تقدم هذه المقالة بروتوكول الأمثل لإنتاج رقائق ميكروفلويديك وإعداد التجارب الموائع الدقيقة لقياس عمر والظواهر الخلوية من خلايا الخميرة واحدة.
مقالة منهجية
تقدم هذه المقالة بروتوكول الأمثل لإنتاج رقائق ميكروفلويديك وإعداد التجارب الموائع الدقيقة لقياس عمر والظواهر الخلوية من خلايا الخميرة واحدة.
الخميرة الناشئة خميرة الخميرة هي كائن حي نموذجي مهم في أبحاث الشيخوخة. كشفت الدراسات الجينية عن العديد من الجينات ذات التأثيرات المحفوظة على العمر الافتراضي عبر الأنواع. ومع ذلك ، فإن الأسباب الجزيئية للشيخوخة والموت لا تزال بعيدة المنال. لاكتساب فهم منهجي للآليات الجزيئية الكامنة وراء شيخوخة الخميرة ، نحتاج إلى طرق عالية الإنتاجية لقياس العمر الافتراضي وتحديد الأنماط الظاهرية الخلوية والجزيئية المختلفة في الخلايا المفردة. في السابق ، قمنا بتطوير أجهزة ميكروفلويديك لتتبع الخلايا الأم الناشئة للخميرة طوال حياتها أثناء طرد الخلايا الوليدة حديثي الولادة. تقدم هذه المقالة طريقة لإعداد رقائق الموائع الدقيقة وإعداد تجارب الموائع الدقيقة. يمكن استخدام قنوات متعددة لتتبع الخلايا في وقت واحد في ظل ظروف مختلفة أو من سلالات الخميرة المختلفة. يمكن للإعداد النموذجي تتبع مئات الخلايا لكل قناة والسماح بالتصوير المجهري عالي الدقة طوال عمر الخلايا. تسمح طريقتنا أيضا بالتوصيف التفصيلي للعمر الافتراضي ، والعلامات الجزيئية ، ومورفولوجيا الخلية ، وديناميكيات دورة الخلية للخلايا المفردة. بالإضافة إلى ذلك ، فإن جهاز الموائع الدقيقة الخاص بنا قادر على احتجاز كمية كبيرة من الخلايا الأم الطازجة التي يمكن تحديدها عن طريق تحليل الصور النهائية ، مما يجعل من الممكن قياس العمر بدقة أعلى.
في مهدها الخميرة يعد مصدرا قويا لنموذج حي في الشيخوخة البحوث. ومع ذلك، فحص عمر التقليدية في الخميرة يعتمد على تسليخ مجهري، وهو عمل ليس فقط المكثف ولكن أيضا انخفاض الإنتاجية 1 و 2. وبالإضافة إلى ذلك، فإن النهج التقليدي تسليخ مجهري لا يقدم على عرض تفصيلي لمختلف الخصائص الخلوية والجزيئية في الخلايا الأم واحدة مع تقدمهم في السن. وقد مكن تطوير أجهزة ميكروفلويديك إجراء الآلي لقياس الخميرة عمر وكذلك لمتابعة الواسمات الجزيئية ومختلف الظواهر الخلوية في مختلف مراحل العمر من الخلايا الأم 3، 4، 5، 6، 7، 8. بعد تحميل خلايا الخميرة في جهاز ميكروفلويديك، فإنها يمكن تتبع تحت المجهر باستخدام التلقائي الوقت فاتالبريد التصوير. مع مساعدة من التصوير تجهيز الأدوات، ومختلف الظواهر الخلوية والجزيئية يمكن استخراج 3، 6، 8، بما في ذلك عمر، حجم، مراسل فلوري، مورفولوجيا الخلايا، وديناميات دورة الخلية، وما إلى ذلك، وكثير منها يصعب أو يستحيل الحصول باستخدام طريقة تسليخ مجهري التقليدي. اكتسبت أجهزة ميكروفلويديك مكانة بارزة في البحوث الخميرة الشيخوخة منذ التطوير الناجح من قبل بضع سنوات 3 و 4 و 6 و 7. وقد نشرت عدة مجموعات في وقت لاحق على أشكال مختلفة من التصاميم السابقة 5، والعديد من معامل الخميرة قد استخدمت أجهزة ميكروفلويديك لدراستهم.
في ثقافة خلية تشهد نموا مطردا، وعدد الخلايا الأم في سن المتوفرة للمراقبة هو miniscuجنيه. ولذلك، فإن مبدأ التصميم العام للجهاز ميكروفلويديك لقياس عمر هو الإبقاء الخلايا الأم ولإزالة الخلايا الوليدة. واحدة من هذه التصاميم يستفيد من حقيقة أن الخميرة يخضع انقسام الخلايا غير المتماثلة. الهياكل في الخلايا الأم إرادة جهاز فخ اكبر وتسمح للخلايا ابنته الصغيرة التي يجب غسلها بعيدا. يستخدم رقاقة ميكروفلويديك الموصوفة في هذه المقالة polydimethylsiloxane لينة (PDMS) لوحة (الأعمدة متدل العمودي) إلى خلايا فخ الأم (الشكل 1). وقد تم الإبلاغ عن الأجهزة من تصميم مماثل سابقا 3 و 4 و 6 و 7. يستخدم هذا البروتوكول إجراء أبسط لصنع أجهزة ميكروفلويديك واضحة طريقة خلية التحميل التي يتم أمثل للتجارب الوقت الفاصل بين التصوير. واحدة من المعالم الرئيسية في الجهاز ميكروفلويديك هو العرض من منصات PDMS تستخدم لخلايا فخ الأم. لدينا ديستخدم evice منصات أوسع يمكن أن تبقي أكثر من الخلايا الأم تحت كل لوحة، بما في ذلك جزء كبير من الخلايا الأم العذبة التي يمكن تتبعها طيلة حياتها. بالإضافة إلى قياسات عمر، وهذا البروتوكول هو مفيد لتجارب التصوير وحيد الخلية مرور الزمن عندما تحتاج لتعقبها لأجيال عديدة أو عند ملاحظة طوال العمر كله ضروري الخلايا.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
1. رقاقة السيليكون قالب التصنيع
ملاحظة: تم تصميم الضوئية الرئيسية مع برنامج أوتوكاد وتصنيعها من قبل شركة تجارية. هذا التصميم يحتوي على ثلاث طبقات من أنماط مختلفة ( ملف التكميلي 1 ). مرتفعات الطبقات الأولى والثانية، والثالثة هي حوالي 4 ميكرون، 10 ميكرون، و 50 ميكرون، على التوالي. تم إنشاء قالب السيليكون رقاقة من الضوئية الرئيسية باستخدام الطباعة الحجرية الناعمة 9 و 10.
2. ميكروفلويديكتصنيع رقاقة
3. الاستعداد للتجربة
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
بعد التجارب، وأعمار من الخلايا والعديد من الظواهر الخلوية والجزيئية يمكن استخراجها من تسجيل الصور مرور الزمن. وبما أن هناك عددا من الميزات المختلفة التي يمكن استخلاصها من كل خلية، فإن الخطوة الأولى من التحليل هي لتعليم الخلايا والأحداث، بما في ذلك مواقف وحدود الخلايا وتوقيت مختلف الأحداث التي يجري تعقب مثل هذه كما الأحداث في مهدها. وهذه الشروح جعلها أسهل للعودة إلى نفس مجموعة من الخلايا وتحليل ميزات مختلفة في المستقبل. استخدام صورة برامج التحليل مث...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
يحتاج إلى أن تقدم طازجة الجهاز PDMS. وإلا فإن فقاعات الهواء الناجم عن إدخال الأنابيب في الجهاز يكون من الصعب إزالتها. الخطوة 3.4 هامة لتحسين كفاءة الخلايا تحميل من خلال التركيز الخلايا. لزيادة سرعة نقل التجربة، من 4 إلى 6 وحدات على الشريحة نفسها PDMS متصلة تستخدم مضخات تعمل بشكل مستقل عادة لأداء 4-6 التجارب المختلفة (سلالات مختلفة أو التراكيب وسائل الاعلام) في وقت واحد.
بالمقارنة مع الخميرة التقليدية تنسخي فحص ال...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
يعلن المؤلفون أنه ليس لديهم مصالح مالية متنافسة.
تم دعم هذا البحث من قبل AG043080 منحة المعاهد الوطنية للصحة والمؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين (NSFC) ، رقم 11434001. نشكر لوكاس والدبرغر على تدقيق المخطوطة.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| 3 '' < 111> رقاقة السيليكون | أديسون الهندسية | ||
| SU-8 2000 و 3000 سلسلة | MicroChem | ||
| Sylgard & reg ؛ 184 مجموعة المطاط الصناعي المصنوعة من السيليكون | 2065622 | تشمل Sylgard & Reg ؛ قاعدة مطاط أسطوانة من السيليكون وعامل علاج | |
| أطباق بتري | VWR | 391-1502 | |
| Harris Uni-core & trade ؛ لكمة (معرف 0.75 مم) | Sigma-Aldrich | 29002513 | |
| 24 مم × 40 مم SLIP-RITE & reg ؛ غطاء زجاجي | Thermo Fisher Scientific | 102440 | |
| 3M سكوتش الشريط | ULINE | S-10223 | |
| VWR & reg ؛ شفرات الحلاقة | VWR | 55411-050 | |
| الإيثانول النقي ، Koptec | VWR | 64-17-5 | |
| Whoosh-Duster & trade ؛ | VWR | 16650-027 | |
| 5 مل حقنة BD (Luer-Lock & trade ؛ نصيحة) | Becton و Dickinson and Company | 309646 | |
| الحائط القياسية PTFE (100 قدم ، حجم AWG: 22 ، المعرف الاسمي: 0.028) | شركة توريد المكونات | SWTT-22 | |
| مكونات الإبرة المتنوعة | NEKIT-1 | ||
| Desiccator | HACH | 2238300 | |
| مختبر فرن | فيشر Scientific | 13246516GAQ | |
| مجهر نيكون TE2000 مع هدف 40X و 60X | Nikon | ||
| Zeiss Axio Observer Z1 مع 40X و 60X موضوعي | Zeiss | ||
| مضخة حقنة | Longerpump | TS-1B |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه
طلب إذن