Micro-Particle Image Velocimetry (μPIV) wird verwendet, um gepaart Bilder von Mikro-Partikel im Blut fließt die kreuzkorrelierten um eine genaue Geschwindigkeitsprofil geben sind ausgesät visualisieren. Schergeschwindigkeit, maximale Geschwindigkeit, Geschwindigkeit Profilform und Strömungsgeschwindigkeit, von denen jede klinische Anwendungen hat, können aus diesen Messungen abgeleitet werden.
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Methodenartikel
Micro-Particle Image Velocimetry für Velocity Micro Profil Messungen der Blut fließt
In diesem Artikel
Zusammenfassung
Zusammenfassung
Micro-Particle Image Velocimetry (μPIV) wird verwendet, um gepaart Bilder von Mikro-Partikel im Blut fließt ausgesät visualisieren. Die Bilder sind kreuzkorrelierten eine genaue Geschwindigkeitsprofil geben. Ein Protokoll für μPIV Messungen von Blut fließt in Mikrokanälen dargestellt. Am Umfang der Mikrozirkulation, kann das Blut nicht als eine homogene Flüssigkeit sein, da es eine Suspension von Teilchen in flexible Plasma, einer Newtonschen Flüssigkeit suspendiert ist. Schergeschwindigkeit, maximale Geschwindigkeit, Geschwindigkeit Profilform und Durchflussmenge kann aus diesen Messungen abgeleitet werden. Mehrere wichtige Parameter wie Brennweite, Partikelkonzentration und System-Compliance, präsentiert werden, um eine genaue, nützliche Daten zusammen mit Beispielen und repräsentative Ergebnisse für verschiedene Hämatokrit-und Strömungsverhältnisse zu gewährleisten.
Einleitung
Der menschliche Körper enthält zahlreiche Gefäße mit Durchmessern von weniger als 50 um, dem wichtigsten Ort Austausch zwischen Blut und Gewebe. Die Untersuchung der Durchblutung in diesen Gefäßen stellt eine erhebliche Herausforderung dar, sowohl das Ausmaß der Messungen und die Flüssigkeit von Blut. Diese Messungen, einschließlich der Druckgradient, der Schere an der Wand, und Geschwindigkeitsprofile in Arteriolen und Venolen, sind wichtige Faktoren, die mit physiologischen Reaktionen verknüpft. Es gibt jetzt noch nie dagewesene Möglichkeiten, um diese Herausforderungen zu lösen Messung dank neuer experimenteller Techniken auf Mikroebene, um die Mikrozirkulation zu....
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Protokoll
1. Microchip Fabrication
Der erste Schritt besteht darin, zu erstellen oder kaufen Sie Ihre Mikrokanalstruktur. Es gibt viele Optionen für die Mikrochip-Material.
Eines der am häufigsten gewählten Materialien Poly (dimethylsiloxan) (PDMS). Es gibt viele Publikationen über Richtungen für PDMS Herstellung durch Softlithographie 16,17,18.
Sobald das PDMS Kanal hergestellt ist, gibt es mehrere Oberflächenbehandlungen seiner natürlichen Hydrophobie umzukehren. Oxygenierte Plasmabehandlung ist eine weit verbreitete Möglichkeit.
Zhou, Ellis und Voelck....
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Ergebnisse
In allen Figuren wird die Strömung nach rechts in RAW-Bildern, und oben in berechneten Geschwindigkeitsprofile links. Ein Beispiel für die Rohdaten mit Blut Hämatokrit H = 10 fließt bei 10 ul / h erhalten, ist in 2 gezeigt. Raw-Daten können ohne Datenverarbeitung zu erreichen Geschwindigkeitsprofile kreuzkorreliert werden. Die Auswirkungen der Vor-und Datenverarbeitung Methoden wird durch Pitts, et al. (2012b) diskutiert. Ein Beispiel für eine resultierende Geschwindigkeit Profile Daten ähnlich.......
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Diskussion
Mit μPIV für Messungen des Blutflusses an der Skala der Mikrozirkulation können Einblick in eine große Anzahl von relevanten biomedizinischen, mechanischen und chemischen Engineering-Prozesse zu geben. Einige der wichtigsten Faktoren zu berücksichtigen sind die Dichte des RBC selbst, die Aggregation und Verformbarkeit des RBC, Aggregation oder Bewegung der fluoreszierenden Mikropartikeln, und die Ansiedlung der RBC in den Kanälen. Alle diese Faktoren können für wenn die allgemeinen Leitlinien festgelegt oben befolgt wer.......
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Offenlegungen
Die Autoren haben nichts zu offenbaren.
Danksagungen
Die Autoren möchten NSERC (Natural Sciences and Engineering Council of Canada) für die Finanzierung, Catherine Pagiatikis danken für ihre Hilfe bei der ersten Läufe, Sura Abu-Mallouh und Frederick Fahim zum Testen des Protokoll, Richard von Prevost LaVision, Inc für die technische Unterstützung, und Guy Cloutier der Universität Montréal für das Darlehen des Dalsa High-Speed-Kamera.
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Materialien
| Name | Unternehmen | Katalognummer | Kommentare |
|---|---|---|---|
| Poly(dimethylsiloxan) (PDMS), d.h. Sylgard-184 | Dow-Corning | 3097358-1004 | |
| Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA) | Sigma Aldrich | E9884-100G | |
| Poshpat-gepufferte Kochsalzlösung (PBS) | Sigma Aldrich | P5368-10PAK | |
| fluoreszierende Mikropartikel | Microgenics/FisherSci | R900 | |
| Glycerin (OPTIONAL) | Sigma Aldrich | G6279-500 ml | |
| Mikrozentrifuge, i.e. CritSpin | FisherSci | 22-269-291 | |
| Spritze, d.h. 50 μ l Gasdichte | Hamilton | 80965 | |
| Kamera, i.e. Imager Intense, Hochgeschwindigkeits-LaVision | , Dalsa | Imager Intense | |
| Mikroskop, d.h. MITAS | LaVision | MITAS | |
| Nd:YAG Laser | New Wave Research | Solo-II | |
| Spritzenpumpe, d.h. Nexus3000 | Chemyx, Inc. | Nexus-3000 | |
| flexible Schläuche, i.e. Tygon | FisherSci | 14-169-1A | |
| Datenverarbeitungssoftware, i.e. DaVis | LaVision | DaVis | |
| Zentrifuge, i.e. Thermo Scientific CL2 | Thermo Scientific | 004260F |
Referenzen
- Santiago, J. G., Wereley, S. T., Meinhart, C. D. A particle image velocimetry system for microfluidics. Experiments in Fluids. 25, 316-319 (1998).
- Evaluation of Velocity Measurement in Micro Tube by Highly Accurate PIV Technique. Sugii, Y., Okamoto, K., Nishio, S., Nakano, A. 4th International Symposium on Particle Image Velocimetry (PIV '01), 17-19 Sept. 2001, , 1-5 (2001).
- Park, J. S., Choi, C. K., Kihm, K. D.
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Nachdrucke und Genehmigungen
