تصنيع قابلة المط ومزدوجة القناة، رقائق موائع جزيئية الجهاز

الهدف العام لهذا البروتوكول هو وصف تلفيق الأجهزة microfluidic مشقوق لتلخيص وظائف مستوى الجهاز في المختبر. يصف هذا البروتوكول طريقة لاختلاق الأجهزة المتكسرة الجهاز تلخيص وظيفة مستوى الجهاز في المختبر. func، الأجهزة، مثل هذه، هي في الواقع ملفقة باستخدام قوالب مطبوعة 3D من المطاط السيليكون الناعمة.

هذا المطاط يمكننا من إشباع هذه الأجهزة في الواقع مع الإشارات الميكانيكية التي تمكننا من تمديد الأنسجة كما كنت في الحصول على دعنا نقول الرئة أو القناة الهضمية. نضيف أيضاً الإسراف الذي يحاكي تدفق الدم وتدفق سوائل الجسم الأخرى داخل أنظمة الأعضاء. الآن معا، هذه الأجهزة تمكننا من إعادة فعلا ومحاولة فهم علم وظائف الأعضاء المعقدة التي تحدث في الجسم الحي.

ولكن القيام بذلك في المختبر. لذا نحن نجرب البشر، لكن ليس على الناس. وهكذا فهي طريقة فعالة جدا لسد الفجوة بين الدراسات الحيوانية، التي يتم القيام بها دائما في التنمية قبل السريرية من العلاجات، ومن ثم قبل الدراسات البشرية، التي تسمى التجارب السريرية، حيث هناك خطر أكبر بكثير على الإنسان، على سلامة الإنسان.

وهكذا تساعد هذه الأجهزة على سد الفجوة وتمكننا في الواقع من تطوير علاجات جديدة وفهم البيولوجيا الأساسية التي تحدث في الواقع في أنظمة معقدة مثل الإنسان. إعداد القناة الأعلى. امسح الجانب اللامع من كل قطعة من البولي يوريثين مع الإيثانول ومناديل الغرفة النظيفة.

ضع الجانب اللامع من البولي يوريثان على الجانب المفتوح من القالب في قالب المكان. وضع الجمعيات العفن والبولي يوريثين في الرقصة، الجانب محكم ضد نهاية رقصة. الاستمرار في القيام بذلك حتى تم وضع جميع القوالب داخل الرقصة.

تشديد رقصة من خلال تحويل مقبضها باستخدام وجع، حتى التباعد الرقص هو 25 ملليمتر في العرض. جعل قارب من رقائق الألومنيوم المحيطة القالب في مكان رقصة. صب PDMS في كل قالب جيدا حتى الكامل.

مرة واحدة يتم تعبئة رقصة كاملة، ووضع رقصة في desiccator فراغ. بعد ساعة واحدة، وإزالة من مجفف. ووضع في فرن درجة 60 درجة لمدة أربع ساعات على الأقل.

تفكيك الرقصة باستخدام وجع. إزالة شرائط البولي يوريثين من كل قالب. وتجاهل.

بعناية demold أجزاء PDMS من قوالب ووضعها ميزة الجانب. صف شفرة مكشطة البلاط في درجة علامة التبويب النهاية. وقطع بعيدا كل نهاية لcingulate المكونات العليا.

تخزين الأجزاء المنتهية في أطباق بيتري مربع. تخزين أجزاء في خزانات الضغط الإيجابي في درجة حرارة الغرفة. إعداد القناة السفلية.

صب 10.5 غرام من PDMS في القالب. يمكن استخدام بندقية الهواء بلطف شديد لتحريك PDMS على الفضاء. قوالب مكان في الديسكات فراغ.

بعد ساعة واحدة، نقل القوالب إلى مستوى 60 درجة سينتيغراد الفرن. ضع القالب على الطاولة في غطاء تدفق لارينار. تخفيف PDMS من حافة القالب.

قبضة زاوية واحدة وقشر بلطف مرة أخرى PDMS من سطح القالب. عند إزالتها بالكامل، عكس ووضع على سطح العمل بحيث ملامح القناة هي الوجه. قطع على طول الحواف الخارجية مع قطع البلاط.

مع ملقط مجداف شقة، وضع أجزاء ميزة الجانب على الشريط لإزالة أي حطام. إزالة جزء من التعبئة الشريط. اسحب نهاية الجزء غير المُطلق عبر الشريحة.

النهاية السائبة سوف تُلَحّح بالزجاج ميزات الغطاء مع شريط سكوتش. تخزين أجزاء في خزانات الضغط الإيجابي في درجة حرارة الغرفة.

PDMS إعداد الغشاء. تحقق من أن الرقائق خالية من PDMS على ظهره. ضع كل رقاقة غشاء في الفتحات المعينة.

استخدام حقنة واحدة مل لوضع 09 مل من PDMS على مركز كل غشاء رقاقة آخر صفيف. دع PDMS تجلس لمدة خمس دقائق على الأقل. السماح لـ PDMS بالانتشار في جميع أنحاء وظيفة رقاقة الغشاء.

لا تنتقل إلى الخطوة التالية حتى يتم تغطية 75٪ على الأقل من الصفيف المنشور في PDMS. البلازما علاج قطاع البولي باستخدام الشروط الموصوفة في البروتوكول. إزالة ورقة البولي من آلة البلازما واستخدام مقص لقطع أوراق البولي إلى 45 ملليمتر من قبل 45 ملليمتر المربعات.

وضع الجانب البلازما المعالجة من الساحات البولي على PDMS, تركزت على رقاقة الغشاء. ضع مفتاح PDMS على وسط مربع البولي كربونات. ثم ضع البولي الملبوسات قبل القطع.

إدراج الصواني بحيث صينية ثلاثة في الخلف، علبة اثنين في الوسط، وصلب واحد في الجبهة. علبة واحدة لديها درجة للمحاذاة. فتح صمام ضغط الإخراج، وببطء شديد فتح صمام ضغط الإدخال.

هذا هو بحيث يتم تطبيق أربعة كيلوغرامات من القوة تدريجيا على كل رقاقة الغشاء، بدلا من على الفور التي قد كسر الرقاقة. قم بقلب مفتاح AMF إلى بدء دورة المعالجة. ثم أغلق صمام ضغط الإدخال وافتح صمامات ضغط الإخراج لتحرير الضغط من اسطوانات الهواء.

إزالة الصواني وتقديمها إلى غطاء محرك تدفق لارينار. قشر بعناية قبالة البولي محكم. قم بإزالة مسافة PDMS بعناية.

فحص غشاء PDMS للمناطق مع من خلال الثقوب. استخدام علامة لتتبع المخطط التفصيلي لمنطقة ثقب من خلال. أيضا وضع علامة على أي ثقوب أو عيوب على الأغشية.

هذا مثال على غشاء غير ملحوظ و ملحوظ. باستخدام رقائق التعامل مع ملاقط، وتخفيف رقائق من علبة. إزالة كل غشاء من رقاقة ومكان على طبق بيتري.

سوف غشاء PDMS demold من رقاقة وسيتم المستعبدين لدعم البولي. تخزين أجزاء في خزانات الضغط الإيجابي في درجة حرارة الغرفة. أعلى التجمع والتحضير.

باستخدام شريط سكوتش غير لامع الانتهاء، وتنظيف أغشية PDMS، فضلا عن الدواخل من طبق بيتري لإزالة الحطام. الشريط بدقة الجانب ميزة من كل أعلى قناة طويل القامة لإزالة الحطام. وضع قمم في طبق بيتري مع غشاء PDMS.

كن على علم بأن بعض الأغشية قد تأخذ واحد أو اثنين من الأجزاء العليا. يجب أن تكون القنوات الرئيسية لكل جزء علوي ملائمة في المنطقة اِلُوَم داخل الغشاء. تحميل أطباق بيتري في البلازما.

البلازما علاج الغشاء وأعلى وفقا للبروتوكول المكتوب. بمجرد انتهاء دورة الترابط ، قم بإزالة الأطباق ووضع الأجزاء العلوية المنشطة على الغشاء. ضعه في فرن درجة 60 درجة مئوية لمدة ساعتين على الأقل.

باستخدام مشرط، تتبع حول محيط أعلى المستعبدين لفصله عن الناقل البولي. بمجرد أن يتم تتبع الجزء، قشر الجزء العلوي من البولي. وينبغي أن غشاء PDMS التي توطدت على أعلى قشر من الناقل كذلك.

باستخدام ملاقط إزالة الغشاء من المنافذ التي الوصول إلى القناة السفلي. لا تترك أي أجزاء من الغشاء التي تغطي منفذ الوصول. بالإضافة إلى ذلك إزالة أي حطام أو غبار مع ملاقط.

تجميع الرقائق. ميزة الجانب حتى، البلازما علاج الجمعيات الأعلى مع قيعان. تحت مجهر مقلوب، محاذاة الجمعية العليا مع النصف السفلي.

ضعه في فرن درجة 60 درجة مئوية لمدة ساعتين على الأقل. نتائج. يصف البروتوكول المعروض هنا التصنيع القابل للتطوير لرقائق الجهاز PDMS. هذه الأجهزة تمكين ثقافة نوعين من الأنسجة المافرة متميزة على غشاء مسامية مرنة.

يتم إلقاء قنوات PDMS باستخدام قوالب مطبوعة ثلاثية الأبعاد ، مما يسرع من البرمجة والتصاميم الجديدة. يتم إلقاء أعلى القنوات في قوالب تحت ضغط ضد طوقا البولي يوريثان متوافقة لإنتاج مكونات مع الموانئ مصبوب. بينما يتم إلقاء مكونات القناة السفلية في الصواني والتعامل معها على دعم شريحة المجهر.

يجمع هذا النهج التصنيع بين النقش متعدد النطاقات للأجزاء في خطوة واحدة ، مما يوفر الوقت ، ويحسن قابلية التكاثر والتتبع ، ويقلل من الحطام الناتج عن اللكم المنفذ وخطوات القطع المتعددة. الأغشية المسامية هي حاسمة لوظيفة رقاقة الجهاز، ونهج تصنيع على أساس الصب ضد رقائق السيليكون منقوشة النتائج في أغشية سمك متسقة والانتهاء من السطح. التعامل مع عن طريق الناقلات البولي يسمح لأكبر دفعة الإنتاج والتخزين.

تتكون شريحة الأعضاء المجمعة من قناتين غزيرتين في حزمة شفافة بصريًا. في المنطقة المتداخلة، غشاء PDMS المسامية تمكن الأنسجة الأنسجة التفاعل من المستقلبات والبروتينات والعلاجات، ومسببات الأمراض، والخلايا لتكبيل وظيفة رقاقة الجهاز بينما يتم استخدام قناتين متوازيتين على أي من الجانبين لتوفير سلالة الميكانيكية، وذلك باستخدام التفعيل الفراغي الدوري. المسامية من غشاء PDMS الحيوية طبيا يدعم تدفق الأيض، وعوامل النمو، وحتى الخلايا بين الأوعية الدموية وparenchyma الجهاز.

تم تحديد نفاذية واضحة للغشاء باستخدام دي التركيز في قنوات منفذ مع وبدون خلايا الأمعاء كاكو-2. توفر طبقات خلايا شرائح الأمعاء حاجزًا متزايدًا بشكل كبير للنفاذية. يمكن أن تكون رقاقة الجهاز مفعّلة باستخدام قنوات الفراغ المتوازية إلى كمية وتكرار تطبيق تحميل سلالة دوري إلى الغشاء، وبالتالي الأنسجة المستزرعة.

هذا سلالة دوري جنبا إلى جنب مع إسراف وسائل الإعلام يدعم التمايز الخلوي لمحاكاة أفضل في علم وظائف الأعضاء الجسم الحي، مثل تشكيل الزغب في رقاقة الأمعاء. باستخدام البروتوكول الموصوف هنا ، يجب أن تكون قادرًا الآن على تصنيع شريحة عضو PDMS قابلة للتمدد.