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Articles by Larry J. Millet in JoVE
JoVE Bioengineering
使用介电泳分离珠和多通道微流控芯片细胞和层流
1Electrical and Computer Engineering, University of Illinois at Urbana-Champaign, 2Micro and Nanotechnology Lab, University of Illinois at Urbana-Champaign, 3Mechanical Science and Engineering, University of Illinois at Urbana-Champaign, 4Bioengineering, University of Illinois at Urbana-Champaign
介电泳（DEP）是一种有效的方法操纵细胞。无接触的细胞在微流体装置操作，印刷电路板（PCB），可以提供价格低廉，可重复使用的和有效的电极。 PCB上的盖玻片相结合为基础的PDMS微流体通道，我们展示了多通道微流控装置内珠和细胞的操纵和分离。
Other articles by Larry J. Millet on PubMed
为培养初级哺乳动物神经元在低密度的微流控设备。
微流控设备已用于研究高密度文化许多类型的细胞。因为单元格信号是本地的然而，存在需要制定文化系统维持神经元数量很少，能够进行分析的微观环境。这种文化很难维持在稳定的窗体，并很难使用原哺乳动物神经元时防止细胞死亡。我们证明可以在新型纳升级毛细管卷信号捏造使用聚二甲基硅氧烷 (PDMS) 内的低密度培养从大鼠产后初级海马神经元。这样做需要额外制造步骤，串行提取/洗的聚二甲基硅氧烷与几种有机溶剂，这将删除 uncrosslinked 低聚物、 溶剂和用来治疗聚合物的铂催化剂的残留物。我们发现这一步可以大大提高的生物相容性的聚二甲基硅氧烷设备。而神经元生存 > = 7 天或在打开的通道信号，关闭通道设备所作的未经处理的本机聚二甲基硅氧烷文化神经元的能力仅限于 < 或 = 2 天。封闭通道聚二甲基硅氧烷设备抽取时, 提高了生物相容性允许在低密度的可靠神经元文化 > 或 = 7 天。对蒸压聚二甲基硅氧烷和本机、 未经处理的聚二甲基硅氧烷所作的比较表明溶剂处理的聚合物是优越在维持原神经元在文化中的低密度。当神经元亲和本地的衬底直接观测时，我们发现神经轴突本地化的通道边角和喜欢聚二甲基硅氧烷混合设备用玻璃的表面。当重力流灌注与媒体渠道，培养海马神经元生存 > 或 = 11 天。提取聚二甲基硅氧烷提高了微流控设备的生物相容性，从而使识别神经元分化的研究和本地的胞外信号的表征。
琼斯阶段镜观察透明和各向异性的样本。
我们开发了干涉显微镜技术，所述作为琼斯相显微镜，能够提取透明和各向异性样本与关联的空间分辨的琼斯极化矩阵。这是一个推广的定量相成像，这从一个测量矩阵对角元素恢复。技术的原理用液晶空间光调制器的测量表明，潜在的活细胞成像实验对活神经元的文化。
大鼠视上核的 Neuropeptidomics。
哺乳动物的视上核 （儿子） 是调节各种生理功能的大脑中的神经内分泌中心。内子，到神经垂体 (垂体后叶) 项目的肽能下丘脑大细胞神经元参与控制渗透平衡、 哺乳和分娩，部分通过分泌到血液中信号肽催产素和加压素等。儿子活性和功能更好地了解需要用儿子的肽的鉴定及特征。在这里，从整个核到单下丘脑大细胞神经元的孤立的儿子样本 neuropeptidomic 研究优化小体积样品制备方法。与以前的大多数哺乳动物 peptidome 研究，不同组织是不立即加热或微波。儿子样本被来自 ex 体内脑切片筹备工作通过组织拳和通过肽提取的有序步骤处理的样本。通过高效液相色谱质谱法和液相色谱串联质谱样品分析导致 85 肽，包括从已知 prohormones 20 独特肽的鉴定。随着样本大小进一步减少，减少肽覆盖的深度 ；然而，即使从单独孤立下丘脑大细胞神经内分泌细胞，加压素和几个其他多肽检测。
指导提示衬底的平面表面梯度神经元发展存放使用微流控设备。
布线中枢神经系统依赖于控制神经突起、 神经细胞极性、 工艺成熟和经验细化的内在和外在的信号分子之间的相互作用。外在信号建立，并在开发过程中丰富神经元神经元的相互作用。了解如何这种外在线索直接神经元建立神经连接体外有助调查的发展和功能的中枢神经系统网络组织神经网络的发展。生产与体外定义连接一起订购的神经元网络带来了特殊的技术挑战，因为结果必须符合生物的电线神经网络。在这里我们示范的能力，形成稳定的、 有启发性表面绑定渐变层粘连蛋白的指导产后海马神经元体外发育。我们的工作将使用许可证生产的 adlayers 通过层流、 扩散和物理吸附结合平面衬底的三通道、 相互关联的微流控设备。通过简单的流修改各种图案和渐变层粘连蛋白 (LN) 和荧光素异硫氰酸酯共轭聚-l-赖氨酸 (异硫氰酸-PLL) 被存入本神经元具有启发性的下卧层神经元发展提供指引。我们目前在基板设计产生明显增长方案治疗产后神经元中分散的细胞培养的三个变化。第一种方法，在上盖单指导神经元对 LN 含量不断增多，成立了介导扩散梯度的 LN。第二种方法，结合的渐变的 LN 和异硫氰酸 PLL 制作了使用愿望驱动层流限制到 15 microm 广泛增长区域中心的两种叠加渐变的神经细胞生长。最后一种办法演示异硫氰酸 PLL 一起的二进制线结合表面梯度的 LN 和牛血清白蛋白 （BSA） 生产基板 adlayers 提供额外级别的控制生长的能力。这项工作演示时空流体控制阵列使用一个简单的基于微流体的衬底沉积过程的表面绑定渐变的优势。我们预料这种基于微流体的阵列操作方法将提供有益的模式和表面绑定渐变，使控制在指导神经元网络和发展形成的一个新的水平。
视上下丘脑大细胞和海马神经元的低密度菌群变化的直接细胞 Peptidomics。
专门功能的大脑区域的基因组和蛋白质组学研究提供了证据，神经元之间的沟通介导的不同化学信使系统。这些分析是主要组织-或-基于人口，而实际通信是从单元格的单元格。若要了解单个神经元细胞产生的细胞间信号的补充，新的方法需要。我们开发了新型神经元-到-神经元，无血清培养办法，用来确定各个主要哺乳动物神经元的更高级别的细胞 peptidome。我们孤立下丘脑大细胞神经元从早期产后大鼠视上核和保持它们在无血清低密度文化无胶质支持图层 ；在这些情况下他们要求低密度与的神经元。块下丘脑大细胞神经元与海马神经元允许本地访问的单个神经元内文化为质谱法。使用直接采样，空间独特的可识别的神经元内共培养获得了肽配置文件。我们反复检测 10 高峰我们分配给以前为特征的多肽和保持未赋值状态的 17 高峰。而神经激肽 A、 J、 肽和神经激肽 B 归因于体外培养海马神经元下丘脑大细胞神经元的原因是从 prohormone 和腺细胞-2 的加压素的多肽。此方法使澄清这种特定单元格的 prohormone 处理与细胞信号转导肽的发现。
测量的贴壁细胞质量和增长。
其质量和刚度等细胞的物理特性的表征一直的极大的兴趣，并有深远的影响，在细胞生物学、 组织工程、 癌症、 和疾病的研究。例如，单元格增长率直接依赖个别贴壁细胞的细胞团可以澄清基础细胞周期进程的机制。在这里我们发展微电机械系统 (MEMS) 谐振的大规模传感器，可以用于直接测量单贴壁细胞的生物物理性能、 质量和增长速率的数组。与常规悬臂大规模传感器不同，我们的传感器保留统一的大规模敏感性，对单元格连接曲面。通过测量频率偏移的大规模传感器与成长 （软） 和固定 (硬) 细胞，并通过分析建模，我们派生的非固定单元格的杨氏模量和解开细胞大规模测量单元刚度的依赖。最后，我们增长大规模传感器上的单个单元格，50 + 小时衡量其质量。我们的研究结果表明贴壁人结肠上皮细胞增加了成长率的群体性较大单元格，并平均增长率线性递增的群体性的单元格，在 3.25%/hr。我们敏感的大规模传感器与位置无关的大规模灵敏度可以加显微镜对细胞生长和地位，同时监测，并提供一个理想的方法，研究细胞生长、 细胞周期、 分化和凋亡。
傅里叶变换光散射探测的肌动蛋白驱动细胞动力学。
我们采用了新开发傅里叶变换光散射 （FTLS），研究动态光散射在单个活细胞内，在数秒到小时的时间尺度。纳米细胞波动测量并没有积极的肌动蛋白的贡献。我们通过实验发现由 FTLS 呈现的时空信号揭示神经胶质细胞 (在中枢神经系统中的主要单元格类型） 中的有趣细胞骨架动力学。肌动蛋白细胞骨架所作的积极贡献获得通过调节 Cytochalasin D、 抑制肌动蛋白聚合/解聚的药物通过其动态属性。
空间光学干涉断层成像 (缝)。
我们目前空间光干涉断层成像 （缝隙），透明的结构，如活细胞的三维成像无标签的方法。狭缝与宽带领域使用的干涉成像原理与结合光学浇注由于微米尺度相干长度与高数值孔径的物镜。测量相移与对象相关联，通过重点翻译出来的地图提供有关折射率与关联的 3D 分布的完整信息。我们使用一种基于出生的近似的重建算法，显示样本结构可通过 3D、 复杂领域反卷积追回。我们说明与重建断层折射率分布微球、 光子晶体和家人清清白白的活细胞的方法。
模式分析与文化中的神经元的空间分布。
中枢神经系统是一个复杂、 高有序、 综合的网络的单元格。神经元的分散的文化使内在细胞功能没有完好的中枢神经系统的固有复杂性的调查工作。这一文化进程生成均匀分散的人口，则假定为空间上随机。尽管很多研究利用分散的神经元，几项研究解决大量人口的神经元，体外的空间分布。我们用于喷墨印刷和表面化学定义图案氟硅烷背景下并列的粘连多聚赖氨酸 (∼50 μ m 点) 的地区。我们从数量分析打印的蛋白点图案的神经元和阵列的神经元的人口。我们使用芯片扫描仪，后天大图像 （72 毫米 × 22 毫米） 的模式和神经元与无模式。快速傅里叶变换 (FFT) 图像分析用于确定全球的神经元对模式的对齐方式。通过点模式的分析，我们描述了分散的神经元，使用或不带图案衬底空间的组织。带图案的神经元显示空间组织特征与空间分布代表的阵列神经元的印花图案，让人想起。最值得注意的是，图案和阵列神经元显示空模型的完整空间随机性 （企业社会责任 ； 齐次泊松过程） 离开在较短的距离，与整合到企业社会责任发生在更长的距离。细胞形态特征显示与阵列的同行相比，现货图案神经元表现出显著增加 (p < 0.0001） 平均树突状循环和更圆神经元数目的增加。通过轴突跟踪，我们显示树突状进程还高度限于图案的领域，和他们平均都比无模式神经元树突短的 58%。我们的研究结果显示图案的领域改变空间组织的胞体和树突的神经元，神经元的传统文化偏离企业社会责任。
