Razvoj mikrofluidne platforme za pripravo in analizo mikrokapljic

Intenzifikacija procesov na osnovi miniaturizacije, visoka zmogljivost, nizki stroški obratovanja in potrošnega materiala, laminarni tokovni režimi, precizen nadzor in možnost manipulacije toka tekočin, učinkovit prenos toplote in snovi. Vse to in še več so lastnosti, ki definirajo mikrofluidiko, vedo, ki je spremenila paradigmo biokemijskih in kemijskih raziskav ter načrtovanja procesov v zadnjih treh desetletjih. Ena izmed podskupin mikrofluidike je kapljična mikrofluidika, ki deluje na principu ustvarjanja kapljic s prostorninami med 10-9 L in 10-15 L, ki jih lahko uporabimo za pripravo mikrobioreaktorjev za karakterizacijo posameznih celic. Glavna uporabnost takšnih sistemov je izvedba hitrih presejalnih testov, s katerimi povišamo pretočnost eksperimentov za faktor več tisoč in hkrati občutno znižamo stroške njihove izvedbe. Glavni kriteriji za uspešnost takšnega sistema so pravilen izbor posameznih komponent dvofaznega sistema, stabilnost nastale emulzije, uspešna inkapsulacija biološkega materiala v kapljice ter njihova detekcija in sortiranje glede na analizo vsebine. V nalogi je predstavljen razvoj mikropretočne platforme za izvedbo hitrih presejalnih testov na osnovi detekcije vsebine kapljic in nadaljnjega sortiranja. Opisane so različne komponente in pogoji tvorbe kapljic, ki zagotavljajo tvorbo stabilne in monodisperzne emulzije na različnih mikrofluidnih čipih. Opisan je postopek izdelave mikrofluidnega čipa iz polidimetilsiloksana za pripravo kapljic, ki v nadaljevanju omogoča tudi povezavo z ustreznim detektorjem riboflavina in sortiranje kapljic. V okviru predstavljenega dela sem uspel razviti detekcijo vsebine kapljic, ki so vsebovale različne koncentracije standarda riboflavina s sklopljenim sistemom čipa in detektorja absorbance. Razviti sistem bo v nadaljevanju omogočal visokozmogljivostni presejalni test za izbor ustreznega produkcijskega mikroorganizma za proizvodnjo riboflavina.