August 30th, 2007
وصفنا بروتوكولا للالتصنيع الدقيق للجهاز لتوليد ميكروفلويديك التدرج التي يمكن أن تولد التدرجات المكاني والزماني في المكروية محددة جيدا. في هذا النهج ، يمكن استخدام الجهاز لتوليد التدرج ميكروفلويديك لدراسة موجهة الهجرة الخلية ، الجنيني ، التئام الجروح ، وورم خبيث من السرطان.
اسمي جيانغ. أنا زميل ملصق في جامعة هارفارد ومعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا للصحة والعلوم والتكنولوجيا. واسمي أمير منشي وأنا طالب جامعي أستاذ في مختبر SANE في جامعة هارفارد ، معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، قسم العلوم الصحية والتكنولوجيا.
توضح هذه الشريحة عملية مخطط كيفية صنع الجهاز ، لذا فأنا فقط أقوم بتدوير SUA 50 فوق بخار السيليكون ثم أضع قناعا في مكانه فوق بخار السيليكون ثم التعرض للأشعة فوق البنفسجية وتطويرها. يمكننا أخيرا الحصول على هذه الوسادة على بخار السيليكون. بعد ذلك يمكننا فقط إلقاء PDMS ثم الزحف والخبز وإلى القليل من الثقب وبعد ذلك يمكننا فقط توصيل الترابط بين جهاز PDMS وزجاج مستقيم باستخدام بلازما الأكسجين.
حسنا ، نحن الآن في غرفة التصنيع الدقيق داخل المختبر وسنبدأ بصنع بعض طبقات PDMS. ما أعنيه ب PDMS ، المصطلح العلمي الفعلي هو بولي ميثيل سوبوكسان وهو بوليمر عضوي. إنه البوليمر العضوي الأكثر استخداما القائم على السيليكون.
إنه في الواقع مزيج من شيئين مختلفين هو مزيج من قاعدة المطاط الصناعي السيليكون وأيضا عامل معالجة المطاط الصناعي السيليكوني. إذن النسبة هي 10 من القاعدة وواحد من عامل المعالجة. نحتاج إلى حوالي 10 جرام من القاعدة ، وبالتالي نحتاج إلى حوالي جرام واحد من عامل معالجة المطاط الصناعي وسأحاول مزج هذه القاعدة وعامل المعالجة الذي يمكن ارتداؤه لبعضهما البعض.
سأستخدم الماصات. والآن بعد أن أصبح الخليط جاهزا ، سأسكبه بالفعل فوق رقاقة السيليكون. لذا فإن الفكرة هي أن رقائق السيليكون هذه تحتوي على بعض الأنماط فوقها.
إنها في الواقع تساعد بوليمر PDMS هذا في الحصول على النمط ونستخدم هذه الأنماط من أجل الحصول على قنوات وأخاديد و / أو أي نمط آخر نحتاجه على تلك البوليمرات. لذا فإن الخطوة التالية هي أن لدينا الكثير من الفقاعات داخل هذا الخليط، فسنحاول وضعها داخل الفراغ لتجنب تلك الفقاعات داخل البوليمر. سأضع المواد الهلامية PDMS على رقاقة السيليكون داخل غرفة التفريغ.
سأغلق الغرفة وسأفتح الفراغ. بعد زوال الفقاعات ، ربما حوالي دقيقتين ، سنضعها داخل الفرن طوال الليل ، أي حوالي 70 درجة مئوية وهذا سيجعلها تتصلب. النمط الذي أريدك أن تنتبه إليه هو حروب الاحتياط الثلاث المختلفة هذه من أجل عمل تدرجات بحيث يكون لدينا تركيز صفري على جانب واحد ولدينا قدر معين من التركيز على هذا الجانب وسنتحرك بشكل موحد نحو ذلك وسنقوم بعمل لكمة صغيرة على الطرف الآخر ، والذي سيكون منفذنا في هذه الحالة.
الخطوة التالية هي قص أحد هذه الأنماط ونقله إلى طبق وطني ، مع جعل أسطح النمط متجهة لأعلى. لذلك آمل أن تتمكن من رؤية المدخل الثلاثة والمخرج الوحيد الذي شرحته لكم على هذه الأنماط. سنستخدم لكمات صغيرة لمدخلنا حتى نتمكن من استخدام أنابيب البولي إيثيلين وسأستخدم لكمات كبيرة لمنفذي من أجل خوض حرب احتياطية.
لذلك سنبدأ بالمدخل الأول. سأقوم بعمل لكمة ، نفس الشيء مع الثانية وأيضا لكمة صغيرة أخرى للثالثة. الخطوة الأخيرة الأخيرة هي عمل لكمة كبيرة في المخرج.
لذلك بمجرد الانتهاء ، لدينا طبقة A-P-D-M-S ، وهي الطبقة العليا وسأستخدم طبقة زجاجية أخرى في الأسفل. وستكون هذه الشرائح الصغيرة هي الطبقة السفلية في أجهزة الفوليك الصغيرة. نحن الآن في غرفة التصنيع الدقيق ولدي زجاج واحد وطبقة PDMS وأريد إرفاقهما ببعضهما البعض.
ما سنستخدمه الآن هو آلة تسمى منظف البلازما. ما سيحدث داخل الغرفة هو أن البلازما تساعد في تحطيم توازن السطح الضعيف واستبدالها بمجموعات كيميائية عالية التفاعل ، كما أن السطح سيصبح في الواقع محبا للماء. ما سيحدث الآن هو أنني سآخذ قالب PDMS ، الذي كان الطبقة العليا ويحتوي على بعض القنوات بالداخل وسأخرج الشريط الذي وضعته من قبل لمنع الغبار من التصاق بقالبنا.
سأضعه داخل الغرفة. الشيء التالي الذي يجب فعله هو أن لدي طبقة زجاجية ، وهي شريحة مجهرية ، وستكون هذه هي الطبقة السفلية داخل الجهاز. لذلك سأضع هذا داخل الغرفة أيضا.
وأغلق الغرفة بالكامل بمجرد إغلاق الطاقة أولا ثم الضخ ثم علينا العودة إلى هذا الجهاز بعد حوالي خمس دقائق من الآن. ما سأفعله هو أنني أريد إيقاف تشغيل الجهاز. لذلك أقوم بإيقاف تشغيل المضخة أولا والطاقة بعد ذلك وسأفتح الغرفة.
هذا الصوت يرجع في الواقع إلى الضغط السلبي الذي تم تطبيقه أثناء العملية داخل الغرفة. لذلك سأقوم بإخراج الطبقات المختلفة وأريد إرفاقها معا. نظرا لأن الزجاج هو الطبقة السفلية ، سآخذه في يدي اليسرى وأقوم بإصلاحه وسآخذ طبقة PDMS وأضعها فوق الطبقة الزجاجية.
ولكن نظرا لأن الأنماط في الواقع تواجه الآن ، سأقوم نوعا ما بعكس طبقة PDMS. سأضعه على الزجاج بعد الضغط عليهما معا. يتم ربطها بسهولة شديدة وجزء من ميزة عملية معالجة البلازما هذه هو قوة اللصق والاستمرارية.
هكذا تبدو في النهاية. لذا مرة أخرى ، هذه هي مداخلنا وهذا في منفذي ونحن مستعدون للانتقال إلى الخطوة التالية. يتم طهي الألياف داخل الجهاز ثم للحاضنة لمدة ساعة ثم إخراج عينة SIM من الحاضنة بعد ساعة واحدة ثم وضع طعام استزراع الأسماك ثم عمل المحلول.
لجعل حل EGF ، وضعنا فقط وسائط ثقافة المطحنة على أنها Azure حيث وضعنا فقط 15 نانوجرام لكل EGF و 10 ميكرومولار 50 D لتشغيل هذا الحل بصعوبة شديدة لتصور تدرج EGF عبر القناة. ثم نأخذ فقط وظيفتين من المطحنة ، ووسائط افتراضية ونضع هنا وسائط مطحنة أخرى. هذان الجلسان فقط الثقافات العادية ، ضخ الثقافة الطبيعي الطبيعي في الجهاز.
لذلك أقوم بإزالة الفقاعة ، وأتصل مرة أخرى ، هذه الفقاعة هي أيضا فقاعة M للهاتف المحمول تنزل مرة أخرى. وبعد ذلك أستخدم فقط 15 نانوغرام إيه EGF و 10 ميكرومولار فاي دإكسترا واثنين من الوسائط من الإخراج ، والعينة إلى ووضع المحقنة ثم تعرف الفقاعة. ثم فقط تبديل الحل ، وقم بالتبديل مرة أخرى.
يأتيالحل إلى حقنة من نوع الغاز ويدفع SH لعدة مرات لإزالة الفقاعة ، ويأتي حل حقنة التبديل بالكامل إلى هنا أولا ثم قم بتبديل الشريط والمحلول من خلال الشريط الثلاثي ولا الأنابيب والمحلول الخارج من الأنبوب. وبعد ذلك بعد الخليط ، يخرج المحلول ، يمكننا فقط إدخال الأنبوب في جهاز My Predict ومن ثم تكون جميع الحلول الثلاثة متشابهة. يمكنك فقط الاتصال برفق ، وتوصيل شبكة قناة التسريب.
لذلك أخيرا اثنان هما وسائل الإعلام الثقافية العادية. أحدهما هو الوسائط الثقافية مع EGF وتأكيد ملف تعريف التدرج ل EGF. هذه هي الخلية في الشبكة ، الخلية في الشبكة.
سيؤدي هذا إلى مخرج الخلية ، لذلك يتم توليد التدرج باستخدام قناة المحور الثلاث ثم إنشاء التدرج داخل منطقة الخلية. لذلك عادة ما أريده ، نقوم فقط بمقاعد الخلية ، وتعليق الخلية ، والجلوس في المخرج ، وبعد ذلك يمكننا فقط الشفط برفق في الشبكة ثم تتدفق الخلية عبر منطقة الخلية التي تجلس تلقائيا وتستقر على الطلاء ثم التأكد من انتشار الخلية بالكامل. وبعد الصنع ، بعد التأكد من انتشار الخلية بالكامل ، يمكننا فقط ، يمكننا فقط البدء في البخ ثم دراسة هجرة الخلايا باستخدام جهاز توليد الراديو.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
تصف هذه المقالة بروتوكولاً لتصنيع ميكروي لجهاز ميكروي مائي لإنشاء التدرج. يمكن لهذا الجهاز إنشاء تدرجات مكانية وزمنية في بيئة مصغرة محددة جيدًا، مما يسهل دراسة العمليات البيولوجية المختلفة.
Gradient-generating microfluidic devices enable precise spatial control of soluble factors, supporting high-confidence interrogation of cell migration and signaling pathways in early discovery. This platform enhances predictive confidence in target validation and mechanistic de-risking by providing reproducible, quantitative environments for cellular response assessment. Integration of such devices into discovery workflows accelerates portfolio triage and risk-adjusted advancement decisions for cell behavior-modulating therapeutics.
This microfluidic gradient platform fits within the early discovery to lead identification continuum, supporting both hypothesis-driven target validation and assay development for cell migration studies.