同致病性的人类细菌病原体链球菌肺炎的方法。对于人类细菌病原体肺炎链球菌，细菌链长度和荚膜的存在是已知的毒力因素，具有引起严重疾病的能力。在实验中Lumencor的LED白光光源SOLA与尼康Eclipse Ti以及TS2倒置显微镜搭配使用，在GFP荧光蛋白的帮助下，对有荚膜肺炎链球菌D39 (血清型2)和无荚膜肺炎链球菌R6细胞的运动轨迹进行观察，并通过荧光和明场图像进行对比与识别。

参考文献：

Beech J P, Ho B D, Garriss G, et al. Separation of pathogenic bacteria by chain length[J]. Analytica chimica acta, 2018, 1000: 223-231.

实验
案例5

光谱编码的镧系纳米粒子(LNP)的成像

斯坦福大学Polly M. Fordyce教授课题组发表在Nature methods上的文章“A bead-based method for high-throughput mapping of the sequence- and force-dependence of T cell activation”介绍了一种名为BATTLES的新技术。该技术利用了生物机械力来启动T细胞触发的方法，进一步筛选能够诱导强烈T细胞反应的pMHC复合物。而这提供了一种简单、高通量、可调节的方法来模拟生理条件下T细胞识别抗原的过程，并为研究T细胞机械生物学和T细胞为基础的免疫治疗提供了新的工具。在筛选过程中通过光谱编码来标记与展示不同的pMHC复合物，可以在一个实验中同时检测多种pMHC复合物对T细胞的影响。光谱编码是一种利用镧系元素发出的不同波长的荧光来标记珠子的方法，每种pMHC复合物都对应一个特定的光谱编码。文中选择了Lumencor的LED白光光源SOLA作为光谱编码的镧系纳米粒子的成像的照明以及激发光源。

 

参考文献

Feng Y, Zhao X, White A K, et al. A bead-based method for high-throughput mapping of the sequence-and force-dependence of T cell activation[J]. Nature Methods, 2022, 19(10): 1295-1305.

SOLA能带给
你什么？
 

Lumencor的SOLA系列的LED白光光源可以很好满足在微流控中的多种运用。
SOLA系列的LED白光光源容易集成，方便匹配主流品牌的显微镜。
SOLA系列的LED白光光源具有高亮度与高稳定性，高效照明有助于形成高对比度与分辨率的图像，照亮您高通量测试下的每一处细节，保证实验的一致性。
SOLA系列的LED白光光源具有多种型号可选，针对DAPI、GFP/FITC、YFP、Cy3、mCherry、Cy5 等光谱相似的荧光团起到激发作用。同样也有针对细胞遗传学检测实验中荧光原位杂交（Fluorescence in situ hybridization，FISH）对475-600nm区域进行输出的SOLA FISH型号。以及提供最广泛光谱覆盖范围，用于激发荧光团（Cy7和ICG）近红外输出的LED白光光源SOLA V-nIR 和 U-nIR。满足您各种所需波长的需求。

Lumencor的LED白光光源拥有精确控制的快速调节，可以对光源的输出功率进行调节。LED光源所产生的热辐射较低，不会对于微流控反应器产生过多的热量影响，从而保证反应的精度和稳定性。SOLA系列的LED白光光源耗电量较低，即开即用，较长的使用寿命可以助您实验屡创突破。