微流体评估血小板功能
2024年11月8日
可以评估血流下的血小板功能，并且可以使用微流体设备模拟止血复苏，这在创伤和输血医学中具有应用。
本研究的范围是评估生理条件下的血小板功能。我们专门使用微流体设备和生物表面研究血小板功能。使用这种方法，我们能够回答与血小板功能障碍和止血复苏相关的问题，以便在输血医学中应用。
目前的血小板功能测定通常测试血小板响应所选的特定激动剂而聚集的能力。检测方法可能包括透光或电阻抗，这些检测可能使用过程样品，并且测试停滞不前。通过使用这种微流体方法来测试血小板功能，我们结合了流体动力学以增加生理相关性。
流体动力学在止血过程中参与血小板功能的生物学机制中起着关键作用。对于出血患者，我们特别关注血小板功能，以及可能增强血小板功能以获得更好的结果的治疗干预。使用这种血小板功能测试方法，我们能够跟踪不同血小板群在实验中的贡献，并解锁一种评估创伤和其他出血状况的治疗方案的方法。
首先，将有机硅弹性体底座倒入称重盘中。以 10 比 1 的比例添加有机硅固化剂，并充分搅拌混合物，以确保有机硅聚合物链正确交联。将母模放入培养皿中，将未固化的 PDMS 均匀地倒在模具上。
然后，将培养皿放入真空干燥器中 30 分钟，以去除混合物中的气泡。要完成 PDMS 的固化，请将模具放入设置为 70 摄氏度的烘箱中 90 分钟。PDMS 完全固化后，使用剃须刀片或手术刀切出微流控石膏。
在通道的边缘打孔。现在，将载玻片和蚀刻面朝上的微流体铸件放入等离子清洗剂中。启动真空泵并密封腔室。
然后，将等离子清洁器转到 High 设置，并将设置留在清洁器中 30 秒。之后，关闭等离子清洁器并释放真空。要粘合等离子清洁的石膏和载玻片，请轻轻地将等离子清洁器中朝上的侧面压在一起。
将微流控装置放入 70 摄氏度的烘箱或热板上 10 分钟，以完成装订过程。现在，通过指定出口到指定入口，用 1 型马原纤维胶原试剂涂覆微流体室。将设备存放在温暖、潮湿、密闭的容器中，以防止涂层的胶原蛋白在通道内蒸发。
一小时后，用 PBS 沿涂层的相反方向冲洗设备，以冲洗出胶原蛋白溶液。首先，使用所选的荧光基团将柠檬酸全血与荧光偶联的 CD41 抗体一起孵育。在章动摇杆上对血液染色 30 分钟。
接下来，打开显微镜和相关软件。用显微镜载物台设置撤液注射泵水平，并根据实验要求调整注射泵设置。然后，将微流体装置放在显微镜载物台上，并将其边缘贴在载物台上以防止移动。
现在，将十六分之一英寸内径管连接到弯头连接器，然后连接到带有十六分之一英寸内径连接器的 10 毫升注射器。用无菌 PBS 填充 10 毫升注射器，并将其连接到注射泵。然后，将弯头连接器插入微流体装置的出口。
准备约 10 厘米长的入口管路，一端有弯头连接器，另一端有斜切口。现在，将入口弯头连接器连接到设备入口，并将入口管路定位到放置在倾斜支架上的废微量离心管中。使用 10 倍物镜聚焦在微流体器件通道边缘。
接下来，用 PBS 灌注线。手动推进注射泵以清除通道中的任何 PDMS 或碎屑。检查通道入口和出口附近是否有任何障碍物。
现在，打开保存的图像捕获设置或为每 1 到 2 秒捕获一次的时间序列图像创建新的图像捕获程序，这些图像具有与血液样本中 CD41 抗体相对应的明场通道和荧光通道。获得过滤后的柠檬酸盐血样，并在开始实验前通过上下吹打混合。将样品放在倾斜的微量离心机支架上。
然后，将入口管路放入血液样本中并开始记录图像捕获。慢慢抽出注射器以填充管中的死体积。血液到达通道后，立即按下注射泵上的 Play（播放），以所需的剪切速率恢复流速。
运行实验，直到血小板完全阻塞微流体装置的狭窄区域，或直到实验终点，通常为 10 分钟。实验完成后，停止图像捕获，并停止注射泵。最后，将图像捕获保存到适当的存储中。
概述
本研究使用微流控设备在生理条件下调查血小板功能。研究旨在解决血小板功能障碍和止血复苏问题，特别是在输血医学的背景下。
关键研究组成部分
科学领域
- 血小板功能
- 微流控技术
- 输血医学
背景
- 血小板功能对止血至关重要。
- 当前的检测方法常常缺乏生理学相关性。
- 微流控设备可以模拟血流条件。
- 了解血小板功能障碍对创伤护理至关重要。
研究目的
- 评估血流条件下的血小板功能。
- 使用微流控技术模拟止血复苏。
- 改进当前的血小板功能检测方法。
使用的方法
- 使用微流控设备模拟血流。
- 用于血小板相互作用研究的生物表面。
- 评估血小板在激动剂作用下的聚集。
- 利用流体动力学以获得生理学相关性。
主要结果
- 微流控方法为血小板行为提供了见解。
- 加深了对血小板功能障碍的理解。
- 在输血医学方面的潜在应用。
- 改进了止血复苏的建模。
结论
- 微流控设备有效用于研究血小板功能。
- 该方法提供了更具生理学相关性的评估。
- 研究结果可能导致更好的输血策略。
常见问题
Executive Industry Relevance
Microfluidic assessment of platelet function introduces physiologically relevant flow and substrate conditions, enabling more predictive evaluation of thrombosis and hemostasis mechanisms. This approach addresses the limitations of static assays by modeling arterial shear and localized thrombus formation, supporting translational research in trauma and transfusion medicine. The method enhances predictive confidence for therapeutic strategy development in volume-limited and clinically complex samples.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables interrogation of platelet function under physiologic shear, clarifying mechanistic pathways in hemostasis.
- Supports biological de-risking by modeling clinically relevant flow conditions and substrate interactions.
- Facilitates functional target validation for antiplatelet and pro-hemostatic agents.
Screening & Assay Development
- Prepares validated microfluidic platforms for quantitative, reproducible platelet function assays.
- Standardizes assessment of platelet aggregation and thrombus formation under controlled flow.
- Enables reliable evaluation of pharmacological inhibitors and transfusion products in a scalable format.
Translational & Preclinical Research
- Aligns in vitro platelet function testing with disease-relevant trauma and transfusion scenarios.
- Supports continuity from discovery through preclinical validation by modeling patient and animal samples.
- Provides predictive de-risking for therapeutic interventions targeting coagulopathy.
Pipeline & Workflow Integration
This microfluidic platform bridges early discovery, assay development, and translational research by enabling physiologically relevant platelet function testing across the R&D continuum.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing on platelet dysfunction and therapeutic modulation under flow.
- Screening: Delivers quantitative, reproducible outputs for compound and product evaluation.
- Analytics: Provides time-resolved imaging and quantitative thrombus formation metrics for comparative analysis.
- Translational Research: Facilitates alignment with trauma-induced coagulopathy and transfusion medicine needs.
- Enterprise Reuse: Offers a reusable microfluidic assay platform adaptable to diverse sample types and research questions.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in platelet function studies.
- Operational Value: Enhances assay standardization, reproducibility, and scalability for R&D teams.
- Strategic Value: Informs go/no-go decisions and optimizes resource allocation for hemostasis-targeted programs.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization of therapeutic candidates and transfusion strategies.
Implementation Considerations
- Requires expertise in microfluidics, platelet biology, and quantitative imaging analysis.
- Demands access to microfabrication, fluorescence microscopy, and flow control instrumentation.
- Necessitates cross-team standardization of assay protocols and data interpretation.
- Adaptable to small-volume clinical and preclinical samples, supporting translational flexibility.
- Dependent on maintaining physiologic flow and substrate conditions for assay fidelity.
