Name: Ein Gradient-Erzeugung Mikrofluidikvorrichtung für Zellbiologie (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2007-08-30T00:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 5 s
Description: Erfahren Sie die Mikrofabrikation einer Gradienten-erzeugenden Mikrofluidikvorrichtung für Zellbiologie. Diese Methode ermöglicht präzise Studien zur gerichteten Zellmigration und biologischen Prozesse.

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A. Microfabrication der Gradienten-erzeugenden Mikrofluidikvorrichtung <ol><li> Die Si-Wafer ist mit reaktiven Sauerstoff-Plasma (5 min bei 30W, Harrick Scientific, NY) behandelt. </li><li> Negative Photolack (SU-8 50, Microchem, MA) ist durch Spin-Coating bei 1000 rpm für 1 min auf einem Si-Wafer. </li><li> Der Wafer ist weich gebacken bei 65 ° C für 10 min und anschließend bei 95 ° C für 30 min auf einer Heizplatte. </li><li> Der Wafer wird mit UV-Licht (200W) für 3 min durch eine Transparenz-Maske mit einer minimalen Strukturgröße von 30 pm ausgesetzt. </li><li> Der Wafer wird post bei 65 ° C gebacken für 1 min und bei 95 ° C für 10 min. </li><li> Si Master-Form mit 100 um dicke Kanäle unter Verwendung SU-8 Fotolack-Entwickler. </li><li> Der Wafer mit Mikrokanälen ist in einer Petri-Schale gelegt. </li><li> Poly (dimethylsiloxan) (PDMS) (Sylgard 184) Formen werden durch Mischen Silikon-Elastomer und Härter (10:1 Verhältnis) hergestellt. </li><li> Die PDMS-Mischung wird auf die Si-Master gegossen. </li><li> Die Si-Master-Form befindet sich auf einem Vakuumexsikkator zu Blasen für 10 min zu entfernen. </li><li> PDMS ist bei 70 ° C für 1 bis 2 Stunden ausgehärtet. </li><li> PDMS Formen werden von der Si Master-Form geschält. </li></ol> B. Versuchsaufbau <ol><li> Zell-Eingang, Ausgang, und die Infusion Buchten der PDMS-basierten mikrofluidischen Gerät mit scharfen punchers gestanzt. </li><li> Eine Vorrichtung und ein Objektträger aus Glas (2 × 3 inch) sind irreversibel durch die reaktive Sauerstoff-Plasma (5 min bei 30W, Harrick Scientific, NY) gebunden. </li><li> Polyethylen-Schlauch (PE 20, Becton Dickinon, MD) wird in die Infusion Buchten der Mikrofluidik-Gerät eingesetzt und anschließend zu einer Spritzenpumpe verbunden. </li><li> Fluorescein-Isothiocyanat (FITC)-Dextran (MW = 10kD, 10 uM, Sigma) und Puffer (PBS, Invitrogen, CA) werden in den mikrofluidischen Gerät infundiert, um stabile Gradienten innerhalb des fluidischen Gerät zu bestätigen. </li><li> Extrazellulären Matrix (ECM) (dh, Fibronektin) ist innerhalb der mikrofluidischen Gerät für 1 Stunde im Brutschrank (37 ° C) beschichtet. </li><li> NIH 3T3 Fibroblasten sind trypsiniert und distanziert. </li><li> Dissoziierten Zellen sind in der Mikrofluidik-Gerät (800 &amp;mgr; m breit) an der Zelldichte von 2 × 10 6 Zellen / ml geladen. </li><li> 2 ml Medium und 50 ng / ml epidermalen Wachstumsfaktor (EGF) ist in einer mikrofluidischen Vorrichtung zur Erzeugung von löslichen Gradienten unter Verwendung einer Spritzenpumpe (0,05 ml / min) infundiert. </li><li> Die Zellen werden in Echtzeit alle 5 min mit einem inversen Mikroskop (Nikon TE 2000) überwacht. </li></ol>

<ol><li>Jeon, N. L., Baskaran, H., Dertinger, S. K. W., Whitesides, G. M., Van de Water, L., Toner, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neutrophil+chemotaxis+in+linear+and+complex+gradients+of+interleukin-8+formed+in+a+microfabricated+device%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">Neutrophil chemotaxis in linear and complex gradients of interleukin-8 formed in a microfabricated device.</a> Nat. Biotechnol. 20, 826-830 (2002).</li>
<li>Lin, F., Nguyen, C. M., Wang, S. J., Saadi, W., Gross, S. P., Jeon, N. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effective+neutrophil+chemotaxis+is+strongly+influenced+by+mean+IL-8+concentration%5BTitle%5D)+AND+%22Biochem.+Biophys.+Res.+Commun%22%5BJournal%5D)">Effective neutrophil chemotaxis is strongly influenced by mean IL-8 concentration.</a> Biochem. Biophys. Res. Commun. 319, 576-581 (2004).</li>
<li>Chung, B. G., Flanagan, L. A., Rhee, S. W., Schwartz, P. H., Lee, A. P., Monuki, E. S., Jeon, N. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Human+neural+stem+cell+growth+and+differentiation+in+a+gradient-generating+microfluidic+device%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+Chip%22%5BJournal%5D)">Human neural stem cell growth and differentiation in a gradient-generating microfluidic device.</a> Lab Chip. 5, 401-406 (2005).</li>
<li>Saadi, W., Wang, S. J., Lin, F., Jeon, N. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+parallel-gradient+microfluidic+chamber+for+quantitative+analysis+of+breast+cancer+cell+chemotaxis%5BTitle%5D)+AND+%22Biomed.+Microdevices%22%5BJournal%5D)">A parallel-gradient microfluidic chamber for quantitative analysis of breast cancer cell chemotaxis.</a> Biomed. Microdevices. 8, 109-118 (2007).</li>
<li>Chung, B. G., Park, J. W., Hu, J. S., Huang, C., Monuki, E. S., Jeon, N. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+hybrid+microfluidic-vacuum+device+for+interfacing+with+conventional+cell+culture+platform%5BTitle%5D)+AND+%22BMC+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">A hybrid microfluidic-vacuum device for interfacing with conventional cell culture platform.</a> BMC Biotechnol. 7, (2007).</li>
</ol>

Cells um stabile Konzentrationsgradienten der EGF in einer mikrofluidischen Vorrichtung zu höheren Konzentrationen migriert ausgesetzt. Die Richtungsorientierung der Zellmigration, chemotaktische Index, Motilität wandernden Zellen wurden durch Zell-Tracking-Analyse untersucht. Daher könnte dieses Gefälle generierenden mikrofluidischen Plattform nützlich sein Studium Krebsmetastasen, Embryogenese und Axon Führung.

<table><tbody><tr><td>Dextran-FITC</td><td>Reagenz</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>FD10S</td><td>Fluoresceinisothiocyanat (FITC)-konjugiertes Dextran (10 kD)</td></tr><tr><td>hr-EGF</td><td></td><td>Invitrogen</td><td>13247-051</td><td>humanes rekombinantes epidermales Wachstumsfaktor</td></tr><tr><td>PDMS</td><td></td><td>K.R. Anderson Co.</td><td>2065622</td><td>Poly(dimethylsiloxan) (PDMS), Dow Corning Sylgard 184 (8,6 lb)</td></tr><tr><td>Negativ-Photolack</td><td></td><td>MicroChem Corp.</td><td>SU-8 50</td><td></td></tr><tr><td>Si-Wafer</td><td></td><td></td><td></td><td>Silizium-Wafer, 4 Zoll</td></tr><tr><td>Petri-Schalen</td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Polyäthylen-Schlauch</td><td></td><td>BD Biosciences</td><td>PE 20</td><td></td></tr><tr><td>PBS</td><td></td><td>Invitrogen</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Fibronectin</td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>NIH 3T3</td><td>Zelllinie</td><td></td><td></td><td>Fibroblastenzellen</td></tr><tr><td>Invertiertes Mikroskop</td><td></td><td>Nikon Instruments</td><td>TE 2000</td><td></td></tr></tbody></table>

ein gradient-erzeugung mikrofluidikvorrichtung für zellbiologie

A Gradient-generating Microfluidic Device for Cell Biology

Die Herstellung und den Betrieb eines Gradienten-erzeugenden Mikrofluidikvorrichtung zur Untersuchung zellulärer Verhalten beschrieben wird. Ein mikrofluidischen Plattform ist ein günstiges experimentelles Werkzeug, weil es genau manipulieren kann Flüssigkeit fließt, ermöglichen einen hohen Durchsatz Experimente und generieren stabile lösliche Konzentrationsgradienten. Im Vergleich zu herkömmlichen Gradienten-Generatoren, Poly (dimethylsiloxan) (PDMS)-basierten mikrofluidischen Bauteilen erzeugen können stabile Konzentrationsgradienten von Wachstumsfaktoren mit gut definierten Profile. Hier haben wir einfache Gradienten-erzeugenden mikrofluidischen Systemen mit drei separaten Eingängen. Drei Mikrokanäle in einem Mikrokanal kombiniert werden, um Konzentrationsgradienten zu erzeugen. Die Stabilität und Form der Wachstumsfaktor-Gradienten wurden durch Fluorescein isothyiocyanate (FITC)-Dextran mit einem Molekulargewicht ähnlich epidermal growth factor (EGF) bestätigt. Mit dieser Mikrofluidikvorrichtung haben wir gezeigt, dass Fibroblasten ausgesetzt Konzentrationsgradienten der EGF zu höheren Konzentrationen migriert. Die Richtungsorientierung der Zellwanderung und die Beweglichkeit der wandernden Zellen wurden quantitativ durch Zell-Tracking-Analyse beurteilt. So könnte dieses Gefälle generierenden Mikrofluidikvorrichtung nützlich sein für das Studium und die Analyse des Verhaltens von wandernden Zellen.

Wir beschreiben ein Protokoll für die Mikrofabrikation der Gradienten-erzeugenden Mikrofluidik-Gerät, das räumliche und zeitliche Verläufe in klar definierten Mikroumgebung erzeugen können. Bei diesem Ansatz kann der Gradient-Erzeugung mikrofluidischen Gerät verwendet, um gerichtete Wanderung, Embryogenese, Wundheilung und Krebs Metastasen zu untersuchen.

Ein Gradient-Erzeugung Mikrofluidikvorrichtung für Zellbiologie

Die Herstellung und der Betrieb eines mikrofluidischen Geräts zur Erzeugung von Gradienten zur Untersuchung des Zellverhaltens werden beschrieben. Eine mikrofluidische Plattform ist ein ...

Mein Name ist Jiang. Ich bin Postdoktorand am Harvard- und MIT-Programm für Gesundheitswissenschaften und Technologie. Und mein Name ist Amir Manchi, und ich bin Bachelorstudent im Labor von Professor Ha SANE am Harvard-MIT-Programm für Gesundheitswissenschaften und Technologie.Dieser Folien zeigt das schematische Verfahren zur Herstellung der Vorrichtung: Zunächst wird SUA-50 durch Spin-Beschichtung auf den Silikon-Dampf aufgebracht, danach wird eine Maske über den Silikon-Dampf gelegt, gefolgt von UUV-Belichtung und Entwicklung. Schließlich können wir diese Pads auf dem Silikon-Dampf platzieren. Danach gießen wir einfach das PDMS, führen das Aushärten und Backen durch, stanzen kleine Löcher aus und können anschließend die Vorrichtung durch Sauerstoff-Plasma-Bonding mit einer Glasplatte verbinden.Okay, wir befinden uns nun im Mikrofertigungsraum innerhalb des Labors und werden zunächst einige PDMS-Schichten herstellen. Mit PDMS ist der eigentliche wissenschaftliche Begriff Polymethylsiloxan gemeint, ein organisches Polymer. Es ist das am weitesten verbreitete siliziumbasierte organische Polymer.Tatsächlich handelt es sich um eine Mischung aus zwei verschiedenen Komponenten: einer

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Forschung

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Biologie

Wir beschreiben ein Protokoll für die Herstellung von mikrofluidischen Bauteilen, die Zelle zu erfassen und Kultur ermöglichen können. In diesem Ansatz gemusterten Mikrostrukturen wie Rillen in mikrofluidischen Kanälen werden verwendet, um Scherarmut Regionen, in denen Zellen andocken können erstellen.

Einer mikrofluidischen Vorrichtung mit Groove Patterns für ein Studium Cellular Behavior

Dieses Protokoll beschreibt die Entwicklung einer mikrofluidischen Vorrichtung zur Untersuchung der bakteriellen Chemotaxis in stabilen Konzentrationsgradienten chemoeffectors.

Einer mikrofluidischen Vorrichtung zur Quantifizierung von bakteriellen Chemotaxis in Stable Konzentrationsgradienten

Wir stellen eine einfache Methode zur mikrofluidischen Vorrichtungen, die nach vergleichbaren dynamischen Bedingungen, um mehrere verschiedene Stämme zu produzieren, ohne die Notwendigkeit für einen Reinraum oder weiche Lithographie.

Einer mikrofluidischen Vorrichtung für ein Studium mehrere verschiedene Stämme

Ein Verfahren zur Montage von Klebstoff und löslichen Gradienten in einer Mikroskopie Kammer für lebende Zellmigration Studien beschrieben. Die gebaute Umwelt verbindet Antifouling Oberflächen und Kleber Tracks mit Lösung Steigungen und ermöglicht somit ein, um die relative Bedeutung von Leitlinien Hinweise zu bestimmen.

Erstellen Adhesive und löslichen Farbverläufe for Imaging Cell Migration mit Fluoreszenz-Mikroskopie

Dieser Artikel stellt eine einfache Methode zur Bereitstellung von nicht-kontinuierlichen gradienter statische Belastungen auf eine konzentrische Zelle beladenen Hydrogel, Ausrichtung der Zellen für das Tissue Engineering zu regulieren.

Gradient Stamm Chip für anregende zellulären Verhaltensweisen in Zelle beladenen Hydrogel

Dieses Protokoll Informationen eine anpassbare Methode Zellmigration in Reaktion auf die chemischen Lockstoffe zu messen, die auch die Diffusionsgeschwindigkeit eines Arzneimittels verwendet werden kann, aus einer Polymermatrix zu bestimmen.

Eine Anpassbare Kammer zur Messung der Zellmigration

Die Kontrolle von chemischen und Sauerstoffgradienten ist essentiell für Zellkulturen. In diesem Artikel wird über ein mikrofluidisches Gerät aus Polydimethylsiloxan-Polycarbonat (PDMS-PC) berichtet, das in der Lage ist, zuverlässig Kombinationen von chemischen und Sauerstoffgradienten für Zellmigrationsstudien zu erzeugen, die in biologischen Labors ohne ausgefeilte Instrumente praktisch eingesetzt werden können.

Polydimethylsiloxanhaltigen Polycarbonat Mikrofluidiksysteme für Zellmigrationsstudien unter Perpendicular Chemische und Sauerstoff Gradients

Wir präsentieren ein mikrofluidisches Krebs-on-Chip-Modell, die "Evolution Accelerator"-Technologie, die eine kontrollierbare Plattform für langfristige Echtzeit-quantitative Studien zur Krebsdynamik innerhalb klar definierter Umweltbedingungen an der Einzelzelle bietet. niveau. Es wird erwartet, dass diese Technologie als In-vitro-Modell für die Grundlagenforschung oder die präklinische Arzneimittelentwicklung funktioniert.

Generierung heterogener Arzneimittelgradienten über Krebspopulationen auf einem mikrofluidischen Evolutionsbeschleuniger zur Echtzeitbeobachtung

Kollektive Zellmigration in Entwicklung, Wundheilung und Krebsmetastasierung wird oft von den Gradienten von Wachstumsfaktoren oder Signalmolekülen geleitet. Hier wird ein experimentelles System beschrieben, das Traktionsmikroskopie mit einem mikrofluidischen System kombiniert und demonstriert, wie die Mechanik der kollektiven Migration unter biochemischen Gradienten quantifiziert werden kann.

Traktionsmikroskopie integriert mit Mikrofluidik für chemotaktische kollektive Migration

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Entwicklung eines mikrofluidikbasierten Ansatzes zur Untersuchung der Mikrotubuli-Polymermechanik

Erfahren Sie die Mikrofabrikation einer Gradienten-erzeugenden Mikrofluidikvorrichtung für Zellbiologie. Diese Methode ermöglicht präzise Studien zur gerichteten Zellmigration und biologischen Prozesse.

Ein Gradient-Erzeugung Mikrofluidikvorrichtung für Zellbiologie

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