La Expresión Génica Global De Células Unidas a Un Andamio De Ingeniería De Tejidos

Biomaterials. Nov, 2004  |  Pubmed ID: 15159079

Un objetivo de la ingeniería de tejidos es la de producir un material de soporte que guiará para diferenciar las células y regenerar el tejido sustitución funcional en el lugar de la lesión. Poco se sabe sobre cómo responden las células a nivel molecular de los materiales de ingeniería de tejidos andamios. En este trabajo hemos utilizado microarrays de ADN para interrogar a los perfiles de expresión génica asociados a células biomaterial. Nosotros, los cabezas de serie de colágeno-glicosaminoglicano mallas, un pañuelo de papel usado de ingeniería material de soporte, con humanos IMR-90 en comparación con los fibroblastos y los niveles de transcripción con control de las células cultivadas en poliestireno de cultivo de tejidos. Los genes que participan en la señalización celular, la remodelación de la matriz extracelular, la inflamación de la angiogénesis, y la hipoxia fueron activadas en las células de la malla de colágeno-GAG. Comprender el impacto de un andamio en las células adjuntas facilitará el diseño de mejores materiales de ingeniería de tejidos.

Dispositivo De Microfluidos Para Termoplásticos On-chip De Purificación De ácidos Nucleicos Para El Diagnóstico Desechables

Analytical Chemistry. Feb, 2006  |  Pubmed ID: 16448052

Un dispositivo polimérico microfluidos para extracción en fase sólida (SPE)-basado en el aislamiento de ácidos nucleicos se demuestra. El chip de plástico puede funcionar como un sistema de preparación de muestras desechable para diferentes aplicaciones biológicas y de diagnóstico. El chip se fabricó en una poliolefina cíclica por caliente-gofrado con un molde maestro. La fase sólida consistió en una columna de polímero poroso monolítico impregnado con partículas de sílice. La extracción se consigue debido a la unión de ácidos nucleicos a las partículas de sílice en el monolito. La fase sólida se formó dentro de los canales del dispositivo por polimerización in situ fotoiniciada de una mezcla de monómeros de metacrilato y dimetacrilato, UV-sensible iniciador de radicales libres, y solventes porogenic. Las superficies de los canales se pretrataron a través photografting para unir covalentemente el monolito a las paredes del canal. La fase sólida preparada por este método permite la extracción de éxito y la elución de los ácidos nucleicos en el microchip polimérico.

Fibroblastos De Reestructuración De La Actividad De Dos Y Tres Dimensiones Glicosaminoglicano Colágeno Interfaces

Biomaterials. Aug, 2006  |  Pubmed ID: 16620959

Anteriormente hemos demostrado que el alto rendimiento experimentos de expresión génica puede proporcionar nueva información acerca de cómo las células responden a un colágeno-glicosaminoglicanos (GAG) medio de cultivo en tres dimensiones. El objetivo del presente estudio fue determinar cuál de estos resultado diferencias de cultivo en un constructo tridimensional frente a los causados ​​simplemente por la presencia del biomaterial de colágeno-GAG. Para hacer esta distinción, las células se cultivaron tanto en colágeno-GAG andamios fabricados utilizando un método de separación de fases y en dos dimensiones delgadas capas del mismo material. Control de las células se cultivaron en poliestireno estándar de cultivo de tejidos (TCPS). La respuesta celular se midió utilizando la histología y el análisis de microarrays y los resultados seleccionados se verificaron con reacción en cadena de polimerasa en tiempo real (RT-PCR). Los genes que participan en la remodelación de la matriz (componentes de la matriz, las metaloproteinasas de la matriz y factores de crecimiento) y la angiogénesis (VEGF, HGF y HMOX) mostraron ser expresados ​​diferencialmente entre las condiciones de tratamiento. Varios metaloproteinasas de matriz (MMP) fueron regulados en la celda de malla crecido mientras que algunos de sus inhibidores (TIMP) fueron reguladas. Estos resultados sugieren que la presentación tridimensional del material de colágeno-GAG a las células se requiere para estimular el aumento observado en el comportamiento de fibroblastos remodelación.

Análisis Nanomecánicos De Hueso Andamios Ingeniería De Tejidos

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

Los copolímeros de (2-hidroxietil metacrilato) (HEMA) y monómeros metacrilamida conjugados con aminoácidos fueron sintetizados y reticulado con dimetacrilato de etilenglicol. La biblioteca resultante de copolímeros se mineralizado in vitro utilizando dos métodos distintos. En el método de mineralización primero, los copolímeros se polimeriza en presencia de un sub-micra hidroxiapatito (HA) de suspensión. En el segundo método, los copolímeros se mineralizado con HA mediante un proceso de urea-mediada. Las propiedades mecánicas de todos los copolímeros, tanto mineralizadas y no, se determinaron utilizando nanoindentación tanto bajo carga y el control de desplazamiento. Un ajuste ley de potencia a la curva inicial de descarga se utilizó para determinar un módulo elástico reducido para cada material. Entre 30 y 300 muescas se realizaron en cada material, y el análisis de ANOVA se realizó para determinar la significación estadística de las diferencias en el módulo entre las muestras. Usando nanoindentación, las 22 muestras diferentes había reducido valores de módulo que van desde 840 MPa a 4,14 GPa. Aspártico metacrilato-ácido (ASP-MA), copolímeros no se distinguen de los materiales de control pHEMA. Polimerización en presencia de HA creado un material más uniforme que el método de la urea de la mineralización. Varios desafíos y las soluciones encontradas en la prueba de nanomecánica de materiales blandos y heterogéneos se discuten. Estos resultados demuestran que con el diseño experimental adecuado, las propiedades mecánicas de los materiales de ingeniería de tejidos andamios basados ​​en polímeros materiales compuestos cerámicos se puede determinar utilizando pequeñas muestras y técnicas de nanoindentación.

Análisis Mecánico Y Químico De Plasma Y De Ozono Ultravioleta-Tratamientos De Superficie Para La Unión Térmica De Los Polímeros De Dispositivos De Microfluídica

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

Aquí hemos demostrado que el plasma de radiofrecuencia y ultravioleta-ozono (UVO) modificaciones de la superficie son tratamientos efectivos para permitir la unión térmica de polímeros chips microfluídicos a temperaturas por debajo de la T (g) (temperatura de transición vítrea) del polímero. Los efectos de la UVO y plasma tratamientos sobre las propiedades de la superficie de una poliolefina cíclica y poliestireno se examinaron con espectroscopía de rayos X (XPS), las mediciones de ángulo de contacto, la microscopía de fuerza atómica (AFM) las mediciones de rugosidad de la superficie y las mediciones de la superficie de adhesión con AFM fuerza datos de distancia. Ensayos de flexión de tres puntos usando un analizador mecánico dinámico (DMA) se utiliza para caracterizar la resistencia de la unión de las piezas de polímero térmicamente selladas y las secciones transversales de los microcanales unidos fueron evaluados con microscopía electrónica de barrido (SEM). Los resultados experimentales demuestran que el plasma y tratamientos superficiales UVO causar cambios en las características químicas y físicas de las superficies de polímeros, lo que resulta en una disminución de T (g) a la superficie, y permitiendo así que los chips de microfluidos para ser efectivamente unida a temperaturas inferiores a el T (g) de la masa del polímero sin perder la geometría del canal deseado.

Péptidos Y Colágeno Sustratos a Base De Hidrogel Para El Cultivo in Vitro De Chick Cócleas

Biomaterials. Mar, 2008  |  Pubmed ID: 18037163

El objetivo general de este trabajo es mejorar la cultura del órgano auditivo de las aves para el uso dual de desarrollo de un modelo de regeneración de las células ciliadas y trazar un camino para la eventual sustitución del órgano de la audición. De este modo, se desarrolla un protocolo para la eliminación del órgano auditivo por parte de su membrana basal en el oído interno, conecte el órgano a una serie de membranas basales artificiales, y llevar a cabo un análisis cualitativo y cuantitativo de cómo el cambio la morfología celular, la viabilidad y la función con el tiempo . Culturas nativas de la matriz, donde el epitelio se flotando en medios de comunicación con la membrana basal y estructuras accesorias adjuntas, se utilizaron como una base de comparación. PuraMatrix, colágeno I, colágeno I / sulfato de condroitina y Matrigel fueron elegidos para abarcar una amplia gama de propiedades mecánicas y restos de macromoléculas. Sorprendentemente, encontramos que PuraMatrix superó a las otras matrices como un andamio para el cultivo de órganos de los sentidos. PuraMatrix un hidrogel péptido auto-ensamblado, es un sustrato de cultivo bioquímica específica que no contiene ninguno de los de la matriz extracelular (ECM) moléculas y factores de crecimiento contenidas en la membrana basal del oído interno. Mediciones reológicas revelan que PuraMatrix puede ser una aproximación más cercana a la rigidez de los tejidos blandos de apoyo del órgano auditivo. La densidad celular en el sustrato PuraMatrix es comparable a la de los cultivos de matriz nativas, a pesar de la ausencia de la membrana basal y estructuras accesorias. Otros estudios muestran que PuraMatrix apoya el cultivo de células pilosas funcionales durante un período de 72 h, con un aumento significativo en el número de células pilosas funcionales en comparación con el órgano cultivado sin una matriz. Este es el primer ejemplo de adhesión del epitelio auditivo adulto a un biomaterial para un período de tiempo prolongado. Con una mayor optimización, este sistema permitirá la realización de estudios novedosos muchos biofísicos y farmacológicos relacionados con las células ciliadas y las células de apoyo.

Caracterización Dependiente Del Tiempo Mecánico De Poli (2-hidroxietil Metacrilato) Hidrogeles Utilizando Nanoindentación Y Compresión Simple

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

Los hidrogeles presentan desafíos únicos para nanoindentación, incluyendo la preparación de muestras, control de los parámetros experimentales, y las limitaciones impuestas por los instrumentos de ensayos mecánicos y análisis de datos originalmente destinados a materiales más duros. Los artefactos que se producen durante nanoindentación de las muestras hidratadas se han descrito, pero las propiedades de los materiales obtenidos a partir de nanoindentación hidratado aún no se han relacionado con las propiedades de los materiales obtenidos de las pruebas macroescala. Para evaluar el mejor método para correlacionar los resultados de las pruebas de microescala y macroescala de materiales blandos, nanoindentación y no confinados ensayos de compresión de relajación con el estrés se realizaron en poli-2-hidroxietil metacrilato (PHEMA) hidrogeles con un rango de concentraciones de reticulador. Los datos de nanoindentación se analizaron con el modelo de Oliver-Pharr elástica y la de Maxwell-Wiechert (j = 2) modelo viscoelástico. Los datos de compresión no confinada se analizaron con el modelo de Maxwell-Wiechert. Este modelo viscoelástico proporcionan un ajuste excelente para las curvas de relajación de estrés de ambas pruebas. Las constantes de tiempo de nanoindentación y la compresión no confinada fueron significativamente diferentes, y proponemos que estas diferencias se deben a diferencias en el tiempo de equilibrio entre los experimentos a microescala y macroescala y en la geometría de la muestra. El equilibrio de Maxwell-Wiechert módulo proporciona la mejor acuerdo entre nanoindentación y compresión simple. Además, ambos análisis nanoindentación mostró un aumento en el módulo con cada aumento de la concentración de agente de reticulación, la validación de que nanoindentación puede discriminar entre similares, de bajo módulo, las muestras hidratadas.

Ejemplo De Módulo De Preparación Para La Lisis Bacteriana Y Aislamiento De ADN a Partir De Orina Humana

Biomedical Microdevices. Jun, 2009  |  Pubmed ID: 19130239

Sílice impregnado columnas monolíticas de polímero puede proporcionar un método simple para lisar y extracción de ADN de bacterias dentro de los chips de microfluidos. Aquí se utiliza Escherichia coli como organismo de prueba por un punto de atención termoplástico módulo de microfluidos diseñado para disfrutar de una muestra de orina, se mezcla con solución amortiguadora de lisis, y realizar un producto químico híbrido / lisis mecánica y extracción en fase sólida de los ácidos nucleicos de la muestra. Para demostrar la prueba de concepto, que las muestras de orina humana dopada hematuric con E. coli en concentraciones que van desde 10 (1) 10 (5) unidades formadoras de colonias / ml (UFC / mL) para simular muestras de los pacientes. A continuación realizó en el chip de lisis y extracción de ADN. El ADN bacteriano se amplificó utilizando en tiempo real lisis PCR demostrando y el aislamiento hasta 10 (1) UFC / ml. Los resultados fueron comparables a un equipo comercial en concentraciones más altas y un mejor desempeño en la recuperación de ADN en concentraciones más bajas.

Efecto De Trypan Tinción Azul En El Módulo De Elasticidad De Las Cápsulas Anterior Del Cristalino De Los Pacientes Diabéticos Y No Diabéticos

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

Para determinar si tripan azul provoca una diferencia significativa en las propiedades biomecánicas (rigidez) de cápsulas de lentes de diabéticos y no diabéticos anterior y para determinar si la diabetes altera significativamente la rigidez de las cápsulas anterior del cristalino.

Diagnóstico De Microfluidos: La Hora De Estándares De La Industria

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

Preparación De Muestras Para PCR Microescala De C. Difficile Fecal Infectada

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

En este trabajo se describe el diseño de un chip de microfluidos para la preparación de muestras muestras de heces humanas infectadas con Clostridium difficile. Se estableció una reacción en cadena de la polimerasa capaz de distinguir de C. difficile en la presencia de varios otros organismos que se encuentran en la flora intestinal normal. Un protocolo para el chip de extracción de ácidos nucleicos a partir de muestras clínicas se describe que se puede detectar el ADN diana abajo a 5.0x10 (-3) ng de plantilla. El chip de ensayo y preparación de la muestra fueron validados a continuación, utilizando conocidos positivos y negativos conocidos muestras clínicas. El trabajo presentado tiene aplicaciones potenciales, tanto en el mundo desarrollado y en desarrollo.

Errores En La Superficie De Detección De Provocar Una Sobrestimación Del Módulo De Nanoindentación Sobre Materiales Suaves

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

La precisión de las propiedades mecánicas de la profundidad de detección de sangría o nanoindentación, depende de la exactitud de la medición de desplazamiento utilizado para calcular estas propiedades. Aquí, las técnicas actuales de nanoindentación y métodos de análisis para la medición precisa del desplazamiento son revisados. En primer lugar, la capacidad de un instrumento comercial para detectar la superficie de materiales blandos se examina. En segundo lugar, los métodos de detección de muestras de superficie son revisados. Finalmente, un caso de sobreestimación del módulo de elasticidad de un material compatible con nanoindentación con valores incorrectos de desplazamiento se presenta.

Expresión Diferencial De Genes Usando ARNm Aislado En Plástico Los Chips De Microfluidos

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

Aquí se demuestra la capacidad de realizar experimentos de expresión génica diferencial utilizando ARN mensajero (ARNm) aislado de crudo de células lisados ​​utilizando un plástico de microfluidos columna de extracción en fase sólida. Las columnas de microfluidos (100microm por 100microm por 1,5 cm) fueron fabricados en una poliolefina cíclica por el estampado en caliente con un electroformada maestro molde. La fase sólida-consistió en un monolito fotopolimerizada microporosa incrustado con micropartículas funcionales y unido covalentemente a través de las paredes del canal fotoiniciada injerto. Para el aislamiento del ARNm a partir de ARN total y el aislamiento del ARNm directa a partir de lisados ​​celulares, oligo (dT) las perlas fueron incorporados en el monolito. La eficacia de la extracción del sistema es aproximadamente 80% y la capacidad de unión de ácidos nucleicos de la sílice en fase sólida en esta configuración es de aproximadamente 3,5 ng. El micro en fase sólida se aplicó para la extracción y purificación de ARNm de hígado humano ARN total y el aislamiento de ARNm a partir de células humanas neonatales fibroblastos dérmicos (NHDF) y MCF7 lisados ​​de células de cáncer de mama. La expresión diferencial de genes entre las dos líneas celulares se ha demostrado.

Bajo Costo Y Fabricable MicroTAS Completas Para La Detección De Bacterias

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

En este artículo se presenta un instrumento totalmente integrado laboratorio-en-un-chip y asociados para la detección de bacterias a partir de muestras líquidas. El sistema lleva a cabo la lisis bacteriana, el aislamiento de ácidos nucleicos y la concentración, la reacción en cadena de polimerasa (PCR), y al final de punto de detección fluorescente. Para permitir la fabricación de realmente bajo costo del chip desechable de un solo uso, hemos diseñado el chip de plástico en un formato plano sin ningún componente activo a ser susceptibles de moldeo por inyección y se utiliza un novedoso polímero poroso monolito (PPM) incrustado con sílice que ha sido muestra para lisar las bacterias y aislar los ácidos nucleicos de muestras clínicas (MD Kulinski, Mahalanabis M., Gillers S., Zhang JY, Singh S. y Klapperich CM, Biomed. Microdevices, 2009, 11, 671-678). (1) El chip está hecho de Zeonex (R), un termoplástico con una temperatura de fusión alta para permitir la transmisibilidad de PCR, UV bueno para la radiación UV-curado de la PPM, y baja auto-fluorescencia para la detección de fluorescencia de la amplificación. Hemos construido un prototipo de instrumento para automatizar el control de los fluidos, ciclos de temperatura, y la detección óptica con la capacidad de dar cabida a varios diseños de chips. Para habilitar el control de fluidos, sin incluir las válvulas o bombas en el chip, se utilizó una técnica de conmutación de la válvula de control remoto. Para permitir que el líquido cambia de velocidad de flujo en el chip sin válvulas, cambio de velocidad que incorporan depósitos de líquido. El ciclo térmico PCR se realizó con un calentador de cerámica y de refrigeración de aire, mientras que el punto final de detección de fluorescencia se logra con un espectrómetro óptico; todos integrados en el instrumento. El chip de manera automática se acopla con el instrumento a través de una interfaz de bloque que presiona contra el chip. El bloque de interfaz alinea y asegura un buen contacto del chip a la región de temperatura controlada y la óptica. La funcionalidad integrada de la viruta se demostró utilizando Bacillus subtilis como un blanco modelo bacteriana. Un ensayo TaqMan se empleó en el chip para detectar el ADN bacteriano aislado.

Un Nuevo Adhesivo Biocompatible Incorporación De Monómeros Derivados De Las Plantas

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

Se describe una nueva clase de biomateriales con potencial para una variedad de aplicaciones en ingeniería de tejidos, la cicatrización de heridas, y suministro de fármaco transdérmico. Estos materiales están basados ​​en oleico éster metílico (OME), que se deriva a partir de aceites vegetales diferentes, incluyendo aceite de soja. La OME se acrilado (AOME) y, posteriormente, copolimerizado con metacrilato de metilo (MMA) y dimetacrilato de etilenglicol (EGDMA) para formar adhesivos sensibles a la presión (PSA). Se evaluó la cytocompatibility de cada producto de PSA con Alamar Azul y ensayos en vivo / muerto. Se encontró que después de 2 h, las células de fibroblastos humanos unidos en los cuatro de los polímeros de PSA ensayadas. Después de 24 h, la propagación de células se observó en todos los materiales con la excepción de que el producto polimerizado AOME (PAOME). Las células unidas a los productos copolímeros de PSA continuó a proliferar durante un máximo de 2 semanas, como se muestra por formación de imágenes microscopio confocal fluorescente. Finalmente, un análisis mecánico de cada uno de los copolímeros se presenta demostrando que tienen una gama de propiedades mecánicas y adhesividad celular dependiendo de la formulación, haciéndolos candidatos atractivos para su uso como adhesivos bioactivos.

Lisis Celular Y La Extracción De ADN De Las Bacterias Gram-positivas Y Gram-negativas De La Sangre Completa En Un Chip De Microfluidos Desechable

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

La sepsis causada por bacterias gram positivas y gram-es la causa principal de muerte en UCI no coronarias y la décima causa de muerte en los Estados Unidos. Hemos desarrollado una plataforma de preparación de muestras de microfluidos para una rápida chip de detección de organismos infecciosos para el diagnóstico de los puntos de atención. Los chips de microfluidos están hechas de un material termoplástico sólido y puede ser fácilmente multiplexada para aplicaciones de alto rendimiento. Las bacterias se lisan en el chip a través de productos químicos híbrido / método mecánico. Una vez lisadas, el ADN bacteriano se aísla usando un cordón de sílice microescala / compuesto de polímero sólido de la fase de extracción (SPE) de la columna. Lisis se confirmó a través fuera del chip PCR en tiempo real. Se aislaron y se detecta tanto gram-negativas (Escherichia coli) y gram-positivos (Bacillussubtilis y Enterococcus faecalis) ADN genómico de bacterias de microlitros escala pinchos muestras de sangre humana. El sistema funciona mejor para bacterias gram-negativas que lo hace por bacterias gram-positivas, con los límites de detección en 10 (2) UFC / ml y 10 (3) -10 (4) UFC / ml, respectivamente. Los tiempos totales de extracción son menos de una hora y puede reducir aún más mediante la alteración de la geometría del canal y el bombeo de configuración.

Un Dispositivo Integrado Desechable Para La Extracción De ADN Y Amplificación Dependiente De Helicasa

Biomedical Microdevices. Apr, 2010  |  Pubmed ID: 20066496

Aquí mostramos la demostración de un chip de microfluidos integrado que realiza la amplificación helicasa dependiente (HDA) en las muestras que contienen bacterias vivas. Combinada basado en chips de preparación de muestras y la amplificación isotérmica son atractivas para aplicaciones sanitarias mundiales, ya la necesidad de instrumentación para controlar el caudal y los cambios de temperatura se reducen o eliminan. Amplificación de lisis bacterias, la extracción de ácido nucleico, y el ADN con un reportero fluorescente se incorporan en un polímero desechable formato cartucho. Inteligente control pasivo fluídico utilizando una válvula de charnela y un respiradero hidrófobo (con una membrana de PTFE nanoporoso) con un sencillo en el chip de sonido elimina las operaciones de múltiples usuarios. El dispositivo es capaz de detectar hasta diez unidades formadoras de colonias (UFC) de E. coli en medio de crecimiento.

El Aislamiento De ARN a Partir De Células De Mamíferos Mediante Monolitos De Polímeros Porosos: Una Aproximación Para La Automatización De Alto Rendimiento

Analytical Chemistry. Jun, 2010  |  Pubmed ID: 20443545

La ciencia de la vida y las comunidades de la salud han sido la redefinición de la importancia del ácido ribonucleico (ARN) a través del estudio de la molécula de ARN pequeños (en RNAi / siRNA tecnologías), de micro ARN (en la investigación del cáncer y la investigación con células madre), y el ARNm (análisis de expresión génica para los objetivos de drogas biológicas). La investigación en este campo requiere cada vez más técnicas de aislamiento eficientes y de alto rendimiento para el ARN. Actualmente, varios kits comerciales están disponibles para aislar ARN de las células. Aunque la calidad y la cantidad de ARN, producido a partir de estos kits es suficientemente buena para muchos propósitos, existen limitaciones en términos de eficacia de la extracción de las poblaciones de células pequeñas y la posibilidad de automatizar el proceso de extracción. Tradicionalmente, la automatización de un proceso se reduce el costo y tiempo del personal al mismo tiempo aumentar el rendimiento y la reproducibilidad. Como el campo del ARN madura, nuevos métodos para la automatización de su extracción, en especial de los números de celulares de baja y en el alto rendimiento, son necesarias para lograr estas mejoras. La tecnología presentada en este artículo es un paso hacia este objetivo. El método se basa en una tecnología de extracción en fase sólida utilizando un polímero poroso monolito (PPM). Un enfoque novedoso de lisis celular y una mayor superficie de unión a lo largo de la columna de extracción PPM asegurar un alto rendimiento a partir de pequeñas muestras de partida, el aumento de la sensibilidad y la reducción de costes indirectos en cultivo celular y almacenamiento de las muestras. El método garantiza un procedimiento rápido y sencillo para el aislamiento de ARN a partir de células eucariotas, con un alto rendimiento tanto en términos de calidad y cantidad. La técnica es susceptible de automatización e integración de flujo de trabajo optimizado, con la miniaturización posible del proceso de manipulación de las muestras por lo que es adecuado para aplicaciones de alto rendimiento.

Un Nuevo Método Para Simular El Movimiento De Las Distintas Bacterias Elipsoidales En Dispositivos De Microfluidos

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

Para realizar correctamente los experimentos biológicos sobre las bacterias en los dispositivos de microfluidos, control de movimiento celular escala micrométrica en el entorno de chips de tamaño es esencial. Aquí se describe un nuevo método para simular el movimiento de las células bacterianas individuales en un dispositivo de microfluidos utilizando un enfoque de acoplamiento unidireccional lagrangiano combinado con la teoría de cuerpo rígido. El celular se supone que es un medio elástico, sólida elipsoide, y las interacciones con los límites de las paredes sólidas se considera que ocurre en uno de dos modos de colisión, ya sea un "pie" o "mentirosos" el modo de colisión en la superficie. Las ecuaciones diferenciales ordinarias se resolvieron a lo largo de la trayectoria de células para las variables desconocidas trece de la velocidad de traslación de células, vectores ubicación de la celda, la velocidad angular de rotación, y cuatro parámetros de Euler, utilizando el método Rosenbrock basa en una adaptación de tiempo de paso a paso la técnica. Como aplicaciones seleccionadas, se muestra cómo este método de simulación novela se puede aplicar a los diseños de trampas eficaces celulares hidrodinámicas en un dispositivo de microfluidos para aplicaciones bacterianas y para separaciones celulares. Diseños modelados son optimizados en forma de U matrices tamiz con una sola abertura para la captura de células hidrodinámica, y tres tipos de micropilares escalonados para las separaciones de las células.

Han Contribuido a La Cuestión Emergente Investigadores

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

Rapid Point-of-care Concentración De Bacterias En Un Dispositivo Desechable De Microfluidos Que Utilizan El Efecto Del Menisco Arrastrar

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

Se presenta un bajo coste y desechable de microfluidos muestra de polímero de dispositivo de preparación para llevar a cabo una rápida concentración de las bacterias de muestras líquidas con aumento de la evaporación dirigido a la detección de aguas abajo con superficie mejorada espectroscopia Raman (SERS). El dispositivo se compone de un poli (dimetilsiloxano) (PDMS) capa líquida de la muestra de flujo, una capa de flujo de aire de metal reutilizable, y una porosa de PTFE (teflón ™) intercalado en la membrana entre el líquido y las capas de aire. La capacidad de concentración del dispositivo se demostró con éxito con marcado con fluorescencia Escherichia coli (E. coli). La concentración de recuperación fue superior al 85% para todas las concentraciones iniciales inferiores a 1 ml x 10 (4) UFC (-1). En los casos más bajos de concentración inicial, 100 volúmenes iniciales de l solución bacterias en 100 UFC ml (-1) se concentraron en 500 gotitas nL con mayor que 90% de eficiencia en 15 min. Pruebas posteriores con SERS sobre Staphylococcus aureus clínicamente relevante sensible a meticilina (MSSA) después de la concentración de este dispositivo demostró la mejora de más de 100 veces en la intensidad de la señal SERS en comparación con la señal obtenida de la muestra no concentrado. El dispositivo de concentración es sencillo de diseñar y utilizar, y como tal podría ser utilizado en conjunción con un número de tecnologías de detección.

Chip De Microfluidos Para Plástico De Flujo Continuo Reacción En Cadena De La Polimerasa: Simulaciones Y Experimentos

Biotechnology Journal. Nov, 2010  |  Pubmed ID: 21053333

Un dispositivo de flujo continuo polimerasa reacción en cadena (CF-PCR) comprende un solo canal fluídico que se calienta diferencialmente para crear variaciones espaciales de temperatura tales que una muestra que fluye a través de ella experimenta el ciclo térmico necesario para inducir la amplificación. Este tipo de dispositivo puede proporcionar un medio eficaz para detectar la presencia de una pequeña cantidad de ácido nucleico de los volúmenes de muestra muy pequeños. CF-PCR es atractivo para las aplicaciones de la salud mundial debido a sus requisitos menos estrictos para el control de la temperatura que para los otros diseños. Para la producción en masa de bajo costo CF-PCR, la fabricación a través de dispositivos de moldeo termoplástico será probablemente necesario. Aquí se estudia la optimización de un ensayo de PCR en un polímero CF-PCR dispositivo. Tres diseños de canales, con diferentes ratios de tiempo de residencia de los tres pasos de la PCR (desnaturalización, hibridación y extensión), fueron modelados, construido y probado. Un ensayo estandarizado se ha ejecutado en los tres chips diferentes, y los rendimientos de PCR fueron comparados. Los perfiles del gradiente de temperatura de los tres diseños y los tiempos de residencia de moléculas de ADN simuladas que fluyen a través de cada zona de temperatura se prevé utilizar métodos computacionales. PCR rendimiento previsto por la simulación correspondía a resultados experimentales. Los efectos del tamaño de ADN molde y tiempo de ciclo en el rendimiento de la PCR también fueron estudiados. Los experimentos y las simulaciones que aquí se presenta guiado el diseño de chips CF-PCR y proporcionar un modelo para predecir el rendimiento de los nuevos CF-PCR diseños antes de la fabricación de chips reales, lo que reduce el tiempo de vuelta para el nuevo dispositivo y el diseño del ensayo. En conjunto, este marco de simulación combinada y el desarrollo experimental se ha reducido en gran medida el tiempo de ensayo el desarrollo de la CF-PCR en nuestro laboratorio.

Reventado Programada De Las Bacterias Individuales Mediante Micrómetro-tamaño De Tamices

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

Supervisar el comportamiento en tiempo real de las matrices espaciales de individuales bacterias vivas las células sólo se consigue con mucha dificultad experimental debido al pequeño tamaño y la movilidad de las células. Para solucionar este problema, hemos diseñado y construido un dispositivo simple de microfluidos capaz de atrapar células de las bacterias individuales en lugares espacialmente bien definidos sin el uso de tratamientos superficiales químicos. El dispositivo aprovecha la hidrodinámica para disminuir la velocidad y atrapar las células que fluyen cerca de una abertura estrecha. Se han modelado este sistema numéricamente por aproximar el movimiento de células de E. coli como rígidos en 3-D elipsoides. Las predicciones numéricas para la velocidad y la eficiencia de captura fueron probados por la fabricación de los dispositivos de imágenes y las buenas prácticas agrarias expresión de E. coli a una alta resolución espacio-temporal. Encontramos que nuestras simulaciones numéricas de acuerdo bien con el flujo real de la celda para diferentes geometrías de la trampa. Las células atrapadas son ópticamente accesible, y se combina con nuestra capacidad para predecir su localización espacial se demuestra la facilidad de este método para el seguimiento de múltiples células individuales sobre un curso de tiempo. La simplicidad del diseño, materiales de bajo costo y fácil fabricación que sea una herramienta accesible para cualquier laboratorio de biología de sistemas.

Chip De Microfluidos Para Plástico De Flujo Continuo Reacción En Cadena De La Polimerasa: Simulaciones Y Experimentos

Biotechnology Journal. Feb, 2011  |  Pubmed ID: 21298803

Un dispositivo de flujo continuo polimerasa reacción en cadena (CF-PCR) comprende un solo canal fluídico que se calienta diferencialmente para crear variaciones espaciales de temperatura tales que una muestra que fluye a través de ella experimenta el ciclo térmico necesario para inducir la amplificación. Este tipo de dispositivo puede proporcionar un medio eficaz para detectar la presencia de una pequeña cantidad de ácido nucleico de los volúmenes de muestra muy pequeños. CF-PCR es atractivo para las aplicaciones de la salud mundial debido a sus requisitos menos estrictos para el control de la temperatura que para los otros diseños. Para la producción en masa de bajo costo CF-PCR, la fabricación a través de dispositivos de moldeo termoplástico será probablemente necesario. Aquí se estudia la optimización de un ensayo de PCR en un polímero CF-PCR dispositivo. Tres diseños de canales, con diferentes ratios de tiempo de residencia de los tres pasos de la PCR (desnaturalización, hibridación y extensión), fueron modelados, construido y probado. Un ensayo estandarizado se ha ejecutado en los tres chips diferentes, y los rendimientos de PCR fueron comparados. Los perfiles del gradiente de temperatura de los tres diseños y los tiempos de residencia de moléculas de ADN simuladas que fluyen a través de cada zona de temperatura se prevé utilizar métodos computacionales. PCR rendimiento previsto por la simulación correspondía a resultados experimentales. Los efectos del tamaño de ADN molde y tiempo de ciclo en el rendimiento de la PCR también fueron estudiados. Los experimentos y las simulaciones que aquí se presenta guiado el diseño de chips CF-PCR y proporcionar un modelo para predecir el rendimiento de los nuevos CF-PCR diseños antes de la fabricación de chips reales, lo que reduce el tiempo de vuelta para el nuevo dispositivo y el diseño del ensayo. En conjunto, este marco de simulación combinada y el desarrollo experimental se ha reducido en gran medida el tiempo de ensayo el desarrollo de la CF-PCR en nuestro laboratorio.

Errata: Un Dispositivo Integrado Desechable Para La Extracción De ADN Y Amplificación Dependiente De Helicasa

Biomedical Microdevices. Jun, 2011  |  Pubmed ID: 21369762

En el manuscrito original, se informó de la demostración de un chip integrado de microfluidos que realizó la amplificación dependiente de helicasa (HDA) en las muestras que contienen bacterias vivas. Amplificación de lisis bacteriana, la extracción de ácido nucleico, y el ADN con un reportero fluorescente se incorporaron en un formato desechable polímero cartucho. Nos informó de que el dispositivo fue capaz de detectar tan sólo 10 unidades formadoras de colonias (UFC) de E. coli en medio de crecimiento. Mientras que las principales conclusiones del documento original siguen siendo sólidos, los datos presentados en apoyo de esas conclusiones figuran los errores que se detallan, discutir y corregir aquí. En resumen, identificado erróneamente un producto no específico como un producto específico de nuestra reacción HDA. Nos llama incorrectamente reacciones que contienen el producto no específica (longitud de 70 pb) positivo. Investigaciones posteriores demostraron que nuestro primer conjunto era defectuoso y no son capaces de amplificar el producto específico. Aquí hemos rediseñado cebadores, ordenados todos los productos y reran todos los experimentos publicados anteriormente para generar un nuevo conjunto de datos, verificados.

Clínicamente Relevante De Aislamiento De Microfluidos Magnetophoretic De Rare-poblaciones De Células Para Aplicaciones De Diagnóstico Y Terapéutica

Analytical Chemistry. Feb, 2012  |  Pubmed ID: 22240089

Las células son de interés biomédico, a pesar de su importancia funcional, a menudo se presentan en cantidades muy pequeñas. Por lo tanto el análisis y el aislamiento de células raras que antes eran inaccesibles, como la periférica de células madre hematopoyéticas, células progenitoras endoteliales o las células tumorales circulantes, requieren de procedimientos eficaces, sensible y específica que no comprometan la viabilidad de las células. El estudio actual se basa en trabajos anteriores en un diseño racional de microfluidos magnetophoretic plataforma de separación de células capaces de caudales de 240 l min (-1). La prueba de concepto se llevó a cabo primero con células MCF-7 (1-1000 total de células) en la célula diana rara disparó en altas concentraciones de células Raji no son objeto de linfocitos B (~ 10 (6) el total de células). Estos experimentos conducir a la creación de una separación imán basado para el aislamiento de 50 células MCF-7 directamente de la sangre entera. Los resultados muestran una eficiencia de recolección superior al 85%, con una pureza de más del 90%. A continuación, residentes en las células progenitoras endoteliales y las células madre hematopoyéticas están directamente aislado de la sangre humana en su conjunto de una manera rápida y eficiente (> 96%). Las dos poblaciones de células podría ser al mismo tiempo aislado y, a través de la tinción de inmunofluorescencia, identificados individualmente y se enumeran. En general, el dispositivo presentado ilustra una plataforma viable para la separación de alta pureza, eficiente, y la recogida rápida de las poblaciones de células raras directamente a partir de muestras de sangre entera.

Concentración De La Muestra Y Purificación Para El Diagnóstico De 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 capacidad de aumentar la concentración de analitos en un volumen de muestra fijo potencialmente puede reducir el límite de detección para muchas técnicas Biosensibles y así es clave en la preparación de muestras para diagnóstico de enfermedades infecciosas. Concentración por evaporación es un método eficaz para lograr el enriquecimiento de destino. Sin embargo, concentrando muestras humanas, incluyendo sangre y plasma, por métodos basados en la evaporación se hace difícil por altas concentraciones de proteínas y electrolitos. Deshidratación de las proteínas hace que la muestra en un gel, lo que dificulta aún más análisis. Al mismo tiempo, disminuyendo el volumen aumenta la concentración total de electrolitos, causando lisis de partícula viral o bacteriana y hacerlos más difíciles de detectar en biosensores basados en la afinidad. Así, hemos fabricado un chip microfluídico que incorpora la diálisis y la concentración en un solo diseño. El chip dialyzes las proteínas del plasma, mientras mantiene una concentración adecuada de electrolitos y concentrarse en los objetivos de la muestra. El proceso de concentrar las muestras de plasma o suero por un factor de 10 toma menos de 30 minutos. Como una prueba de concepto, demostramos el chip con un defectuoso Virus de inmunodeficiencia humana (VIH). Para distinguir a pacientes en terapia antirretroviral que están fallando terapia de aquellos que no son, un diagnóstico debe ser capaces de detectar el VIH en el plasma hasta por lo menos 1000 partículas por mililitro. Para un número de razones técnicas, es difícil conseguir reacciones de PCR de la en-viruta para llegar a este nivel de sensibilidad, por lo que la concentración del VIH de las muestras de carga viral inferiores tiene el potencial para mejorar la sensibilidad de muchos tipos de pruebas de carga viral de point-of-care molecular.

Chip Microfluídico Para Amplificación Molecular De Influenza A RNA En Muestras Respiratorias Humanas

PloS One. 2012  |  Pubmed ID: 22457740

Un dispositivo de (POC) punto de atención rápido, bajo costo, preciso para detectar el virus de la influenza es necesario para un tratamiento efectivo y control de cepas estacionales y pandémicas. Hemos desarrollado un chip microfluídico desechable que integra la extracción en fase sólida (SPE) y amplificación molecular mediante una reacción en cadena de polimerasa transcripción reversa (RT-PCR) para amplificar tipo A ARN del virus de la gripe. Hemos demostrado la capacidad del chip para amplificar gripe A RNA en aspirado nasofaríngeo humano (NPA) y muestras de frotis nasofaríngeo (NPS) obtenido en dos centros clínicos 2008-2010. La prueba de microfluidos era considerablemente más sensible que dos actualmente inmunoanálisis rápidos y tenían alta especificidad que era esencialmente equivalente a la rápida ensayos y pruebas de antígeno fluorescente directo (DFA). Divulgamos 96% (CI 89%, 99%) sensibilidad y 100% (IC del 95%, 100%) especificidad frente a convencionales (bancada) RT-PCR se basa en la prueba de n = 146 muestras (valor predictivo positivo = 100% (IC: 94%, 100%) y valor predictivo negativo = 96% (CI 88%, 98%)). Se comparan estos resultados con DFA en muestras tomadas durante el mismo período de tiempo (98% (IC: 91%, 100%) sensibilidad y 96% (CI 86%, el 99%) en comparación con las pruebas estándar de oro de la especificidad). Las pruebas de inmunoensayo rápido sobre muestras tomadas durante el período de inscripción eran menos fiables (49% (CI 38%, 61%) sensibilidad y 98% (IC: 98%, 100%) especificidad). La prueba de microfluidos extraído y había amplificado gripe A ARN directamente en muestras clínicas con cargas virales 10³ copias/ml en 3 h o menos. La nueva prueba representa un gran avance sobre cultura viral en términos de tiempo, pruebas de inmunoensayo rápido en términos de sensibilidad y sobre la mesa RT-PCR y DFA en términos de facilidad de uso y portabilidad.

Purificación De ADN/ARN En Un Dispositivo Microfluídico

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

Técnicas de diagnóstico modernas exigen a menudo, el aislamiento y purificación de ácidos nucleicos directamente de las muestras como sangre o heces del paciente. Muchas pruebas diagnósticas están miniaturizados en plataformas de tamaño micro e integrado en dispositivos microfluídicos debido a las economías resultantes de pequeños volúmenes de muestra y reactivo. A menudo, estos dispositivos realizan preparación de muestras en serie con las pruebas diagnósticas. Los pasos de preparación de la muestra son vitales para purificar el material genético de inhibidores potenciales que pueden interferir con el resultado de la prueba. Hay diversas técnicas utilizadas para capturar selectivamente los ácidos nucleicos mientras lavando posible contaminación (proteínas, enzimas, lípidos, etc.). Dos de las formas más comunes de la captura selectiva se basan en el ácido nucleico que ataba a la superficie de sílice o en la precipitación de los ácidos nucleicos con o sin la presencia de una especie de portador. Cada uno de estos métodos puede realizarse en fase líquida o en un soporte sólido como una columna de extracción. Aquí discutimos métodos y aplicaciones de microfluídica de dirección.