Biochips فلويديك مع خلايا RTgill-W1 لرابيد تقييم عينات مياه الشرب لسمية إعداد واختبار المقاومة المستندة إلى

الهدف العام من هذا الإجراء هو توضيح كيفية استخدام جهاز استشعار حيوي لتقييم سمية عينات مياه الشرب. يتم تحقيق ذلك عن طريق إنشاء رقائق حيوية تحتوي على طبقة أحادية من خلايا خيشومية تراوت قوس قزح ثم استخدامها كجزء من جهاز استشعار حيوي قائم على المعاوقة. يوفر هذا الإجراء طريقة للكشف السريع عن السمية الكيميائية في إمدادات مياه الشرب عند المستويات ذات الصلة بصحة الإنسان.

تتمثل المزايا الرئيسية لهذه التقنية في أنه يمكن استخدام الرقائق الحيوية في ظل الظروف الميدانية ، ويمكن تخزينها باردة لمدة تصل إلى تسعة أشهر دون أي رعاية أو صيانة للخلايا ، وأنها في حالة جاهزة للاختبار ويمكن استخدامها في أي وقت بعد إزالتها من التبريد. سيوضح هذا الإجراء جوردان ماكنيرن ، طالب جامعي من مختبرنا. في اليوم السابق لبذر الخلايا ، قم بإزالة الرقائق الحيوية من عبواتها وضعها في علب أدوات بلاستيكية معقمة.

قم بتوصيل إحدى مجموعات الأنابيب بالمحقنة وارسم محلول مبيض بنسبة 20٪ في حقنة سعة 20 مل. حقن ملليلترين من المحلول في كل قناة من الرقاقة الحيوية. عند الانتهاء ، اترك الرقائق الحيوية لمدة ساعة واحدة مع محلول التبييض.

بعد ساعة واحدة ، استخدم حقنة معقمة سعة ملليلتر واحد مزودة بمجموعة سحر انزلاق ذكر متصلة بخط تفريغ لشفط محلول التبييض من كلتا القناتين. بعد شفط المبيض من الرقاقة الحيوية ، قم بتوصيل مجموعة أنابيب معقمة مع سحر انزلاق ذكر في كل طرف بالرقاقة الحيوية لاستخدامها كمصرف أثناء شطف الرقائق الحيوية. بعد ذلك ، اسحب الماء المعقم في حقنة سعة 20 مليلتر ، واغسل كل قناة من الرقاقة بخمسة ملليلتر من الماء.

شفط الماء بالفراغ كما كان من قبل. وأعد وضع الرقائق الحيوية في علب الأدوات البلاستيكية. اترك الرقائق الحيوية في غطاء السلامة الحيوية حتى اليوم التالي.

قبل ساعة واحدة من بذر الرقائق الحيوية ، قم بحقن ملليلترين من محلول فيبرونيكتين 10 ميكروغرام لكل مليلتر في كل قناة من الرقاقة الحيوية. احتضان الرقائق الحيوية في غطاء السلامة الحيوية لمدة 60 دقيقة ، ثم قم بشفط محلول الفبرونيكتين بالمكنسة الكهربائية. أخيرا ، ضع مجموعتين معقمن من أنابيب الرقائق الحيوية على منافذ الرقائق الحيوية ، واترك الرقائق الحيوية جانبا حتى تصبح الخلايا جاهزة للبذر.

قم بإزالة قارورة T-175 ملتقية تحتوي على خلايا ظهارية خيشومية من سمك السلمون المرقط من الحاضنة ، وضعها في غطاء السلامة الحيوية. ستكون قارورة T-175 المتجمعة قادرة على بذر ما يقرب من 16 رقائق حيوية. استنشق الوسائط من الخلايا.

اشطفها باستخدام PBS ، واستنشق من PBS. ثم أضف ستة ملليلتر من محلول Trypsin-EDTA إلى طبقة الخلية. احتضن القارورة في درجة حرارة الغرفة لمدة خمس دقائق.

ثم أضف 15 مل من وسائط زراعة الخلايا L-15 الكاملة إلى كل قارورة لإلغاء تنشيط التربسين. خذ كمية صغيرة من تعليق الخلية واستخدم مقياس كثافة الدم لقياس تركيز الخلايا. عرض الخلايا باستخدام مجهر المجال الساطع المجهز بهدف 10x.

بعد ذلك ، احسب تركيز الخلية الحالي واضبط تعليق الخلية على تركيز ربع مليون خلية لكل مليلتر. بعد ذلك ، استخدم حقنة معقمة سعة 20 مليلتر لحقن 2.5 مل من تعليق الخلية في المنفذ الخارجي لكل قناة من الرقاقة الحيوية. اسمح لتعليق الخلية الإضافي بالتدفق من الأنبوب إلى حاوية النفايات.

ثم قم بإنشاء حلقة مغلقة لكل قناة رقاقة حيوية عن طريق إدخال الطرف الحر للخرطوم مع تركيب سور في المنفذ الخارجي لكل قناة. بعد ذلك ، بلل منشفة ورقية بنسبة 70٪ من الإيثانول واستخدمها لمسح أي وسائط زائدة من الحلقات المغلقة. ثم ضع الرقائق الحيوية مرة أخرى في صندوق بلاستيكي.

في اليومين الرابع والسابع ، قم بإزالة الرقائق الحيوية من الحاضنة. وقم بتغيير الوسائط في الرقائق الحيوية باستخدام وسائط ثقافة الخلايا L-15 الكاملة الموازنة في درجة الحرارة. بعد اليوم السابع من التغذية ، قم بإزالة الخراطيم والتخلص منها من الرقائق وأدخل سدادات تصريف الأوتوكلاف في الرقائق الحيوية.

ضع الرقائق الحيوية في صندوق في حاضنة ست درجات مئوية حتى يتم استخدامها للاختبار. قم بإزالة قارئ اختبار ECIS ومستلزمات الحمل من حقيبة الحمل، ثم قم بتشغيل القارئ. أيضا ، أخرج إحدى الرقائق الحيوية المحضرة من حاضنة ست درجات مئوية وضعها على منشفة ورقية.

باستخدام حقنة سعة 10 ملليلتر ، قم بتوزيع 10 مل من ماء التحكم في وعاء تحكم بلاستيكي شفاف سعة 0.5 أونصة. تأكد من إزالة الفقاعات لقياس دقيق. بعد ذلك ، استخدم حقنة منفصلة وقم بتوزيع 10 مل من عينة الاختبار في جرة اختبار بلاستيكية شفافة سعة 0.5 أونصة.

بعد ذلك ، قم بإزالة قارورتين من مسحوق الوسائط. افتح إحدى قوارير الوسائط المسحوقة واسكب محتويات قارورة واحدة بالكامل في البرطمان بماء التحكم ، وقم بإسقاط القارورة بأكملها في المحلول أيضا. كرر هذا الإجراء مع جرة الاختبار.

بعد ذلك ، قم بتغطية البرطمانات ورجها للتأكد من إذابة المسحوق تماما. املأ المحقنة الزرقاء سعة 10 ملليلتر بتسعة ملليلتر من محلول التحكم. والحقنة الحمراء 10 مليلتر مع تسعة ملليلتر من محلول الاختبار من قواريرها.

قم بإزالة أي فقاعات هواء موجودة من المحاقن. بعد ذلك ، قم بإزالة المقابس من منافذ الرقاقة الحيوية وقم بتوصيل البالوعة. ضع الرقاقة الحيوية في الدرج البلاستيكي القابل للإزالة في قارئ ECIS ، وأغلق الغطاء ، ثم قم بتوصيل المحاقن المملوءة بمنافذ الرقاقة الحيوية الخارجية.

أخيرا ، قم بإرفاق غطاسات المحقنة. من الشاشة الرئيسية للقارئ، حدد التالي لبدء الاختبار المسبق. سيقوم البرنامج بعد ذلك بالتحقق من المعاوقات الأولية.

إذا كانت المعاوقات ضمن النطاق ، فستقوم الشاشة بتسجيل تمرير الخرطوشة "وتوجيه المستخدم لتحديد التالي. ثم أدخل عينة المعلومات باستخدام لوحة مفاتيح ناعمة، ثم حدد قبول عند الانتهاء. في هذه المرحلة ، سيتم جمع دقيقتين من بيانات المعاوقة من الرقاقة الحيوية المدرجة ، وسيقوم المؤقت على الشاشة بالعد التنازلي للوقت.

بعد دقيقتين ، اضغط على التالي. عندما يطلب منك صندوق أخضر وامض حقن العينات الآن "قم بحقن وسائط التحكم والاختبار من المحاقن المرفقة في وقت واحد في قنوات الرقاقة الحيوية. اترك المحاقن في مكانها على الرقائق الحيوية عند الانتهاء.

إذا حدد برنامج قارئ ECIS أن قناة المعالجة تختلف إحصائيا عن قناة التحكم في أي وقت أثناء الاختبار ، فستشير الشاشة التي تظهر على الشاشة إلى أن العينة ملوثة. وإلا فسوف يشير إلى أنه لم يتم الكشف عن أي تلوث في نهاية فترة الرصد. تسجيل نتائج الاختبار على أنها ملوثة "أو غير ملوثة" لكل عينة.

في نهاية التشغيل التجريبي ، قم بإزالة الرقاقة الحيوية وتجاهلها. اشطف وجفف المحاقن وقوارير الاختبار والصينية البلاستيكية القابلة للإزالة التي تحتوي على الرقاقة الحيوية أثناء الاختبارات. تم اختيار 13 مادة كيميائية ، موضحة هنا ، للاختبار كممثلين لمجموعة واسعة من المركبات الصناعية السامة التي يمكن أن تكون ملوثات محتملة لمياه الشرب.

أثناء الاختبار ، تم اكتشاف تسعة من 13 عن طريق استشعار مقاومة ركيزة الخلايا الكهربائية في غضون ساعة ، بتركيزات ذات صلة بصحة الإنسان. يتم عرض المخرجات النموذجية التي يمكن رؤيتها بعد اختبار استشعار مقاومة الركيزة للخلية الكهربائية هنا. تنتهي العينات الملوثة بمستويات مقاومة أقل بكثير ، عند مقارنتها بعينات المياه النظيفة الضابطة.

بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية تحضير رقاقة حيوية بطبقة أحادية من الخلايا الظهارية الخيشومية لسمك السلمون المرقط بألوان قوس قزح واستخدام تلك الرقاقة الحيوية لاحقا في اختبار السمية القائم على المعاوقة لتقييم سمية مياه الشرب. أثناء محاولة هذا الإجراء ، من المهم أن تتذكر العمل بشكل معقم في تحضير الرقائق الحيوية ، وكذلك الحفاظ على الرقائق الحيوية في الثلاجة حتى يتم استخدامها. يمكن استخدام كل رقاقة حيوية مرة واحدة فقط ثم يجب التخلص منها.

بمجرد إتقانها ، يمكن تحضير الرقاقة الحيوية في حوالي 10 دقائق. هذا تقدير ، لأن الرقائق يتم تحضيرها على دفعات. يستغرق اختبار مقاومة العينة، بما في ذلك تحضير العينة، حوالي ساعة واحدة و10 دقائق إذا تم إجراؤه بشكل صحيح.

باتباع هذا الإجراء ، يمكن إجراء طرق أخرى مثل الكيمياء التحليلية على عينة أنتجت نتيجة ملوثة ، من أجل تحديد المواد الكيميائية أو المواد الكيميائية المشتبه بها. يمهد تطوير هذه التقنية الطريق للباحثين المهتمين باستشعار سمية المياه لاستخدام التكنولوجيا باستخدام الخلايا الظهارية الخيشومية وتراوت قوس قزح واستشعار المقاومة. نأمل أن تجدوا التقنيات مفيدة ونتطلع إلى الابتكارات المستقبلية التي قد تساعد هذه القدرات الجديدة في تسهيلها.

شكرا لك وأتمنى لك يوما رائعا.