新微分配

微分配 生物医学应用 微分配 微分配概述 生物相容的高分子 生物体液 活性分子 混杂微分配 试剂 微分配概述 非接触式微分配系统提供准确的、高通量生物活性的流体沉积，应用于许多生物和生命科学领域。 高均匀度和体积小的压电液滴形成使改技术适合在高通量分析、MEMS和 BioMEMS)制造精密 微观结构和材料沉积的微观特征的建立,是其他方式所不能达到的。基于喷墨技术的沉积是灵活, 非接触式，不需要工具,是数据驱动的,印刷图案是直接从 CAD所得和并以数字方式存储。作为 浪费最少的添加制程,它是经济又环保。喷墨打印技术可以分配的液体球的直径在 15-200μm(2pl-5nl)，速度为每秒 0-25,000个按需液滴。压电分发技术是适用于范围广泛的材料, 如生物试剂、生物材料、生物相容性的高分子材料。 MicroFab喷头的液滴形成的顺序图（异丙醇，2000滴/秒）. 流体性质注意事项 一般用于压电喷墨装置的按需模式的流体性能要求如下:粘度= 0.5-40cp(牛顿);表面张力= 20-70 dynes /厘米。相关性质在这些范 围外流体可能打印，但是难度增加/性能下降(见图右侧)。左侧图 像的数字表明伴随着高频沉积低表面张力、低黏度溶剂的不稳定 的微喷。右侧图像显示了一种稳定的微喷，在相同频率使用较高 的表面张力和高粘度流体。极端值的组合可能也会有较差的性能。 如果流体需要加热或冷却,喷嘴有上述性能要求。粘度与表面张力 值的描述适用于特定的重力环境的流体 1。高密度流体如熔融金 属、上述值应该使用水的密度转换成运动学上的值。牛顿行为是 不严格要求,但在洞口流动条件下流体性质必须在上述范围。因此, 剪切稀化流体能有一个低剪切率，粘度远远大于 40cp。粘弹行为导致明显的性能问题。为了适 用于按需微喷，流体性质可通过改变溶质浓度和/或溶剂或通过增加粘度与表面张力改性剂来实 现，如油精,甘油,醇类和表面活性剂。 悬浮粒子也是可以接受的,只要粒子/团块的大小和密度不导致悬浮液分离，而使得流体性质超出 适用范围。这种微粒> 孔直径的 5%将导致液体生成的不稳定,但在低浓度是可以被接受的。然 而,微喷空闲时间里，粒子沉降问题有可能发生。就可能发生。 在微喷暂停的时间，液体中的聚合物型和蛋白质成分可能出现小孔周围的材料干燥和成膜问题。 这种成膜会导致微喷失败或不稳定。纠正的方法包括:在毗邻孔周围提高相对湿度,降低聚合物或 蛋白质物质的浓度,添加助润流体(油精,甘油)或利用高沸点溶剂。 MicroFab 已成功的微喷了多种的生物学相关的流体和示剂。 生物相容的高分子材料 生物聚合物的微喷在组织工程领域中都可以加以应用,药物递送,如细胞附着位点的建立，组织工 程支架,喷涂和药物传递系统中的药物释放。高分子材料也可以创建和/或修改载体结构,例如高分 辨力下提高粘连/润湿或排斥/不润湿。 示例：包含不同浓度聚合物的丙烯酸铵凝胶垫，打印在玻璃表面，直径 450um; 开始 UV聚合。 聚苯乙烯底板上微喷印制得到的 50um宽的聚乙烯（乳酸） (PLLA聚乳酸) . 右图的套印能用于 打印分层结构。 如上图,基于MicroFab技术，使用医用可降解聚合物和单通道微喷装置制成的纤维。(US Patent Pending)。 习惯上,聚合物纤维通过润湿或融化挤压工艺制成。微喷过程是数字控制,所见即所 得的. 上图所示，用于神经再生移植的医用可降解聚合物导管 Poly(lactic-co-glycolic acid) 。导管包含 更硬的聚合物配方组成的肋骨，喷在下面的柔软内壳体里。肋骨是用来改善导管移植时的抗压性。 该导管能和生长调节剂（NGF）一起使用来引起种子细胞的神经突之延展。 左图 - 3:1(w:w) PLGA 溶液(85:15 PLA to PGA) 和紫杉醇在 1,2 二氯乙烷微喷的微球; 中图: 将 PLGA / 紫杉醇溶液 分配至 0.1% (w:v) 聚乙烯（乙烯醇) (聚乙烯醇 PVA)溶液制得微球(微喷 装置的头部伸入 PVA溶液). 右图 - 如中图所示微分配制得的微球(平均直径 100um +/- 1.0um). 生物体液 微喷打印可以准确地沉积生物流体,从单一的分子(蛋白质、DNA、油脂)到组织提取物和细胞。 例如,人血清已经微沉积用于蛋白质印迹分析。细胞已经微喷到槽用于药物筛选实验和细胞播种 和仿造在组织工程领域的应用。DNA和蛋白质的微喷用于建立基因及蛋白质表达、免疫分析和 诊断芯片。BSA和其他阻断剂(酪蛋白、脱脂奶粉、其他动物血清、商业制剂)可以打印在膜或其 它衬底材料上的选择性块状区域。也可以使用微喷技术打印用于药物输送的脂微球。 此外,将脂 质打印到固体基质来有选择地控制附在基片上细胞位置。 用微喷装置微喷的人体肝细胞 (HEK293e) 240Hz频率 55um喷嘴. 即时细胞活力不变。 罗氏诊断试剂的微喷. 微喷制成的免疫分析测定的微阵列，用于兔细胞色素 C里的不同浓度的细胞色素 C；各点的直 径 40um. 微喷制成的胆固醇微球(50um) 用于控制荷尔蒙控释. 卵磷脂的微喷示例，扫描频率 480-4800Hz. 卵磷脂是细胞膜的主要成分. 活性分子 活性成分可以被合成到一个 3D矩阵用于组织工程应用。通过材料沉积,如胶原蛋白和细胞外基 质,我们可以建立生物可降解支架植入结构。生长因子(神经生长因子、结缔组织生长因子、血管 内皮生长因子、血小板衍生生长因子、表皮生长因子、基本成纤维细胞生长因子等)可以被合并 到微沉积基质来模拟细胞吸附,增殖、细胞分化、定位和迁移规律。例如,在神经再生支架里，压 电微喷提供了一个方法来制作浓度梯度的生长因子用来控制神经轴突生长模式。进一步的喷墨配 制活性分子的例子在试剂部分介绍。 阶梯式渐变的神经生长因子 NGF微沉积到平板上的例子。这个例子证实了通过简单地改变打印 液滴节距得到梯度的能力。 通过获得每个位置的流体沉积数量得到正交梯度。每点液体的体积按箭头方向增加。 微分配混杂 Left - portion of a 20x20 array of the spots printed on a 250mm pitch having red and blue Inspeck 2.5um diameter microspheres and the 0.02um diameter green Flurospheres (60X). Right - 200X magnification of one of the spots containing the fluorescent microspheres Commassie blue stained proteins on a PVDF membrane transferred from a 2D PAGE gel. The inset on the left shows spots (200-300um in diameter) that have been treated with the inkjet microdeposition of trypsin to obtain a micro-scale digestion of the protein spot of interest. A matrix material is then inkjet microdeposited onto the spots after the micro-scale digestion is complete. The protein blot is then transferred to a MALDI-TOF MS instrument for analysis in the process of peptide mass fingerprinting for protein identification. Multiple endoproteinase digestions can also be performed on the protein spots of interest in a similar manner. The use of a second protease not only independently confirms the proteins identity, but the combined peptide mass fingerprints increase sequence coverage. More information can be found in the Chemical Ink-Jet Printer (ChIP) brochure. 试剂 压电喷墨配制设备可以用来微喷各式各样的试剂和材料用于众多的应用，包括在细胞膜、微孔或 其他基质组合合成、亲水性或疏水性表面改性,创造的活性位点，化学反应。下表列出适用于 MicroFab微喷打印技术的一些试剂和材料。这个表没包含全部的能答应的。 alpha-cyano-4-hydroxycinnamic acid Acetone Acetonitrile Acrylamide Adiponitrile Anti-cytochorme C IgG Anti-goat FITC IgG Anti-rabbit Biotin IgG Avidin BSA 0.1% - 10%, 10 mM TRIS Butanol Cells HEK293e at 106 in media Collagen (calf skin) 1mg/ml Cyanoacrylate DMF, Dimethylformamide DMSO Ethanol Ethyl Acetate Ethylene Glycol 5-30% Glycerol to 50% Heptane Human Serum Isopropanol Lithium Chloride to Saturated Methanol NMP, N-Methylpyrrolidone Octylglucoside 1% PEG 8000 0.1-30% PLGA Polystyrene 8um in Buffer Polyvinylpyrrolidone 0.25% Potassium Carbonate 5M Propylene Carbonate Propylene Glycol 0.1-30% Sodium Bicarbonate 100mM Sodium Hydroxide, 80mM Trifluroacetic acid 0.1% Triton X 0.05-1.0% Tween 20 0.05-1.0% Trypsin Xylenes 生物医学应用 微分配 微分配概述 生物相容的高分子材料 生物体液 活性分子 混杂微分配 试剂 微分配概述 流体性质注意事项 生物相容的高分子材料 生物体液 活性分子 微分配混杂 试剂