Die Musterkollektion wurde von der University of Pittsburgh Institutional Review Board (IRB # PRO16060443, PRO10110387) genehmigt. Alle Experimente werden unter einen Schrank mit der richtigen persönlichen Schutzausrüstung Biosafety durchgeführt.
1. Gerät Fertigung und weiche Lithographie
Hinweis: Standard weichen Lithographie Techniken15,16 dienten der Microchannel Polydimethylsiloxan (PDMS) zu erstellen.
- Mischen Sie den PDMS-Vorläufer im Verhältnis 10:1 von base und Aushärtung Agent.
- 30 g der PDMS Vorläufer Mischung auf der Mikro-gefräst aus Aluminium Form Gießen (siehe Abbildung 1 für Dimensionen) und 20 g der PDMS Vorläufer Mischung auf 100 mm Petrischale.
Hinweis: Die Petrischale wird verwendet, um den dicken Film von PDMS (~ 3 mm) für die Tragschicht zu machen. Die tragende Schicht des PDMS bietet einheitliche physikalische Oberflächeneigenschaften während der Mikrofluidik. Alternativ kann eine Dünnschicht des PDMS auf der Glas-Folie verwendet werden. Der master-Form mit bestimmten Kanal Abmessungen wurde entworfen und hergestellt durch Mikrofräsen auf der Alu-Blech. In dieser Studie verwendete Spirale-Kanal war ein 8-Schleife Spirale mikrokanal mit einem ein- und zwei Ausgänge mit dem Radius von 8 mm bis 24 mm für effiziente Größe-basierte Trennung erhöhen.
- Legen Sie die Form und die Petrischale in einem Vakuum Exsikkator zu entgasen, bis keine Luftblasen an der Oberfläche, in der Regel ca. 5-10 min. Einsatz ein Haus-Vakuum für die Exsikkator sichtbar sind.
- Lassen Sie das Vakuum und legen Sie die Form und die Petrischale in einem 90 ° C Ofen für 1 h.
Hinweis: Eine Herdplatte oder andere Heizung Werkzeuge können anstelle von einem Ofen verwendet werden.
- Die Form und die Petrischale aus dem Ofen nehmen und bei Raumtemperatur für 10 min. abkühlen lassen.
- Vorsichtig die Umrisse schneiden Sie aus und Lochen Sie der flüssigen Zugriff auf das Gerät mit einem 2 mm-Puncher.
Hinweis: Die Größe des Stempels kann variieren je nach Größe des Handbuchs Rohre oder Flüssigkeit.
- Befestigen Sie ein Klebeband auf die Kanal-Seite des Gerätes und Dickschicht PDMS und schälen Sie sorgfältig mit der Pinzette um Staub zu entfernen.
- Sowohl die Kanal-Seite des Gerätes und schlichte PDMS mit Luft-Plasma und Verbundenheit mit der vorbereiteten Tragschicht schlicht PDMS (Abbildung 1A) zu behandeln.
- Platzieren Sie den Chip auf der 50 x 70 mm-Glas-Folie und legen Sie sie in einem Ofen 70 ° C für mindestens 30 min um die Haftfestigkeit zu verbessern.
(2) trachealen Sekretion Sammlung von mechanisch beatmeten Patienten
Hinweis: Trachealen Sekrete aus mechanisch beatmeten Patienten während der normalen Routine Atemwege Betreuung erhalten Sie über ein Protokoll von den herkömmlichen Methoden geändert, der standard, Erwachsene belüfteten Patient unterzubringen. Proben wurden de-identifiziert und sofort zur Verarbeitung gesendet.
- Wenn trachealen streben angegeben ist, verwenden Sie einen Katheter Atemwege Sekrete zu extrahieren.
- Den Katheter vorsichtig halb in den Endotrachealtubus vorantreiben und 5 mL 0,9 % sterile normale Kochsalzlösung aus einer vorgefüllten 10 mL Spritze zu vermitteln.
- Wenn der Katheter ist voll ausgereift, oder Widerstand traf, die Sekrete abzusaugen und in einem sterilen Auswurf Sammelbehälter sammeln.
- Sammle 10 mL trachealen Sekrete in einem sterilen Sputum Container und auf Eis legen. Senden Sie die Proben sofort zur Bearbeitung.
(3) trachealen Sekretion Probenvorbereitung
Hinweis: Alle Experimente müssen unter einen Schrank mit der richtigen persönlichen Schutzausrüstung Biosafety durchgeführt werden.
- 1 mL der Atemwege Sekretion Proben in 9 mL Phosphat-gepufferte Kochsalzlösung (PBS) mit einer Kunststoff 10 mL Spritze (für ein 10 X Verdünnung) zu verteilen. Verwenden Sie eine stumpfe Pipette, um die Schleim-Probe zu homogenisieren.
- Belasten Sie das Verdünnungsmittel mit einem 40 µm Nylon Zelle Sieb entfernen große Stücke oder Blutgerinnsel, die die Mikrofluidik Zugangsöffnung oder den Kanal blockieren können. Legen Sie die Probe auf dem Eis nach der Verarbeitung.
- Das Verdünnungsmittel jeder Probe mit einem 100 X Volumen von PBS-Puffer, wodurch eine 1.000 x verdünnten Suspension zu zerstreuen. Legen Sie die Probe auf dem Eis während der gesamten Dissoziation-Operation.
(4) Versuchsaufbau
Hinweis: Alle Experimente müssen unter einen Schrank mit der richtigen persönlichen Schutzausrüstung Biosafety durchgeführt werden.
- Montieren des PDMS-Chips mit dem Fluid Guide, gleichförmige Strömung zu jedem der vier Spirale Mikrokanäle (Abbildung 1 b) anzuwenden.
Hinweis: Vier Kanäle wurden verwendet, um den Durchsatz zu erhöhen durch Parallelisierung sowie Optimierung der Lautstärke und Zelle Dichte die entstandene Suspension. Der flüssige Guide ist entworfen und hergestellt mit einem Stereolithographie Art 3D-Drucker mit klaren Harz. Einlass und Auslass des flüssigen Guide verwenden Luer-Anschluss-Buchsen für einfache Verbindung und stabile Abdichtung während der Operation.
- Verbinden Sie einen Luer-Anschluss-Stecker 1/16-Zoll mit Einlauf, der inneren Steckdose (IW) und der Außenwand (OW) Auslassöffnung des flüssigen Guide und verbinden ein Silikonschlauch zur Probe Aussetzung.
- Legen Sie die stumpfe Spitzen an beiden Enden der zu- und Abgänge zu den unteren Rand der Probe-Stausee erreichen.
- Die Peristaltische Pumpe mit dem Zulauf-Schlauch anschließen.
- Stecken Sie das Ende der Zulauf Schlauch und IW-Auslass-Schlauch in der Probe-Stausee und das Ende des Schlauches OW Outlet in den Abfall Behälter (Abbildung 1, D).
- Ort der 50 mL-Tube von gefilterten PBS ohne Kalzium und Magnesium auf die Probe-Stausee.
- Pumpen mit einer low-Flow-Rate (~ 1 mL/min) an das Gerät zu starten.
Hinweis: Wenn Luftblasen im Kanal erfasst werden, drücken Sie die Spitze des Kanals mit der Pinzette zu destabilisieren und Luftblasen zu beseitigen. Wenn das Gerät vollständig mit Pufferlösung gefüllt ist, ändern Sie die PBS-Röhre um die Atemwege Sekretion Probenröhrchen vorzubereiten.
- Wenn die Probe in der Probe-Stausee befindet, Peristaltische Pumpe einschalten und Einstellen der Durchflussmenge bei 4 mL/min (Abbildung 1, D).
- Wenn das Probenvolumen benannten Volumen (~ 1 mL) erreicht, beenden Sie den Betrieb und trennen Sie den Silikonschlauch.
Hinweis: Die vorgeschlagene Methode ist effizienter zu verringern eine große Menge an Verdünnungsmittel (> 50 mL) in ein Mikro-Zentrifugenröhrchen Volumen (~ 1 mL) (Abbildung 2).
(5) Flow Cytometry Analysis
Hinweis: Um die Dissoziation Methoden (Mikrofluidik und Lyse) zu vergleichen, wurde Durchflusszytometrie mit Immunfluoreszenz verwendet.
- Fügen Sie Fluorescein erfolgt (FITC) - konjugierten Maus Anti-Human CD66b monoklonaler Antikörper und Allophycocyanin (APC) - Maus Anti-Human CD45 monoklonaler Antikörper, die ersten Aussetzungen (Schritt 3.3) und daraus resultierende Suspensionen (Schritt 4,9) (200 µL konjugiert jeder Antikörper) im Verhältnis von 01:25 V/V.
- Inkubieren Sie die Proben bei 4 ° C im Dunkeln für 30 min.
- Analysieren Sie beide Proben auf einem Durchflusszytometer, die PMNs zu quantifizieren.
Hinweis: Die Bevölkerung, die doppelt positiven FITC-APC, CD66b positiv und CD45 positiven galt als neutrophile. Erholung wurde durch das Verhältnis der Ergebniszelle Zahlen die Eingabe und die entstandene Suspension berechnet.
6. NE Release Analyse
Hinweis: Um die Funktionalität des isolierten zu vergleichen war Neutrophilenzahl von der Mikrofluidik und Lyse-Methode eine NE-Assay-Kit verwendet.
- PMA (zur Verfügung gestellt, in dem Assay Kit) hinzufügen jedes entstandene Suspension (erhältlich bei Schritt 4,9), eine Endkonzentration von 50 nM.
- Inkubieren Sie die Proben bei 37 ° C für 2 h.
- Zentrifugieren Sie die Suspensionen bei 300 X g für 10 min.
- Übertragen Sie 10 µL jeder überstand auf eine 96-Well-Platte (zur Verfügung gestellt, in dem Assay Kit).
Hinweis: Eine 96-Well-Mikrotestplatte mit einem flachen Boden und schwarzem Polystyrol kann auch verwendet werden.
- Jedes gut fügen Sie 90 µL verdünnter testpuffer (zur Verfügung gestellt, in dem Assay Kit hinzu).
- Fügen Sie 10 µL des Substrats Elastase (Z-Ala-Ala-Ala-Ala 2Rh110, im Assay Kit enthalten).
- 1,5 h bei 37 ° c inkubieren
- Lesen Sie die 96-Well-Platte mit einem Fluorometer bei einer Erregung Wellenlänge von 485 nm und einer Emissionswellenlänge von 525 nm.
Hinweis: Die Höhe der NE teilte der PMN-Graf von Flow-zytometrie-Analyse.