Espressione Genica Globale Delle Cellule Associata a Un Ponteggio Ingegneria Dei Tessuti

Biomaterials. Nov, 2004  |  Pubmed ID: 15159079

Un obiettivo dell'ingegneria tissutale è di produrre un materiale di impalcatura che guiderà le cellule per differenziare e rigenerare il tessuto di sostituzione funzionale presso il sito della ferita. Poco è conosciuto circa come le cellule rispondono ad un livello molecolare al tessuto impalcature materiali di ingegneria. In questo lavoro abbiamo utilizzato i microarrays del oligonucleotide per interrogare i profili di espressione genica associati con le interazioni cellula-biomateriali. Abbiamo seminato collagene-glicano maglie, un ampiamente usato tissue engineering impalcature e materiale, con fibroblasti umani IMR-90 e confrontato i livelli di trascrizione con controllo cellule coltivate su polistirolo di coltura del tessuto. Geni coinvolti nella segnalazione delle cellule, rimodellamento della matrice extracellulare, infiammazione, l'angiogenesi e l'ipossia sono state tutte le cellule attivate sulla rete di collagene-GAG. Comprendere l'impatto di un ponteggio su cellule allegate faciliterà la progettazione di ingegneria materiali tessuto migliorata.

Dispositivo Microfluidico Termoplastico Per On-chip Purificazione Degli Acidi Nucleici Per Diagnostica Monouso

Analytical Chemistry. Feb, 2006  |  Pubmed ID: 16448052

Un dispositivo microfluidico polimerici per l'estrazione di fase solida (SPE)-basata di isolamento degli acidi nucleici è dimostrato. Il chip di plastica può funzionare come un sistema di preparazione del campione USA e getta per diverse applicazioni diagnostiche e biologici. Il chip è stato fabbricato in un ciclico poliolefina di goffratura a caldo con uno stampo master. La fase solida è composta da una colonna di polimero monolitico poroso impregnata di particelle di silice. L'estrazione è stato raggiunto a causa del legame degli acidi nucleici per le particelle di silice il monolito. La fase solida si formò all'interno i canali del dispositivo per polimerizzazione in situ fotoiniziata di una miscela di monomeri di metacrilato e dimetacrilato, iniziatore di radicali liberi sensibili UV e solventi porogenic. Le superfici del canale sono state pretrattate via photografting di legame covalente allegare il monolito per le pareti del canale. La fase solida preparata da questo metodo ha permesso per successo estrazione ed eluizione degli acidi nucleici in polimerico microchip.

Fibroblasto Rimodellamento Attività Alle Interfacce Di Due - E - Tridimensionali Collagene-glicano

Biomaterials. Aug, 2006  |  Pubmed ID: 16620959

In precedenza abbiamo dimostrato che esperimenti di espressione del gene high throughput possono produrre nuove informazioni su come le cellule rispondono ad un ambiente di coltura tridimensionale di collagene-glicosaminoglicano (GAG). L'obiettivo di questo studio era di determinare quale di questi risultato differenze da cultura in un costrutto tridimensionale rispetto a quelli causati semplicemente dalla presenza di biomateriale il collagene-GAG. Per fare questa distinzione, le cellule sono state coltivate in collagene-GAG ponteggi fabbricati utilizzando un metodo di separazione di fase e sui rivestimenti sottili bidimensionali dello stesso materiale. Cellule di controllo sono state coltivate su polistirolo standard coltura tissutale (TCPS). Risposta delle cellule è stata misurata mediante istologia e analisi di microarray e selezionare risultati sono stati verificati con dosaggi di real time polymerase chain reaction (RT-PCR). Geni coinvolti nella matrice rimodellamento (componenti di matrix, matrix metalloproteinases e fattori di crescita) e l'angiogenesi (VEGF, HGF e HMOX) sono stati indicati per essere differenzialmente espressi tra le condizioni di trattamento. Diversi matrice metalloproteinasi (MMP) erano regolati fino in maglia coltivata cella mentre alcuni di loro inibitori (TIMPs) sono stati regolati in giù. Questi risultati suggeriscono che la presentazione tridimensionale del materiale collagene-bavaglio alle cellule è necessaria per stimolare l'aumento osservato nel rimodellamento comportamento dei fibroblasti.

Analisi Nanomeccanici Del Tessuto Osseo Ponteggi Di Ingegneria

Journal of Biomedical Materials Research. Part A. Jun, 2007  |  Pubmed ID: 17187400

Copolimeri di (2-idrossietil metacrilato) (HEMA) e metacrilammide monomeri coniugati con aminoacidi sono stati sintetizzati e reticolati con etilene glicole dimetacrilato. La libreria risultante di copolimeri era mineralizzata in vitro utilizzando due metodi distinti. Nel primo metodo di mineralizzazione, i copolimeri sono stati polimerizzati in presenza di una sospensione di idrossiapatite (HA) sub-micron. Nel secondo metodo, copolimeri erano mineralizzate con HA utilizzando un processo mediato da urea. Le proprietà meccaniche di tutti i copolimeri, entrambi mineralizzato e non, sono stati determinati mediante nanoindentazione sotto il controllo di carico e di spostamento. Una legge di potenza adatta per la curva di scarico iniziale è stato utilizzato per determinare un modulo elastico ridotto per ciascun materiale. Tra 30 e 300 rientri sono stati eseguiti su ogni materiale, e analisi ANOVA è stato eseguito per determinare la significatività statistica delle differenze nel modulo tra i campioni. Tramite nanoindentazione, 22 diversi campioni avevano ridotto i valori di modulo che vanno da 840 MPa a 4.14 GPa. Copolimeri di acido aspartico-metacrilato (Asp-MA) non erano distinguibili dal materiale di controllo pHEMA. Polimerizzazione in presenza HA creato un materiale più uniforme rispetto al metodo di urea di mineralizzazione. Vengono discusse diverse sfide e soluzioni incontrate nei test nanomeccanici di materiali eterogenei, morbidi. Questi risultati dimostrano che con adeguato disegno sperimentale, le proprietà meccaniche dei materiali ponteggio ingegneria dei tessuti basate su materiali compositi polimero-ceramica possono essere determinate utilizzando piccoli campioni e tecniche di nanoindentazione.

Analisi Chimiche E Meccaniche Dei Trattamenti Superficiali Al Plasma E Ultravioletto-ozono Per Incollaggio Termico Di Dispositivi Microfluidici Polimerici

Lab on a Chip. Jul, 2007  |  Pubmed ID: 17594007

Qui abbiamo dimostrato che plasma radio frequenza e ultravioletto-ozono (UVO) modifiche superficiali sono trattamenti efficaci per permettere l'incollaggio termico di chip microfluidici polimerici a temperature di sotto del T(g) (temperatura di transizione vetrosa) del polimero. Con raggi x spettroscopia fotoelettronica (XPS), misure di angolo di contatto, atomic force microscopy (AFM) misure di rugosità superficiale e misure di adesione superficiale con dati forza-distanza AFM sono stati esaminati gli effetti dei trattamenti UVO e plasma su proprietà superficiali di un ciclico poliolefina e polistirolo. Test di flessione tre punti utilizzando un analizzatore dinamico meccanico (DMA) sono stati utilizzati per caratterizzare la forza di legame delle parti del polimero sigillata termicamente e le sezioni dei microcanali bonded sono state valutate con scansione microscopia elettronica (SEM). I risultati sperimentali hanno dimostrato che plasma e trattamenti superficiali UVO causano cambiamenti nelle caratteristiche chimiche e fisiche delle superfici polimeriche, causando una diminuzione della T(g) alla superficie, e permettendo così la microfluidic chip da unire in modo efficace a temperature inferiori a T(g) del polimero alla rinfusa senza perdere la geometria previsti canale.

Base Del Peptide E Collagene Hydrogel Substrati Per Coltura in Vitro Di Cochleae Pulcino

Biomaterials. Mar, 2008  |  Pubmed ID: 18037163

L'obiettivo generale di questo lavoro è quello di migliorare la cultura dell'organo uditivo di uccelli per il duplice uso di sviluppare un modello di rigenerazione delle cellule dei capelli e tracciare un percorso per l'eventuale sostituzione dell'organo dell'udito. Così facendo, noi sviluppare un protocollo per la rimozione dell'organo uditivo dalla sua membrana basale nell'orecchio interno, attaccare l'organo ad una serie di membrane basali artificiale e condotta qualitativa e analisi quantitativa di come funzione, vitalità e morfologia cellulare cambiare con il tempo. Culture native matrix, dove l'epitelio è stato galleggianti in media con la membrana basale e strutture accessori collegati, sono state utilizzate come base di confronto. PuraMatrix, collagene, collagene I/Condroitin-solfato e Matrigel stavamo scelto a comprendere una vasta gamma di proprietà meccaniche e macromolecola moiety. Sorprendentemente, troviamo che PuraMatrix ha superato le altre matrici come un'impalcatura per cultura organo sensoriale. PuraMatrix un peptide autoassemblano idrogel, è un substrato di coltura biochimicamente specifico contenente nessuna delle molecole della matrice extracellulare (ECM) e fattori di crescita contenute nella membrana basale dell'orecchio interno. Le misure reologiche rivelano che PuraMatrix può essere un'approssimazione più vicina per la rigidità dei tessuti molli di supporto dell'organo uditivo. La densità delle cellule sul substrato PuraMatrix è paragonabile a quella delle culture native matrix, nonostante l'assenza della membrana basale e strutture accessorie. Altri studi mostrano che PuraMatrix supporta la coltura delle cellule dei capelli funzionale per un periodo di 72 h, con un aumento significativo del numero di cellule ciliate funzionale rispetto all'organo coltivate senza una matrice. Questo è il primo esempio di adesione dell'epitelio uditiva adulto di un biomateriale per un periodo prolungato di tempo. Con ulteriore ottimizzazione, questo sistema permetterà la realizzazione di molti romanzo biofisici e farmacologici studi che coinvolgono cellule ciliate e cellule di supporto.

Time-dependent Caratterizzazione Meccanica Di Idrogel Di Poli (metacrilato Di 2-idrossietile) Mediante Nanoindentazione E Compressione Freatico

Journal of Materials Research. May, 2008  |  Pubmed ID: 19081812

Idrogel pongono sfide uniche per nanoindentazione compreso preparazione del campione, controllo dei parametri sperimentali e limiti imposti da strumenti meccanici di test e analisi dei dati originariamente inteso per materiali più duri. Gli artefatti che si verificano durante la nanoindentazione dei campioni idratati sono stati descritti, ma le proprietà del materiale ottenute da nanoindentazione idratata non hanno ancora state correlate per le proprietà del materiale ottenute dal test su macroscala. Per valutare il metodo migliore per correlare i risultati ottenuti con prove su microscala e macroscala di materiali morbidi, nanoindentazione e compressione freatico rilassamento stress test sono stati eseguiti su idrogel poli-2-idrossietil metacrilato (pHEMA) con un intervallo di concentrazioni di cross-linker. Il nanoindentazione dati sono stati analizzati con il modello elastico Oliver-Pharr e Maxwell-Wiechert (j = 2) modello viscoelastico. Con il modello di Maxwell-Wiechert sono stati analizzati i dati di compressione freatico. Questo modello viscoelastico fornito un'ottima vestibilità per le curve stress-rilassamento da entrambi i test. Le costanti di tempo da nanoindentazione e compressione freatico erano significativamente differenti, e proponiamo che queste differenze sono dovute a differenze nel tempo di equilibramento tra gli esperimenti su microscala e macroscala e nella geometria del campione. Il modulo di equilibrio Maxwell-Wiechert fornito il miglior accordo tra nanoindentazione e compressione freatico. Inoltre, entrambi nanoindentazione analisi ha mostrato un aumento nel modulo con ogni concentrazione crescente di cross-linker, convalida che nanoindentazione può discriminare tra campioni simili, basso modulo, idratate.

Modulo Di Preparazione Del Campione Per Lisi Batterica E Isolamento Di DNA Da Urina Umana

Biomedical Microdevices. Jun, 2009  |  Pubmed ID: 19130239

Silice impregnata polimero colonne monolitiche possono fornire un metodo semplice per fare l'elettrolisi e l'estrazione del DNA da batteri all'interno del chip microfluidico. Qui usiamo Escherichia coli come un organismo di prova per un punto del modulo microfluidico termoplastico cura progettato per prendere un campione di urina, mescolare con il buffer di lisi ed eseguire una lisi chimica, meccanica ibrida e l'estrazione in fase solida di acidi nucleici da campione. Per dimostrare il proof-of-concept, abbiamo drogato campioni di urina umana hematuric con e. coli in concentrazioni che vanno da 10(1)-10(5) formanti unità/mL (CFU/mL) per simulare i campioni dei pazienti. Abbiamo poi eseguito su chip lisi ed estrazione del DNA. Il DNA batterico è stato amplificato mediante PCR in tempo reale, dimostrando Lisi e isolamento fino a 10 CFU/mL. Risultati erano paragonabili a un kit commerciale a concentrazioni più elevate e meglio eseguita al recupero del DNA a concentrazioni inferiori.

Effetto Di Trypan Blu Colorazione Sul Modulo Elastico Delle Capsule Di Lente Anteriore Dei Pazienti Diabetici E Non Diabetici

Journal of Cataract and Refractive Surgery. Feb, 2009  |  Pubmed ID: 19185249

Per determinare se trypan blu provoca una differenza significativa nelle proprietà biomeccaniche (rigidità) delle capsule di lente anteriore diabetici e non diabetici e per determinare se diabete altera significativamente la rigidezza delle capsule di lente anteriore.

Microfluidica Diagnostica: Il Momento Per Gli Standard Del Settore

Expert Review of Medical Devices. May, 2009  |  Pubmed ID: 19419277

Preparazione Del Campione Su Microscala Per PCR Di C. Difficile Infetti Sgabello

Journal of Microbiological Methods. Aug, 2009  |  Pubmed ID: 19505511

In questo articolo, descriviamo la progettazione di un chip di preparazione del campione microfluidica per campioni di feci umane infettato da Clostridium difficile. Abbiamo stabilito una reazione a catena della polimerasi in grado di distinguere il c. difficile in presenza di numerosi altri organismi trovati nella normale flora intestinale. Un protocollo per l'estrazione on-chip di acidi nucleici da campioni clinici è descritto che in grado di rilevare il DNA bersaglio fino a 5.0x10(-3) ng del modello. Il chip di preparazione dosaggio e campione sono state quindi convalidato utilizzando noti noti e positivi negativi campioni clinici. Il lavoro presentato ha le potenziali applicazioni nel mondo sviluppato e in via di sviluppo.

Errori Di Rilevamento Superficie Causano Sovrastima Del Modulo Nella Nanoindentazione Su Materiali Morbidi

Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials. Aug, 2009  |  Pubmed ID: 19627837

L'accuratezza delle proprietà meccaniche da rientro della rilevazione della profondità, o nanoindentazione, dipende dalla precisione della misurazione della cilindrata utilizzata per calcolare le proprietà di questi. Qui, vengono esaminati corrente nanoindentazione tecniche e metodi di analisi per misure accurate di spostamento. In primo luogo, viene esaminata la capacità di uno strumento commerciale di senso la superficie dei materiali morbidi. In secondo luogo, vengono esaminati i metodi di rilevazione superficie campione. Infine, viene presentato un caso di sopravvalutazione del modulo elastico di un materiale compatibile utilizzando la nanoindentazione con valori di spostamento corretto.

Espressione Genica Differenziale Usando MRNA Isolato Su Chip Microfluidici in Plastica

Conference Proceedings : ... Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. Conference. 2009  |  Pubmed ID: 19965139

Qui noi dimostrare la capacità di effettuare esperimenti di espressione genica differenziale usando RNA messaggero (mRNA) isolato da lisati cellulari grezzo utilizzando una colonna di estrazione in fase solida plastica microfluidica. Le colonne di microfluidica (100microm da 100microm da 1,5 cm) erano fabbricate in un ciclico poliolefina di goffratura a caldo con un maestro-stampo galvanici. La fase solida è composta da un monolito di microporosa photopolymerized incorporato con microparticelle funzionali e legame covalente attaccato alle pareti canale via fotoiniziata innesto. Per l'isolamento di mRNA da RNA totale e diretto isolamento di mRNA da lisati cellulari, oligo perline furono incorporati nel monolito. L'efficienza di estrazione dell'impianto è di circa l'80% e la capacità di associazione dell'acido nucleico della fase solida del silice in questa configurazione è di circa 3.5 ng. La fase solida micro è stata applicata per l'estrazione e purificazione di mRNA da fegato umano totale RNA e l'isolamento di mRNA da cellule neonatale umana dei fibroblasti dermici (NHDF) e MCF7 al seno cancro lisati cellulari. Espressione genica differenziale tra i due cell lines è dimostrato.

Basso Costo E Manufacturable MicroTAS Completo Per La Rilevazione Di Batteri

Lab on a Chip. Oct, 2009  |  Pubmed ID: 19967117

In questa carta, presentiamo un totalmente integrato lab-on-a-chip e associato dello strumento per la rilevazione dei batteri dai campioni di liquidi. Il sistema conduce lisi batterica, acido nucleico isolamento e concentrazione, reazione a catena della polimerasi (PCR) e rilevazione fluorescente di punto finale. Per abilitare veramente basso costo fabbricazione del chip USA e getta monouso, abbiamo progettato il chip in formato planare senza componenti attivi per essere suscettibili di stampaggio ad iniezione plastica e utilizzate un monolito di romanzo polimero poroso (PPM) incorporato con silice che ha dimostrata di lyse batteri e isolare gli acidi nucleici da campioni clinici (M. D. Kulinski, M. Mahalanabis, S. GillersZhang Y. J., Singh S. e C. M. Klapperich, Biomed. MicroDevices, 2009, 11, 671-678).(1) Il chip è costituito da Zeonex(R), un materiale termoplastico con una temperatura di fusione elevata per consentire la PCR, buona trasmissibilità UV per polimerizzazione UV di PPM e bassa auto-fluorescenza per rilevazione a fluorescenza dell'amplicon. Abbiamo costruito uno strumento prototipo per automatizzare il controllo dei fluidi, temperatura in bicicletta e rilevamento ottico con la capacità di ospitare vari disegni di chip. Per attivare il controllo fluido senza compreso valvole o pompe sul chip, abbiamo utilizzato una remota valvola tecnica di commutazione. Per consentire il flusso del fluido tassi di cambio sul chip senza valvola, abbiamo incorporato velocità cambiando serbatoi per fluidi. I cicli termici di PCR è stato raggiunto con un riscaldatore di ceramica e l'aria di raffreddamento, mentre la rilevazione a fluorescenza punto finale è stata compiuta con uno spettrometro ottico; tutto integrato nello strumento. Il chip automaticamente e senza soluzione di continuità è abbinato allo strumento attraverso un blocco di interfaccia che preme contro il chip. Il blocco di interfaccia si allinea e assicura il buon contatto del chip per la regione di temperatura controllata e l'ottica. La funzionalità integrata del chip è stata dimostrata utilizzando Bacillus subtilis come destinazione batterica di modello. È stato impiegato un dosaggio Taqman on-chip per rilevare il DNA batterico isolato.

Lisi Delle Cellule E L'estrazione Del DNA Dei Batteri Gram-positivi E Gram-negativi Da Sangue Intero in Un Chip Microfluidico Monouso

Lab on a Chip. Oct, 2009  |  Pubmed ID: 19967118

Sepsi causate da gram-positivi e batteri gram negativi è la principale causa di morte nel inguscio noncoronary e la decima causa di morte negli Stati Uniti. Abbiamo sviluppato una piattaforma di preparazione del campione microfluidica per rilevamento rapido on-chip di organismi infettivi per diagnostica point-of-care. Il chip microfluidici sono fatti di un materiale termoplastico robusto e può facilmente essere multiplexati per applicazioni ad alto rendimento. I batteri sono lisati on-chip tramite metodo ibrido chimica, meccanica. Una volta fatte l'elettrolisi, il DNA batterico è isolato utilizzando una colonna su microscala silice tallone/polimero composito solid phase extraction (SPE). Lisi è stata confermata mediante PCR in tempo reale off-chip. Abbiamo isolato e rilevato sia Gram-negativi (Escherichia coli) e Gram-positivo (Bacillussubtilis ed Enterococcus faecalis) batterico DNA genomico da microliter scala a spillo campioni di sangue umano intero. Il sistema funziona meglio per i batteri Gram-negativi che lo fa per i batteri Gram-positivi, con i limiti di rilevamento al paragrafo 2 CFU/ml e 10(3)-10(4) CFU/ml, rispettivamente. Tempi di estrazione totale sono meno di un'ora e possono essere ulteriormente diminuiti di alterare la geometria del canale e configurazione di pompaggio.

Un Romanzo Adesivo Biocompatibile Che Incorporano Monomeri Derivati Vegetali

Journal of Biomedical Materials Research. Part A. Nov, 2009  |  Pubmed ID: 18980208

Ci descrive una nuova classe di biomateriali con potenziale per una varietà di applicazioni in ingegneria tissutale, ferita di guarigione e consegna della droga transdermico. Questi materiali sono basati su estere metilico di acido oleico (OME), che è derivato da vari oli vegetali tra cui olio di soia. L'OME è stato allofanato (cacao) e successivamente copolimerizzati con metacrilato di metile (MMA) ed etilene glicole dimetacrilato (EGDMA) per formare gli adesivi sensibili di pressione (PSA). Abbiamo valutato il cytocompatibility di ciascun prodotto PSA usando Alamar Blue e dosaggi di Live/Dead. Si è constatato che dopo 2 h, cellule di fibroblasti umani fissati su tutti e quattro i polimeri PSA testati. Dopo 24 h, diffusione delle cellule è stato visto su tutti i materiali ad eccezione del prodotto polimerizzato AOME (Piangiamore). Cellule attaccate ai prodotti copolimero PSA ha continuato a proliferare fino a 2 settimane, come mostrato da imaging microscopia confocal fluorescente. Infine, un'analisi meccanica di ciascuno dei copolimeri è presentata dimostrando che hanno una gamma di adesività delle cellule e proprietà meccaniche a seconda della formulazione, che li rende attraenti candidati per l'utilizzo come adesivi bioattivi.

Un Dispositivo Monouso Integrato Per Amplificazione Estrazione E Helicase Del DNA Dipendente

Biomedical Microdevices. Apr, 2010  |  Pubmed ID: 20066496

Qui riportiamo la dimostrazione di un chip microfluidico integrata che esegue elicasi amplificazione dipendente (HDA) su campioni contenenti batteri vivi. Preparazione del campione combinato basato su chip e amplificazione isotermica sono attraenti per le applicazioni di salute mondiale, poiché la necessità per la strumentazione di controllo portata e variazioni di temperatura sono ridotti o eliminati. Lisi batteri acidi nucleici estrazione e amplificazione del DNA con un reporter fluorescente sono incorporate in un formato cartuccia monouso polimero. Smart control fluidici passiva utilizzando una valvola e uno sfogo idrofobico (con una membrana in PTFE nanoporosi) con un semplice mixer on-chip elimina più le operazioni dell'utente. Il dispositivo è in grado di rilevare come pochi come dieci unità formanti colonie (CFU) di e. coli nel mezzo di crescita.

Isolamento Di RNA Da Cellule Di Mammifero Mediante Monoliti Polimero Poroso: Un Approccio Per L'automazione Di Alto-rendimento

Analytical Chemistry. Jun, 2010  |  Pubmed ID: 20443545

La scienza della vita e sanitarie delle Comunità hanno state ridefinendo l'importanza dell'acido ribonucleico (RNA) attraverso lo studio delle piccole molecole di RNA (nelle tecnologie di RNAi/siRNA), micro RNA (nella ricerca sul cancro e la ricerca sulle cellule staminali) e mRNA (analisi di espressione genica per i bersagli di farmaci biologici). La ricerca in questo campo richiede sempre più tecniche di isolamento efficiente e ad alta velocità per il RNA. Attualmente, diversi kit commerciali sono disponibili per l'isolamento di RNA da cellule. Anche se la qualità e la quantità di RNA ceduto da questi kit è sufficientemente buona per molti scopi, esistono limitazioni in termini di efficienza di estrazione da popolazioni di cellule piccole e la possibilità di automatizzare il processo di estrazione. Tradizionalmente, l'automazione di un processo riduce il tempo di personale e costi aumentando contemporaneamente la velocità effettiva e la riproducibilità. Come il campo di RNA matura, nuovi metodi per automatizzare l'estrazione, soprattutto dai numeri di cellulare bassa e alta produttività, sono necessari per ottenere questi miglioramenti. La tecnologia presentata in questo articolo è un passo verso questo obiettivo. Il metodo è basato su una tecnologia di estrazione in fase solida utilizzando un monolito di polimero poroso (PPM). Un approccio di lisi cellulare romanzo e una più grande superficie vincolante per tutta la colonna di estrazione PPM garantiscono un alto rendimento da piccolo a partire campioni, aumentando la sensibilità e riducendo i costi indiretti in cella cultura e campione di archiviazione. Il metodo garantisce una procedura semplice e veloce per l'isolamento di RNA da cellule eucariote, con un alto rendimento, sia in termini di qualità e quantità. La tecnica è assoggettabile all'automazione e integrazione del flusso di lavoro semplificato, con possibile miniaturizzazione del campione gestione processo che lo rende adatto per applicazioni ad alta velocità.

Un Nuovo Metodo Per Simulare Il Movimento Dei Singoli Batteri Ellissoidale in Dispositivi Microfluidici

Lab on a Chip. Sep, 2010  |  Pubmed ID: 20532377

Per eseguire con successo esperimenti biologici su batteri in dispositivi microfluidici, controllo di movimento cellulare micron-scala nell'ambiente di chip di dimensioni medie è essenziale. Qui descriviamo un nuovo metodo per simulare il movimento di singole cellule batteriche in un dispositivo microfluidico utilizzando un approccio lagrangiano giunto unidirezionale combinato con la teoria del corpo rigido. La cella è stato presupposto per essere un ellissoide solido, elastico, e le interazioni con i confini solido muro erano considerate al verificarsi di una delle due modalità di collisione, sia un "in piedi" o "menzogne" collisione modalità sulla superficie. Le equazioni differenziali ordinarie venivano risolte lungo la traiettoria di cella per le variabili sconosciute tredici di velocità traslazionale cella, vettore posizione cella, velocità di rotazione angolare e quattro parametri di Eulero, utilizzando il metodo di Rosenbrock basato su una tecnica di tempo-stepping adattiva. Come le applicazioni selezionate, mostriamo come questo metodo di simulazione romanzo può essere applicato per i disegni di efficienti celle idrodinamico trappole in un dispositivo microfluidico per applicazioni batteriche e le separazioni delle cellule. Modellati disegni includono matrici ottimizzate setaccio a forma di U con una singola apertura per il trapping cella idrodinamico e tre tipi di micropillars sfalsati per separazioni di cella.

Hanno Contribuito a Realizzare La Questione Ricercatori Emergenti

Lab on a Chip. Sep, 2010  |  Pubmed ID: 20717627

Rapid Point-of-care Concentrazione Di Batteri in Un Dispositivo Monouso Microfluidica Utilizzando Menisco Effetto Di Trascinamento

Lab on a Chip. Dec, 2010  |  Pubmed ID: 20938505

Riportiamo un dispositivo di preparazione campione di polimero a basso costo, USA e getta microfluidica effettuare rapida concentrazione di batteri da campioni liquidi mediante evaporazione avanzate mirate al rilevamento a valle tramite una maggiore superficie di spettroscopia Raman (SERS). Il dispositivo è composto da uno strato di flusso del campione liquido poly(dimethylsiloxane) (PDMS), uno strato di metallo riutilizzabili di flusso d'aria e una membrana in PTFE (Teflon ™) porosa intramezzati fra gli strati di aria e liquido. La capacità di concentrazione del dispositivo fu dimostrata con successo con fluorescente contrassegnati Escherichia coli (e. coli). La concentrazione di recupero era sopra l'85% per tutte le concentrazioni iniziali inferiori a 1 × 10, paragrafo 4 CFU mL(-1). Nei casi più bassi concentrazione iniziale, 100 volumi iniziali µ l della soluzione a 100 CFU mL(-1) erano concentrate in 500 gocce nL con maggiore efficienza del 90% in 15 min i successivi test con SERS su clinicamente rilevanti meticillino-sensibili di Staphylococcus aureus (MSSA) dopo la concentrazione di questo dispositivo si dimostrò più di 100 volte enhancement in SERS batteri segnalano di intensità rispetto al segnale del campione non concentrato. Il dispositivo di concentrazione è semplice da progettare e utilizzare e come tale potrebbe essere utilizzato in congiunzione con un certo numero di tecnologie di rilevazione.

Chip Microfluidico Plastica Per Reazione a Catena Della Polimerasi Di Flusso Continuo: Simulazioni Ed Esperimenti

Biotechnology Journal. Nov, 2010  |  Pubmed ID: 21053333

Un dispositivo di flusso continuo polymerase chain reaction (PCR-CF) comprende un singolo canale fluido che è riscaldato in modo differenziale per creare variazioni spaziali temperatura tale che un campione che scorre attraverso di essa sperimenta il ciclismo termica necessaria per indurre l'amplificazione. Questo tipo di dispositivo è in grado di fornire un mezzo efficace per rilevare la presenza di una piccola quantità di acido nucleico in volumi di campione molto piccolo. CF-PCR è attraente per le applicazioni di salute globale a causa della sua meno severi requisiti per controllo temperatura rispetto per gli altri modelli. Per la produzione di massa dei dispositivi CF-PCR poco costosi, fabbricazione tramite stampaggio termoplastico sarà probabilmente necessario. Qui si studiano l'ottimizzazione di un dosaggio PCR in un dispositivo CF-PCR polimerico. Tre disegni di canale, con diversi rapporti di tempo residenza per le tre fasi PCR (denaturazione, ricottura ed estensione), sono stati modellati, costruiti e testati. È stato eseguito un test standardizzato su tre diversi chip, e le rese PCR sono state confrontate. I profili di temperatura gradiente dei tre disegni e i tempi di residenza di molecole di DNA simulati che fluisce attraverso ogni zona di temperatura erano predetto utilizzando metodi computazionali. Le prestazioni di PCR prevista dalla simulazione ha corrisposto ai risultati sperimentali. Inoltre sono stati studiati gli effetti del DNA modello dimensioni e ciclo di tempo sul rendimento PCR. Esperimenti e simulazioni presentati qui guidato la progettazione dei chip CF-PCR e forniscono un modello per prevedere le prestazioni dei nuovi modelli CF-PCR prima della produzione effettiva chip, con conseguente più rapido turn around time per nuovo dispositivo e assay design. Presi insieme, questo quadro di simulazione combinato e sviluppo sperimentale ha notevolmente ridotto tempo di sviluppo di dosaggio per CF-PCR nel nostro laboratorio.

Cattura Programmata Dei Singoli Batteri Utilizzando Setacci Micrometri-dimensione

Lab on a Chip. Mar, 2011  |  Pubmed ID: 21293825

Monitoraggio in tempo reale comportamento di matrici spaziale di batteri viventi singole cellule è raggiunto solo con molta difficoltà sperimentale a causa delle piccole dimensioni e mobilità delle cellule. Per risolvere questo problema, abbiamo progettato e costruito un dispositivo microfluidico semplice in grado di intrappolare le cellule batteri singolo in luoghi spazialmente ben definiti senza l'uso di trattamenti chimici superficiali. Il dispositivo sfrutta idrodinamica per rallentare e intrappolare le cellule che scorre nei pressi di una stretta apertura. Noi abbiamo modellato questo sistema numericamente approssimando il movimento delle cellule di Escherichia coli come rigidi ellissoidi tridimensionali. Le previsioni numeriche per la velocità e l'efficienza di cattura sono state testate da fabbricare dispositivi e imaging GFP esprimendo Escherichia coli ad un'alta risoluzione spazio-temporale. Troviamo che nostre simulazioni numeriche sono d'accordo anche con il flusso di cella effettivo per diverse geometrie di trappola. Le cellule intrappolate sono otticamente accessibile e combinata con la nostra capacità di predire la loro localizzazione spaziale noi dimostrare la facilità di questo metodo per il monitoraggio di più celle singole sopra un corso a tempo. La semplicità del design, materiali poco costosi e semplice fabbricazione lo rendono uno strumento accessibile per ogni laboratorio di biologia di sistemi.

Chip Microfluidico Plastica Per Reazione a Catena Della Polimerasi Di Flusso Continuo: Simulazioni Ed Esperimenti

Biotechnology Journal. Feb, 2011  |  Pubmed ID: 21298803

Un dispositivo di flusso continuo polymerase chain reaction (PCR-CF) comprende un singolo canale fluido che è riscaldato in modo differenziale per creare variazioni spaziali temperatura tale che un campione che scorre attraverso di essa sperimenta il ciclismo termica necessaria per indurre l'amplificazione. Questo tipo di dispositivo è in grado di fornire un mezzo efficace per rilevare la presenza di una piccola quantità di acido nucleico in volumi di campione molto piccolo. CF-PCR è attraente per le applicazioni di salute globale a causa della sua meno severi requisiti per controllo temperatura rispetto per gli altri modelli. Per la produzione di massa dei dispositivi CF-PCR poco costosi, fabbricazione tramite stampaggio termoplastico sarà probabilmente necessario. Qui si studiano l'ottimizzazione di un dosaggio PCR in un dispositivo CF-PCR polimerico. Tre disegni di canale, con diversi rapporti di tempo residenza per le tre fasi PCR (denaturazione, ricottura ed estensione), sono stati modellati, costruiti e testati. È stato eseguito un test standardizzato su tre diversi chip, e le rese PCR sono state confrontate. I profili di temperatura gradiente dei tre disegni e i tempi di residenza di molecole di DNA simulati che fluisce attraverso ogni zona di temperatura erano predetto utilizzando metodi computazionali. Le prestazioni di PCR prevista dalla simulazione ha corrisposto ai risultati sperimentali. Inoltre sono stati studiati gli effetti del DNA modello dimensioni e ciclo di tempo sul rendimento PCR. Esperimenti e simulazioni presentati qui guidato la progettazione dei chip CF-PCR e forniscono un modello per prevedere le prestazioni dei nuovi modelli CF-PCR prima della produzione effettiva chip, con conseguente più rapido turn around time per nuovo dispositivo e assay design. Presi insieme, questo quadro di simulazione combinato e sviluppo sperimentale ha notevolmente ridotto tempo di sviluppo di dosaggio per CF-PCR nel nostro laboratorio.

Erratum In: Un Dispositivo Monouso Integrato Per Amplificazione Estrazione E Helicase Del DNA Dipendente

Biomedical Microdevices. Jun, 2011  |  Pubmed ID: 21369762

Nel manoscritto originale, abbiamo riportato la dimostrazione di un chip microfluidico integrato che eseguite elicasi amplificazione dipendente (HDA) su campioni contenenti batteri vivi. Lisi batterica, estrazione di acidi nucleici e l'amplificazione del DNA con un reporter fluorescente sono state incorporate in un formato cartuccia monouso polimero. Abbiamo segnalato che il dispositivo era in grado di rilevare come pochi come 10 unità formanti colonia (UFC) di e. coli nel mezzo di crescita. Mentre le principali conclusioni della carta originale rimangono suono, i dati presentati a sostegno di tali conclusioni conteneva errori che noi di dettaglio, discutere e correggere qui. In breve, abbiamo identificato erroneamente un prodotto non specifico come un prodotto specifico della nostra reazione HDA. Abbiamo chiamato erroneamente reazioni contenente il positivo non specifico prodotto (lunghezza 70 bp). Ulteriori indagini hanno dimostrato che il nostro set di primer era difettoso e non in grado di amplificare il prodotto specifico. Qui abbiamo ridisegnato gli iniettori, sequenziati tutti i prodotti e tutti gli esperimenti riportati in precedenza per generare un nuovo set di dati verificati reran.

Clinicamente Rilevanti Microfluidica Magnetophoretic Isolamento Di Popolazioni Di Rare Cellule Per Applicazioni Di Monitoraggio Diagnostiche E Terapeutiche

Analytical Chemistry. Feb, 2012  |  Pubmed ID: 22240089

Sono cellule di interesse biomedico, nonostante la loro importanza funzionale, spesso presente in numero molto piccolo. Pertanto, l'analisi e l'isolamento di cellule rare precedentemente inaccessibili, quali cellule staminali ematopoietiche periferiche, le cellule progenitrici endoteliali o circolanti cellule tumorali, richiedono procedure efficienti, sensibile e specifiche che non compromettono la vitalità delle cellule. L'attuale studio si basa sul precedente lavoro su una microfluidica razionalmente progettati magnetophoretic cella separazione piattaforma capace di velocità di 240 µ l min(-1). Proof-of-concept prima è stata condotta utilizzando MCF-7 (1-1000 cellule totali) come la cella di destinazione rara a spillo in alte concentrazioni di Raji B-lymphocyte del nontarget cellule (∼10(6) totale). Questi esperimenti portano alla creazione di una separazione basata sul magnete per l'isolamento di 50 cellule MCF-7 direttamente da sangue intero. I risultati mostrano un'efficienza di raccolta superiore all'85%, con una purezza superiore al 90%. Sono direttamente le cellule progenitrici endoteliali successivo, residente e cellule staminali isolate da sangue umano intero in maniera rapida ed efficiente (> 96%). Entrambe le popolazioni delle cellule potrebbero essere contemporaneamente isolate e, tramite colorazione di immunofluorescenza, singolarmente identificate ed enumerate. Nel complesso, il dispositivo presentato illustra una piattaforma valida separazione per elevata purezza, efficiente e la rapida raccolta di popolazioni di cellule rare direttamente da campioni di sangue intero.

Chip Microfluidico Per Amplificazione Molecolare Dell'influenza A RNA in Campioni Respiratori Umani

PloS One. 2012  |  Pubmed ID: 22457740

Un rapido, basso costo, preciso dispositivo (POC) point-of-care per rilevare i virus dell'influenza è necessaria per un trattamento efficace e controllo dei ceppi pandemici e stagionali. Abbiamo sviluppato un chip microfluidico monouso che integra l'estrazione in fase solida (SPE) e amplificazione molecolare tramite una reazione a catena della polimerasi trascrizione inversa (RT-PCR) per amplificare l'influenza virus tipo A RNA. Abbiamo dimostrato la capacità del chip per amplificare l'influenza A RNA in campioni di tampone nasofaringeo (NPS) e umano aspirato nasofaringeo (NPA) raccolti presso i due siti clinici dal 2008-2010. Il test di microfluidica è stato notevolmente più sensibile rispetto a due attualmente usato rapidi test immunologici e aveva alta specificità che era essenzialmente equivalente alla rapide analisi e test antigene fluorescenza diretta (DFA). Riportiamo il 96% (CI 89%, 99%) sensibilità e 100% (CI 95%, 100%) specificità rispetto al convenzionale (banco superiore) RT-PCR basata sui test di n = 146 esemplari (valore predittivo positivo = 100% (CI 94%, 100%) e valore predittivo negativo = 96% (CI 88%, 98%)). Questi risultati si raffrontano con DFA eseguita su campioni prelevati durante lo stesso periodo di tempo (98% (CI 91%, 100%) sensibilità e il 96% (CI 86%, 99%) specificità rispetto ai nostri test gold standard). Test immunoenzimatico rapido su campioni prelevati durante il periodo di registrazione erano meno affidabili (49% (CI 38%, 61%) sensibilità e 98% (CI 98%, 100%) specificità). Il test di microfluidica estratti e amplificato A RNA l'influenza direttamente da campioni clinici con carichi virali fino a 10³ copie/ml in 3 ore o meno. Il nuovo test rappresenta un miglioramento notevole sopra coltura virale in termini di girare intorno a tempo, test immunoenzimatico rapido in termini di sensibilità e sopra banco superiore RT-PCR e DFA in termini di facilità d'uso e portabilità.

Concentrazione Del Campione E Purificazione Per La Diagnostica Point-of-care

Conference Proceedings : ... Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. Conference. 2012  |  Pubmed ID: 23366407

La capacità di aumentare la concentrazione di analiti di destinazione in un volume di campione fisso potenzialmente può abbassare il limite di rilevazione per molte tecniche di biosensori e quindi è fondamentale nella preparazione del campione per la diagnosi di malattia infettiva. Concentrazione per evaporazione è un metodo efficace per ottenere arricchimento di destinazione. Tuttavia, concentrandosi campioni umani, inclusi sangue e plasma, dai metodi basati su evaporazione fatta impegnativo da alte concentrazioni di proteine ed elettroliti. Disidratazione delle proteine fa sì che il campione di trasformare in un gel, impedendo ulteriori analisi. Allo stesso tempo, diminuendo il volume aumenta la concentrazione complessiva degli elettroliti, causando lisi delle particelle virali o batteriche e rendendoli più difficili da rilevare in biosensori basati su affinità. Così, abbiamo inventato un chip microfluidico che incorpora la dialisi e la concentrazione in un unico disegno. Il chip dialyzes le proteine dal plasma, mantenendo un'adeguata concentrazione di elettroliti e concentrando gli obiettivi del campione. Il processo di concentrare i campioni di plasma o siero di un fattore 10 prende meno di 30 minuti. Come un proof-of-concept, abbiamo dimostrato il chip utilizzando un difettoso Virus dell'immunodeficienza umana (HIV). Per distinguere i pazienti in terapia antiretrovirale che stanno fallendo terapia da coloro che non sono, una diagnostica deve essere in grado di rilevare HIV nel plasma fino ad almeno 1000 particelle per millilitro. Per una serie di ragioni tecniche, è difficile ottenere reazioni PCR on-chip per raggiungere questo livello di sensibilità, quindi la concentrazione del virus HIV da campioni di carica virale bassa ha il potenziale per migliorare la sensibilità di molti tipi di test molecolari carica virale point-of-care.

Purificazione Di DNA/RNA in Un Dispositivo Microfluidico

Methods in Molecular Biology (Clifton, N.J.). 2013  |  Pubmed ID: 23329456

Moderne tecniche diagnostiche richiedono spesso, l'isolamento e la purificazione degli acidi nucleici direttamente da campioni come sangue o feci. Molti test diagnostici sono stati miniaturizzati su piattaforme di micro-imprese e integrato in dispositivi microfluidici dovuto le economie derivanti da piccoli volumi di campione e reagente. Spesso, questi dispositivi eseguono preparazione del campione in serie con i test diagnostici. La procedura di preparazione del campione è vitale al fine di purificare il materiale genetico desiderato da inibitori potenziali che possono interferire con l'esito del test. Ci sono varie tecniche utilizzate per catturare selettivamente gli acidi nucleici, mentre lavare via potenziale contaminazione (proteine, enzimi, lipidi, ecc.). Due delle più comuni forme di cattura selettiva sono basati su acidi nucleici associazione alla superficie di silice o la precipitazione degli acidi nucleici con o senza la presenza di una specie di vettore. Ciascuno di questi metodi può essere eseguita in fase liquida o in un supporto solido come una colonna di estrazione. Qui discutiamo sia metodi e applicazioni di microfluidica indirizzo.