جهاز ميكروفلويديك مع أنماط Groove لدراسة السلوك الخليوي

وصفنا بروتوكول لتصنيع أجهزة ميكروفلويديك التي تتيح التقاط الخلايا والثقافة. في هذا النهج تستخدم المجهرية منقوشة مثل الأخاديد داخل قنوات ميكروفلويديك لإنشاء مناطق منخفضة إجهاد القص داخل الخلية والتي يمكنها ان ترسو.

اسمي جيانغ ، أنا زميل ملصق في جامعة هارفارد ومعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، الصحة والعلوم والتكنولوجيا. لذا فإن خبرتي في هذا المختبر ، يمكنني فقط إنشاء جهاز التنبؤ الخاص بي الجديد لدراسة السلوك الخلوي. يمكنني إنشاء جهاز تدرج جديد للغاية بالإضافة إلى أنني أستطيع أيضا إنشاء تكامل لجهاز التنبؤ الخاص بي.

يمكن لجهاز TC معالجة تفاعل خلية الخلية وتفاعل الخلية بدقة بالإضافة إلى اتصال العامل الشمسي للخلية. لذلك باستخدام نظام TC ، يمكنني الدراسة لفهم بيولوجيا الخلية الأساسية بالإضافة إلى تطبيق بعض بيولوجيا التطوير بالإضافة إلى بعض الهندسة الحيوية للخلايا الجذعية الحيوية. اسمي أمير منشي وأنا طالب جامعي أستاذ مختبر هان في جامعة هارفارد ، قسم العلوم الصحية والتكنولوجيا في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا.

وكنت أعمل على أجهزة الحشوة الدقيقة وكنا نحاول أن نثبت أن أجهزة الموائع الدقيقة هي أجهزة محتملة كبيرة لزراعة الخلايا وإجراء دراسات مختلفة مثل دراسات السمية وحاولنا أيضا دراسة وتحسين توصيف السوائل داخل هذه الأجهزة كدالة لمعدلات التدفق، الهندسة وغيرها من أنواع مختلفة من المعلمات. في الوقت الحالي ، نبدأ من غرفة التصنيع الدقيق وما سنفعله هو أننا نحاول صنع بعض أجهزة الموائع الدقيقة من أجل جعل أجهزة الفوليك الدقيقة تحدث ، نحتاج إلى بعض أنماط رقاقة السيليكون ونحتاج إلى بعض قوالب PDMS فوقها. بوليمر PDMS هو في الواقع مزيج من شيئين مختلفين.

إنه مزيج من قاعدة المطاط الصناعي من السيليكون وأيضا عامل التيار المطاطي السيليكوني. الطريقة التي نخلط بها هذين الاثنين هي أننا نخلطهما بنسبة 10 إلى واحد ، أي 10 من القاعدة وواحد من عامل المعالجة. الآن أريد حوالي 20 جراما من قاعدتي هنا.

أحتاج أيضا إلى جرامين من عامل المعالجة وعامل المعالجة أقل كثافة. سيأتي الأمر بشكل أسرع ويجب أن أكون حذرا بعض الشيء. لذا فهي حوالي 22 الآن وأريد خلط القاعدة وعامل المعالجة معا.

لذلك سأستخدم الأنابيب للقيام بذلك. سأحاول مزجها بقدر ما أستطيع معا. أريد أن أسكب بوليمر PDMS هذا فوق رقائق السيليكون التي تحتوي بالفعل على نمط فوقها وتساعد رقاقة السيليكون في إعطاء نمط لقوالب PDMS.

يمكنك أن تلاحظ في الواقع أن لدي رقائق سيليكون هنا والسبب هو أن إحداهما للطبقة العليا من جهاز الحشو الصغير والآخر للطبقة السفلية. نحن بحاجة إلى طبقتين في أجهزة التعبئة الدقيقة لأننا نحاول أن يكون لدينا قناة بالداخل والقصة الكاملة وراء أجهزة السوائل الدقيقة هي أننا نريد أن يكون لدينا تدفق داخل تلك القنوات. لذلك أحتاج إلى صب هذا الخليط فوق رقائق السيليكون لأن لدي الكثير من الفقاعات داخل هذا الخليط.

أريد إخراج هذه الفقاعات وما نفعله هو أننا نستخدم الفراغ لإخراج تلك الفقاعات. لقد عدنا إلى منطقة المختبر الرئيسية وكما أخبرتك من قبل لأنه يوجد داخل خليط PDMS الكثير من الفقاعات ونريد إزالتها وسأضع الخلائط فوق رقائق السيليكون داخل غرفة التفريغ. سأغلق الغرفة وسأقوم بفتح المكنسة الكهربائية بعد الانتهاء من ذلك ، وسنأخذ قوالب PDMS داخل الفرن طوال الليل لجعلها أكثر صلابة.

حسنا ، نحن في المختبر الآن ونريد تجميع أجهزة الفوليك الدقيقة هذه. ما سنفعله هو أننا سنأخذ قوالب PDMS ، التي كانت داخل الحاضنة بين عشية وضحاها وتشكلت ، لقد شكلت الأنماط التي كانت موجودة على رقائق السيليكون وسأستخدم نمطين مختلفين. على الجانب الأيسر ، يمكنك رؤية القناة الصغيرة ، والتي ستكون الطبقة العليا والطبقة اليمنى يمكنك رؤية بعض أنماط الخطوط الخضراء التي ستكون الطبقة السفلية.

وهذا هو ، سيشكل هذا الأخاديد داخل الجهاز الصغير. لقد بدأت بقطع هذه المواد الهلامية حتى أتمكن من الحصول على الطبقة العليا بحيث يمكن فصلها بسهولة عن رقاقة السيليكون. وما سأفعله هو أنني سأقوم بنقله إلى طبق البتراء هذا ووجهه لأعلى بحيث تكون الأنماط متجهة لأعلى.

وسأجرب نفس الشيء مع الأخاديد ، والتي كانت أنماط الخط الأخضر. لذا ستشكل هذه الطبقة السفلية. لذلك بمجرد قطع الجل ، سأقوم بنقله إلى طبق البتراء ومن أجل منع الغبار فوق الأنماط ، سأقوم بتثبيتها.

الخطوة التالية هي تثقيب نهايات القنوات للسماح للخلية والوسائط بالتدفق داخل وخارج. ما سأفعله هو أنه نظرا لأن لدي سطحا عريضا هنا ولا يمكنني رؤية الأنماط ، سأستخدم هذا حتى أكون قادرا على رؤية القنوات وسأقوم بضرب كلا الطرفين. لذلك سأقوم بضرب لكمة كبيرة هنا حتى تكون قادرة على الحصول على أمر احتياطي وعلى الجانب الآخر سأقوم بعمل ثقب صغير حتى أتمكن من استخدام أنابيب بولي إيثانول على الجانب الآخر.

نحن الآن في غرفة التصنيع الدقيق والخطوة التالية هي إرفاق السطحين المختلفين اللذين لدينا. من أجل القيام بذلك ، فأنت تستخدم هذا الجهاز الذي يسمى منظف البلازما وتسمى العملية العلاج بالبلازما. ما يحدث داخل هذه الغرفة هو أنه سيكون لدينا بيئة بلازما وعند تفاعل سطح البلازما ما سيحدث هو أن البلازما ستكسر في الواقع توازن السطح الضعيف وستستحل محلها بمجموعات كيميائية شديدة التفاعل.

لذا ما سيحدث الآن هو أنني سأخرج الأشرطة التي وضعتها هنا لمنع الغبار وسأضع هذه القوالب داخل الغرفة. سأغلق هذا الباب على طول الطريق ، والطاقة أولا ثم الضخ ثم نكون مستعدين للذهاب. سنلتقطه في غضون خمس إلى 10 دقائق.

الآن أريد إيقاف تشغيله ، لذا أقوم بإيقاف تشغيل المضخة والطاقة بعد ذلك وسأفتح الغرفة. في الواقع هناك ضغط سلبي هنا ، لذا قد تسمع الصوت. هذا ما ، بسبب الضغط السلبي ، لذلك أخرج قوالبي ببطء.

نظرا لأن كلا السطحين النموذجيين متجهين لأعلى ، سآخذ الطبقة السفلية ، وأضعها في يدي اليسرى وسآخذ الطبقة العليا ، وعقلبها وأضعها فوق الأخاديد الخاصة بي ثم أدفع الطبقات فوق بعضها البعض. قوة اللصق والدوام هي ميزة استخدام آلة معالجة البلازما هذه. وما تراه هنا الآن هو أنه يمكنك رؤية القناة في الطبقة العليا ويمكنك رؤية الأنماط المحززة على الطبقة السفلية وهي جاهزة للذهاب للخطوة التالية.

ثم أحضر إلى هنا غرفة الثقافة هذه ، هذا الطعام الثقافي ثم طبق الباب المفتوح. وبعد ذلك يمكننا فقط تحميل الفيبرونكتين ، وإخراج 60 ميكرولتر من الفيبروين ثم تحميله في الجهاز. وبعد ذلك ، لتوليد بعض التدفق داخل الجهاز ، للحث على طلاء صغير ، تهتز داخل القناة ، يمكننا فقط شفط مخرج برفق.

بعد ذلك يمكننا فقط وضع هذا الجهاز على الحاضنة وبعد ساعة واحدة من تبريد الاهتزاز داخل الحاضنة. نحن فقط نخرج عينة dis من الحاضنة ثم نستخدم فقط خمسة صدأ ، ثلاثة ، ثلاثة صدأ من الألياف. نحن فقط نرسل الاندماج وإزالة الظل ثم نضع الوسائط ثم نقوم أيضا بمقاطعة الخلية باستخدام عداد الخلية.

نحن عادة مدينة مليون خلية رئيس الوزراء يجلس داخل الجهاز. لذلك بعد التفكك ، يمكننا دفع الشامبو مرة واحدة فقط عدة مرات ثم إخراج تعليق المبيعات ثم تحميل الجزء الداخلي من القناة لتحميل الخلية داخل القناة بشكل أفضل. يمكنك فقط التدفق برفق باستخدام الشفط.

يتم عادة ما تكون وسائط المجموع والتعليق السطحي الذي يتنفس من خلال خلية المخرج تلقائيا ، كما تعلمون ، بذر القناة الانتقائية العالمية. بعد ذلك يمكننا فقط تفكيك الحاضنة لمدة ساعة واحدة ، حتى تنتشر الخلية بالكامل داخل القناة. وبعد ذلك يمكننا فقط ضخ الملحق خمسة واليوديد المدعو وكذلك بيروكسيد الهيدرو.

ثم ادرس مقايسة فرضية الوقت الخاصة بك. يمكننا فقط أخذ العينة داخل طعام زراعة الأنسجة وبعد ذلك يمكننا فقط جعل المحلول اثنين من وسائط DM DMM بالإضافة إلى ملحق 20 ميكرولتر خمسة 40 ميكرولتر من اليود ، 100 ملي بيروكسيد الهيدروجين. ثم خذ وسائط المترين مع الملحق الخامس ، اليوديد الداعم ، المائي بيرسايد ، ثم ضع المحقنة بعد ذلك.

ضع وسائط المطحنة والمرفق خمسة يوديد الدعامة ، المائية بيرسايد. يمكننا فقط وضع المحلول داخل الأسقف ثم إزالة الفقاعة ثم توصيل الدب C. هذا واحد هو أسقف مطحنة هاميلتون الدافئة ضيقة بالغاز.

هذا واحد هو ثلاثة دببة. هذا هو أسقف السقف التي يمكن التخلص منها. هذا هو إبرة قياس 27.

هذا هو أنابيب بولي PE 20. بعد تحميل المحلول داخل المحقنة ، يمكنك فقط الحصول على وقت كامل والدفع بالكامل والدفع بالكامل ثم في بعض الأحيان بعض الأطراف ، والنقر على بعض المحقنة ثم إزالة الفقاعة وسحب المحلول أيضا. لذا مرة أخرى ، ادفع تماما ، وقم بإزالة الفقاعة ثم قم بالبرمجة برفق مرة أخرى.

لذا خذ المحلول لوجبة واحدة وبعد ذلك يمكننا تبديل الصمام. ادفع ، ادفع المحلول من خلال الصمام الثلاثي وبالكامل في الأنبوب. لذا أخيرا الحل ، اخرج من خلال طرف الأنبوب الخاص بنا وبعد ذلك يمكننا فقط توصيل الأنبوب بالجهاز الصغير والبدء في ضخ ميكرو واحد في الدقيقة.