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Articles by Jaewon Park in JoVE
JoVE General
Un multi-vano SNC Neuron-glia Co-cultura Microfluidic piattaforma
1Department of Electrical and Computer Engineering, Texas A&M University (TAMU), 2Department of Veterinary Integrative Biosciences, Texas A&M University (TAMU)
Abbiamo sviluppato un nuovo multi-comparto dei neuroni co-coltura piattaforma microsistema in vitro SNC assone-glia di ricerca interazione. La piattaforma è in grado di condurre fino a sei esperimenti indipendenti, in parallelo ed è stato fabbricato utilizzando una nuova concezione macro / micro metodo ibrido fabbricazione.
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Piattaforma Microfluidica Co-culture Compartimenti Stagni Della CNS Assone Mielinizzazione Ricerca
Questo libro presenta una piattaforma di compartimenti stagni co-culture microfluidica circolare che può essere utilizzata per la ricerca di mielinizzazione assone del sistema nervoso centrale (SNC). La piattaforma microfluidica è composta da un vano di soma e un vano assone/glia collegato attraverso matrici di microcanali assone-guida. Glia producono mielina, gli oligodendrociti (OLs), collocato nel vano assone/glia, interagire con solo assoni ma non con somata neuronale confinato al compartimento soma, che ricorda alla situazione in vivo dove molte fibre assoni sono mielinizzati di OLs a distanza dai corpi delle cellule neuronali. Neuroni primari proencefalo da embrionale giorno che 16-18 ratti sono stati coltivati all'interno del vano di soma per due settimane consentire loro di maturare e formare reti estese assone. Progenitori OL, isolato dal giorno postnatale cervelli di ratto 1-2, erano poi aggiunti al vano assone/glia e co-cultured con i neuroni per un due settimane supplementari. Microdevice ha mostrato fluido isolamento tra i due compartimenti e correttamente isolati corpi cellulari neuronali e dendriti da assoni crescente attraverso le matrici di microcanali assone-guida nel vano assone/glia. Il dispositivo circolare co-culture sviluppato qui ha mostrato eccellente cella carico caratteristiche dove un numero significativo di cellule sono stato posizionato vicino il microcanali assone-guida. Questo ha aumentato significativamente la probabilità di assoni che attraversano questi microcanali, come dimostrato da più di 51% della superficie del vano assone/glia coperto con assoni due settimane dopo la semina delle cellule. Progenitori OL co-cultured con assoni all'interno del vano di axon/glia correttamente differenziato in OLs matura. Questi risultati indicano che questo dispositivo può essere utilizzato come una piattaforma eccellente in vitro co-culture per studiare l'interazione localizzata assone-glia e di segnalazione.
Micropatterning Di Poly(dimethylsiloxane) Usando Una Tecnica Di Decollo Photoresist Per Isolamento Elettrico Selettivo Di Matrici Microelettrodo
Viene presentato un poly(dimethylsiloxane) (PDMS) creazione di serie di metodo basato su una tecnica di decollo photoresist per fare uno strato di isolamento elettrico con aperture selettive. Il metodo consente di creare modelli PDMS con vari spessori senza alcuna limitazione nei disegni e senza la necessità di complicati processi o attrezzature costose e piccole caratteristiche. Strati PDMS fantasia sono stati creati da fase liquida spin-coating PDMS sopra un substrato avendo modelli sacrificali photoresist, seguite da un processo di decollo di photoresist. Lo spessore degli strati PDMS fantasia potrebbe essere accuratamente controllato (6,5-24 µm) di elaborazione parametri quali velocità di spin-coating PDMS, rapporti di diluizione PDMS e sacrificale photoresist spessori di regolazione. Caratteristiche PDMS piccoli come 15 µm con successo furono modellate e sono stati studiati gli effetti di ogni parametro di elaborazione sui modelli finali. Prove di resistenza elettrica tra due elettrodi adiacenti con e senza lo strato di isolamento hanno mostrato che la fantasia PDMS strato funzioni correttamente come uno strato di isolamento elettrico. Biocompatibilità dello strato PDMS fantasia è stata confermata dalla coltura di cellule del neurone primario sopra lo strato di fino a due settimane. Un'ampia rete neuronale è stata costituita con successo, mostrando che questo PDMS creazione di serie di metodo può essere applicato a vari microdevices biosensori. L'utilità di questo metodo di fabbricazione è stato ulteriormente dimostrato con successo creando uno strato isolante elettrico fantasia su substrati flessibili contenenti matrici gitale.
Fabbricazione Di Micro-macro Ibrido Soft-litografia Master (MMHSM) Per Applicazioni Di Lab-on-a-chip
Vi presentiamo una tecnica di fabbricazione di romanzo ibrido di micro-macro soft-litografia master (MMHSM) dove microdevices avendo caratteristiche sia su microscala e macroscala può essere replicata con un unico passaggio soft-litografia. Un maestro poly(methyl methacrylate) (PMMA) avendo macroscala strutture in primo luogo è stato creato da una fresatrice a banco. Un imprinting master mold avendo strutture su microscala fu poi impresso sulla superficie attraverso un processo di goffratura a caldo per ottenere uno stampo master PMMA PMMA. Un maestro poly(dimethylsiloxane) (PDMS) fu poi replicato da questo maestro di PMMA attraverso un processo standard di soft-litografia. Questo processo ha permesso sia su microscala (altezza: microm, larghezza 3-20:20-500 microm) e macroscala (altezza: 3,5 mm, larghezza: 1,2-7 mm) strutture a coesistere su stampo master PDMS, da cui dispositivi PDMS finale potrebbero essere facilmente eradicati in grandi quantità. Microfluidica strutture che richiedono macroscala dimensioni in altezza, come serbatoi o tubi idraulici interconnessioni, potrebbero essere costruiti direttamente in dispositivi microfluidici PDMS senza tipicamente usato manuale processo di punzonatura. Questo ha ridotto significativamente errori di allineamento e tempo richiesto per tali passaggi di lavorazione manuale. In questo libro, abbiamo dimostrato con successo l'utilità di questo metodo di fabbricazione del romanzo ibrido di fabbricare un dispositivo microfluidico PDMS con 40 incorporate interfacce fluidici e una piattaforma di co-culture multi-scomparto neurone PDMS, dove vani scala millimetrata sono collegati tramite matrici di 20 microm ampia e 200 microm microfluidica lungo canali. Le strutture risultanti sono state caratterizzate per l'integrità delle dimensioni il modello trasferito e la rugosità superficiale mediante scanning electron microscopy e profilometria ottica.
Un Sistema Di Microscopia Di Risonanza Magnetica (MR) Usando Una Bobina Planare Cryo-raffreddato Microfluidically
Vi presentiamo lo sviluppo di una bobina planare cryo-raffreddato a microfluidically per microscopia a risonanza magnetica (MR). Raffreddamento criogenico bobine di radiofrequenza (RF) per imaging a risonanza magnetica (MRI) possono migliorare il segnale-rumore (SNR) dell'esperimento. Criostati convenzionali utilizzano in genere uno spazio vuoto per mantenere i campioni per essere campioni di immagine, soprattutto biologici, o vicino a temperatura ambiente durante il cryo-raffreddamento. Questo limiti come chiudere una bobina cryo-raffreddato può essere collocata al campione. Allo stesso tempo, una piccola distanza bobina a campione migliora significativamente la capacità di imaging dell'onorevole a causa della limitata profondità imaging di planare Signor microcoils. Queste due esigenze contrastanti pongono sfide all'uso di cryo-raffreddamento nel Signor microcoils. L'uso di un criostato microfluidica basato per cryo-raffreddamento localizzato del signor microcoils è un passo verso l'eliminazione di tali vincoli. Il sistema qui presentato è costituito da bobine di sola ricezione planare con microfluidica cryo-raffreddamento integrato canali sotto e una superficie di imaging in cima le bobine planari, separati da un gap di gas azoto sottile. Polimero microfluidica canale strutture fabbricate attraverso processi di Litografia soft sono stati utilizzati per fluire azoto liquido sotto le bobine in ordine a cryo-cool bobine planari alla temperatura dell'azoto liquido (196 ° C). Due caratteristiche uniche del sistema cryo-raffreddamento di ridurre al minimo la distanza tra la bobina e l'esempio: (1) la piccola dimensione del canale microfluidico polimero consente il raffreddamento localizzato delle bobine planari, riducendo al minimo gli effetti termici sulla superficie imaging nelle vicinanze. (2) La superficie imaging è separata dalla bobina planare cryo-raffreddato da un divario sottile attraverso il quale azoto gas scorre per isolare termicamente la superficie imaging, tenendolo sopra 0 ° C e prevenire potenziali danni ai campioni biologici. L'effetto di raffreddamento localizzato è stato convalidato da MR imaging esperimenti, banco di test e simulazioni. Utilizzando questo sistema bobina planare cryo-raffreddato all'interno di una Tesla 4,7 Signor sistema ha provocato un miglioramento SNR immagine medio di 1.47 ± 0,11 volte rispetto al simile bobine di temperatura.
