FluoSurf 4%(w/w) in HFE7500表面活性剂连续油相
4% (w/w) FluoSurf premixed in HFE 7500 was donated by Emulseo (France) and used for initial optimization experiments.
Pump-free and high-throughput generation of monodisperse hydrogel beads by microfluidic step emulsification for dLAMP-on-a-chip
通过 dLAMP-on-a-chip 的微流体分步乳化，无泵且高通量地生成单分散水凝胶珠。
阶梯乳化（Step emulsification - SE）通过限制的急剧变化产生液滴，已成为流动聚焦技术的潜在替代方案。 水/分散相通过浅入口通道连续泵入预先填充有油/连续相的深室中。 由于需要一个或多个泵来维持液滴生成的连续流动，以及随之而来的高样本量的使用，限制了该技术仅适用于研究实验室。 在这里，我们报告了一种无泵 SE 技术，可使用 <40 μl 的样品体积快速、高通量地生成单分散水凝胶（琼脂糖）珠。 我们没有使用注射泵，而是依次将油和液体琼脂糖移入微流体 SE 装置中，在约 2 分钟内生成 20000 至 80000 个琼脂糖珠。 我们还演示了在这些珠子形成时将环介导的等温扩增混合物封装在这些珠子内。 最后，我们使用这些珠子作为反应室，在其中扩增恶性疟原虫和 SARS-CoV-2 的核酸。 无泵操作、微小的样品量以及 SE 产生的高通量液滴使我们的技术适合即时诊断。
Pump-free and high-throughput generation of monodisperse hydrogel beads by microfluidic step emulsification for dLAMP-on-a-chip
Jijo Easo George, Riddha Manna, Shomdutta Roy, Savita Kumari, Debjani Paul
bioRxiv 2023.03.12.532292; doi: https://doi.org/10.1101/2023.03.12.532292.
采用HFE Novec 7500 (3m，美国)含1.8% FluoSurf表面活性剂(Emulseo，法国)的氟化油为连续相，水溶液为分散相形成液滴。表面活性剂用于稳定液滴界面，防止液滴在重新注入芯片时破裂或合并。
利用光学吸光度在kHz速率下对微流体液滴进行声学分选
液滴微流控技术使人们能够满足日益增长的筛选大型生物样本库的需求。吸光度光谱通过无标签目标识别补充了荧光检测的黄金标准，并提供了更多的可量化数据。然而，这受到速度和灵敏度的限制。在本文中，我们通过加入声流体来提高分选速度，实现了1 kHz的目标液滴分选率。我们改进了微流控PDMS光聚焦准直装置的吸光度检测装置设计，利用集成透镜对样品进行基于纤维的问询。这种光学改进减少了散射和折射伪影，提高了信号质量和灵敏度。这种新颖的设计使我们能够克服基于介电分选的限制，例如液滴大小依赖性，样品的材料和介电性质。我们的声波激活吸收分选机消除了对偏移染料或匹配油的需求，并且比当前的吸收分选机更快地进行分类。
Monodisperse water-in-oil droplets were generated by mixing the aqueous samples and the continuous phase (fluorinated oil Novec 7500, 3M + 1% (w/w) fluorosurf, Emulseo) on chip.
将含水样品与连续相(含氟油Novec 7500, 3M + 1% (w/w) fluorosurf表面活性剂, Emulseo)在芯片上混合，形成单分散的油包水液滴。
Rondelez Y, Gines G. Multiplex Digital MicroRNA Detection Using Cross-Inhibitory DNA Circuits. ACS Sens. 2020 Aug 28;5(8):2430-2437. doi: 10.1021/acssensors.0c00593
交叉抑制DNA电路的多重数字MicroRNA检测
microRNAs是真核生物中普遍存在的转录后调节因子，目前正成为生理和病理过程中有前途的生物标志物。microRNA的多重和数字检测代表了在临床环境中使用microRNA签名的主要挑战。由于需要热循环和逆转录步骤，经典的逆转录聚合酶链反应定量方法具有重要的局限性。已经提出了更简单的等温替代方案，但没有一个可以同时适应数字和多路格式。这要么是因为缺乏灵敏度，无法进行单分子检测，要么是因为分子串扰反应导致非特异性扩增。基于超灵敏的等温扩增机制，我们提出了一种抑制串扰反应的策略，允许对microRNA靶标进行稳健的等温和多重检测。我们的方法依赖于与抑制非特异性信号放大的DNA编码抑制剂相互连接的靶标特异性DNA电路。我们展示了一步，等温，数字和同时定量的各种重要的microRNA目标对。
The continuous phase is composed of fluorinated oil (Novec-7500, 3M) containing 1% or 4% (w/w) fluorosurfactant (Fluosurf, Emulseo, France) for isothermal amplification and PCR amplification, respectively.
连续相由含1%或4% (w/w)氟表面活性剂(Fluosurf, Emulseo, France)的氟化油(Novec-7500, 3M)组成，分别用于等温扩增和PCR扩增。
Roberta Menezes; Adèle Dramé-Maigné; Valérie Taly; Yannick Rondelez; Guillaume Gines, Streamlined digital bioassays with a 3D printed sample changer, Royal Society of Chemistry (RSC), Analyst, 2020,145, 572-581. DOI: 10.1039/C9AN01744E.
3D打印的样品转换器进行的流线型数字生物实验
基于微滴的微流体已经渗透到生命科学的许多领域，包括生物化学、生物学和医学。油包水液滴作为独立的飞升到纳升的储层，以最小的样品输入实现(生物)化学反应的并行化。在液滴微流控的应用范围中，利用泊松分离隔间中的单分子进行生物分子的数字检测，由于这些方法的高精度、灵敏度和鲁棒性而受到了相当大的关注。然而，虽然液滴通量可以非常高，但与基于孔板的分析相比，这些方法的样品通量较差。这种限制来自于必须将每个样品独立地转化为单分散乳液。本文报告了一种通用装置，该装置使用单个微流控芯片对多达15个样品进行快速顺序划分。3D打印的样品转子装载了所有样品并连接到压力源。然后使用简单的磁驱动将样品注入微流控芯片中，而不会造成压力中断。这个过程产生单分散液滴具有高样品到样品的一致性。我们还描述了一种荧光条形码策略，允许所有样品同时收集，孵育，成像和分析，从而显着减少化验的时间。作为一个应用实例，我们在不到2小时的时间内对8个样本的DNA扩增子进行了液滴数字PCR定量分析。我们进一步验证了我们的方法，证明了使用等温核酸扩增化学方法对来自人类样本的11个microRNA进行平行定量。作为一个片外装置，样品转换器可以连接到各种微流体几何形状，因此，用途广泛。
FluoSurf (2%, w/w) in HFE 7500 含氟表面活性剂
Zhu B, Du Z, Dai Y, Kitguchi T, Behrens S, Seelig B. Nanodroplet-based reagent delivery into water-in-fluorinated-oil droplets. ChemRxiv. Cambridge: Cambridge Open Engage; 2023;
体外区隔化是一种生成油包水微滴的技术，用于建立基因型(DNA信息)-表型(生物分子功能)连锁，这是许多生物学应用所需要的。近年来，由于氟化油具有较好的生物相容性，在微滴制造中得到了越来越广泛的应用。然而，需要在含氟水的油微滴中添加试剂来进行多步反应是困难的。芯片上的微滴操作通常用于此目的，但它可能遇到一些技术问题，即低通量或将试剂递送到不同的微滴中有时间延迟。因此，我们评估了采用基于纳米液滴的方法使用铜离子和中等大小的肽(2 kDa)分子来解决这些问题的可行性。
with 2% w/w Fluosurf in HFE-7500 表面活性剂 (Emulseo, Pessac, France)
Bakal, K.J.; Pollet, A.M.A.O.; den Toonder, J.M.J.; Wyss, H.M. Single Hydrogel Particle Mechanics and Dynamics Studied by Combining Capillary Micromechanics with Osmotic Compression. Gels 2023, 9, 194. https://doi.org/10.3390/gels9030194
水凝胶对外部刺激表现出非常复杂的反应，并表现出丰富的力学行为。以往对水凝胶颗粒力学的研究一般集中在它们的静态响应上，而不是动态响应上，因为在微观尺度上测量单颗粒响应的传统方法无法容易地测量随时间变化的力学。在这里，我们研究了单批聚丙烯酰胺(PAAm)颗粒的静态响应和随时间变化的响应，通过结合直接接触力，使用毛细管微力学，一种方法，其中颗粒在锥形毛细管中变形，渗透力由高分子量葡聚糖溶液施加。我们发现，与水相比，暴露于葡聚糖的颗粒的静态压缩和剪切弹性模量更高(KDex≈63 kPa vs. Kwater≈36 kPa, GDex≈16 kPa vs. Gwater≈7 kPa)，从理论上讲，我们认为这是内部聚合物浓度增加的结果。对于动力响应，我们观察到令人惊讶的行为，不容易解释的孔弹性理论。与悬浮在水中的粒子相比，暴露在葡聚糖溶液中的粒子在外力作用下的变形速度更慢(τDex≈90 s vs. τwater≈15 s)，理论期望与之相反。然而，我们可以通过考虑葡聚糖分子在周围溶液中的扩散来解释这种行为，我们发现葡聚糖分子在悬浮在葡聚糖溶液中的水凝胶颗粒的压缩动力学中起主导作用。
the device is first entirely filled with oil (FC40, 3M) containing 0.5% surfactant (FluoSurf 表面活性剂, Emulseo, France).
Lena Le Quellec, Andrey Aristov, Salomé Gutiérrez Ramos, Gabriel Amselem, Julia Bos, Zeynep Baharoglu, Didier Mazel, Charles N. Baroud, Measuring single-cell susceptibility to antibiotics within monoclonal bacterial populations, bioRxiv 2023.03.08.531654; doi: https://doi.org/10.1101/2023.03.08.531654.
鉴于抗菌素耐药性的出现，了解细胞群体对抗生素反应的异质性至关重要。因为药物可以施加选择压力，导致抗性表型的出现。迄今为止，无论是整体方法还是单细胞方法都无法将单细胞易感性的异质性与人群对抗生素的反应联系起来。在这里，我们提出了一个平台，通过使用锚定微流体滴和图像和数据分析管道，测量单个大肠杆菌细胞在不同环丙沙星浓度下形成小菌落的能力。微流控结果与抗生素敏感性的经典微生物学测量结果进行了基准测试，显示池微流控芯片与重复的批量测量结果之间的一致性。此外，单细胞形成菌落的实验可能性用于提供概率抗生素敏感性曲线。除了概率观点外，微流控格式还可以随着时间的推移对大量单个细胞的形态特征进行表征。该管道可用于比较不同菌株对具有不同作用机制的抗生素的反应。
Novec-7500 (3 m) containing 2% w/w Fluosurf surfactant (Emulseo) 表面活性剂/微液滴生成油
Simon Dumas; Mathilde Richerd; Marco Serra; Stéphanie Descroix, Magnetic Microtweezers: A Tool for High‐Throughput Bioseparation in Sub‐Nanoliter Droplets, Adv. Mater. Technol. 2023, 8, 2200747. DOI: 10.1002/admt.202200747.
磁性微镊子:用于亚纳升液滴高通量生物分离的工具
液滴微流体技术彻底改变了单细胞分析领域。高通量生产微液滴允许在微室内快速分离单个细胞，然后进行不同的分析过程。然而，某些操作，如液滴的物理分离，仍然难以在高通量和单细胞水平上实现，但对于目前正在扩展的多组学技术来说，这将是非常有价值的，其中涉及到几种生物分子模式。这项工作提出了一种基于微加工NiFe结构的方法，磁性微镊子，从亚纳升液滴的连续流中捕获和提取磁性颗粒，并实现了单细胞液滴的物理分离。利用物理模型，模拟和实验，提供了复杂颗粒提取过程的全面描述。经过优化，磁性微镊子提供了前所未有的颗粒提取性能，可以从500 pL液滴中提取高负载(10-20 ng)的磁性颗粒，在20 Hz下捕获率接近100%。为了评估单细胞分析的适用性，进行mRNA提取。结果表明，从含有纯化核酸的液滴中提取mRNA的特异性回收率约为72%，从单细胞中提取mRNA的特异性回收率为43%。总的来说，这种方法可以实现高效的物理分离，与现有的基于液滴的高通量单细胞工作流程兼容。
FluoSurf (2%, w/w) in HFE 7500 表面活性剂/微液滴生成油 (Pessac, France).
Zhu B, Du Z, Dai Y, Kitguchi T, Behrens S, Seelig B. Nanodroplet-based reagent delivery into water-in-fluorinated-oil droplets. ChemRxiv. Cambridge: Cambridge Open Engage; 2023;
体外区隔化是一种生成油包水微滴的技术，用于建立基因型(DNA信息)-表型(生物分子功能)连锁，这是许多生物学应用所需要的。近年来，由于氟化油具有较好的生物相容性，在微滴制造中得到了越来越广泛的应用。然而，需要在含氟水的油微滴中添加试剂来进行多步反应是困难的。芯片上的微滴操作通常用于此目的，但它可能遇到一些技术问题，即低通量或将试剂递送到不同的微滴中有时间延迟。因此，我们评估了采用基于纳米液滴的方法使用铜离子和中等大小的肽(2 kDa)分子来解决这些问题的可行性。
