Name: Reduzierte Gravitationsbereich Hardware Demonstrationen eines Prototyps Miniaturisierte Durchflusszytometer und Companion Microfluidic Mischtechnik (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-11-13T15:00:00.000+00:00
Duration: 13 min 59 s
Description: Erfahren Sie den Betrieb eines miniaturisierten Durchflusszytometers bei reduzierter Schwerkraft in parabolischen Flügen. Diese Methode demonstriert Gesundheitsdiagnostik für Raumfahrtanwendungen.

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Hardware-Entwicklung wurde von der NASA SBIR Verträge NNX09CA44C und NNX10CA97C unterstützt. Datenanalyse für die optischen Block und Probenzuführung Demonstrationen wurde von der NASA Phase III Contract NNC11CA04C unterstützt. Der menschliche Blutentnahme erfolgte mit NASA IRB Protokoll # SA-10-008. Steuerung / Erfassungssoftware durch das National Instruments Medical Device Grant Program vorgesehen. Formen für die Mikrochips wurden an der Johns Hopkins Mikro Anlage und der Harvard Center for Nanoscale Systems. Otto J. Briner und Lukas Jaffe (DNA Medicine Institute) in Gestellanordnung im Sommer 2010. NASA-Flug Video Personal inklusive Videomaterial während des Fluges Woche unterstützt. Carlos Barrientos (DNA Medizin Institut) bereitgestellt Foto und Figur Unterstützung. Besonderer Dank gebührt dem erleichterten Zugang zum Space Environment for Technology 2010 Programm, die NASA Reduzierte Gravity Büro, die menschliche Anpassung und Gegenmaßnahmen der Division, NASA Glenn Research Center,ZIN Technologies, und der menschliche Forschungsprogramm.

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</ol>

Eugene Y. Chan, Candice Bae und Julia Z. Sharpe sind Erfinder zu verwandten Technologie-Patente durch die DNA-Medizin Institut, einem kommerziellen Unternehmen eingereicht.

Das hier beschriebene Verfahren aktiviert wirksame Demonstration der großen Technologie-Komponenten (Probenbeladung, mikrofluidischen Mischen und optische Detektion) während der 2010 FAST Parabelflügen, mit vergleichbaren Ergebnissen zu Bodentests. Hier beschriebenen Ausbildung und SOP Methoden waren besonders wirksam, und half, Werkzeuge und andere Wesen &#39;Krücken&#39; auf für die Praxis-Demonstrationen, die nicht wäre an Bord des Parabelflug verfügbar verlassen beleuchten. Verbesserungs...

Die Unzulänglichkeit der aktuellen Raum-ready Gesundheitsdiagnostik stellt einen limitierenden Faktor tiefer bemannte Raumforschung. Diagnose brauchen umfassende, leicht zu einer reduzierten Schwerkraft zu nutzen, und von den Spannungen und Auflegungs Raumfahrt (zB hohe g-Kräfte, Schwingungen, Strahlung, Temperaturschwankungen, und Kabinendruckänderungen) relativ unbeeinflusst zu sein. Entwicklungen im Point-of-Care-Testing (POCT) kann eine effektive Raumfahrtlösungen durch den Einsatz von kleineren Patientenproben (zB ein Stich in den Finger), einfacher und kleiner Fluidik (dh Mikrofluidik) zu übersetzen, und reduzierten Strombedarf, unter anderem Vorteile. Durchflusszytometrie ist ein attraktiver Weg für die in-Raum-POC wegen der breiten Anwendbarkeit der Technologie, einschließlich der Richtung der Zellzählung und Biomarker Quantifizierung sowie signifikante Miniaturisierung Potential. Zurück raumrelevanten Durchflusszytometern gehören die &quot;Kernverpackungs efficiency &quot;(NPE) Instrument, das gleichzeitige Bogenlampe induzierte Fluoreszenz und elektronische Lautstärke (Coulter Volumen) Messung 1-4 genutzt, eine relativ kleine Tisch Durchflusszytometer, die die&quot; erste Generation der Echtzeit-Durchflusszytometrie Daten während der Schwerelosigkeit &quot;5, a &#39;schleusenMikro Cytometer &quot;fähig 4- und 5-Teil der weißen Blutzellen (WBC) Differentialzählung unter Verwendung vorbehandelt 5 ul Gesamtblut-Proben 6-9 und a&#39; Glasfaserbasis&quot; Durchflusszytometer kurzem Bord in der Internationalen getestet Space Station 10. Auswertung der Diagnosetechnik für potenzielle Weltraumanwendungen wird typischerweise an Bord reduziert Gravitation Flugzeuge, die eine annähernd parabolische Flugbahn benutzen, um eine angestrebte Niveau der Schwerelosigkeit (zB Schwerelosigkeit, mars-Schwerkraft) 11 simulieren geführt. Evaluation ist eine Herausforderung, weil Fluggelegenheiten sind begrenzt, Repetitive kurzen Fenstern der Schwerelosigkeit kann es schwierig machen, Methoden oder Verfahren, die normalerweise ununterbrochene Zeiträume von mehr als 20 bis 40 sec bewerten und Demonstrationen kann zusätzliche Ausrüstung nicht leicht in-flight 12-15 genutzt erfordern. Darüber hinaus sind früheren Demonstrationen der in vitro Diagnostik (IVD) -Technologien in verwendet werden, oder für reduzierte Schwerkraft ausgelegt begrenzt und viel Arbeit bleibt unveröffentlicht. Zusätzlich zu den oben Durchflusszytometern andere raum relevant in der Literatur beschrieben IVD-Technologien beinhalten eine Vollblut-Färbung Vorrichtung zur Immunphänotypisierung Anwendungen 16, eine automatische Kamera-basierten Cytometer 12, einen klinischen Analysehandgerät für integrierte Potentiometrie, Amperometrie und conductometry 12,17, eine mikrofluidische &#39;T-Sensor &quot;Produkt für Analytquantifizierung, die auf Diffusion beruhende Misch- und Trenn 18, und einem rotierenden stützt Labor auf einer CD&#39; Diagnoseplattform 19,20. Neulinge auf reduzierte Schwerkraft Prüfung kann auch auf Parabelflugvorführungen in keinem Zusammenhang mit In-vitro-Diagnostik aussehen, wenn versucht Gerät Auswertung möglich zu machen (oder herauszufinden, was möglich ist). Demonstrationen von anderen früheren medizinischen oder biologischen Experimente mit gut dokumentierten Flugvorbereitung, Bordstrategien und Testfluggeräte sind in Tabelle 1 15, 21-35 enthalten. Diese können informativ sein aufgrund des Einschlusses von manuellen in-flight Aufgaben, Einsatz von Spezialgeräten und experimentelle Eindämmung. <table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0"><tbody><tr height="17"><td height="17" style="height:17px;width:133px;"> Kategorie </td><td style="width:497px;"> Beispiele </td></tr><tr height="40"><td height="40" style="height:40px;width:133px;"> Medizinische Notfallversorgung </td><td style="width:497px;"> Intubation (Laryngoskop-geführte, auf manikin) 21, Cardiac Life Support (narkotisierten Schweinen) 22 </td></tr><tr height="20"><td height="20" style="height:20px;width:133px;"> Chirurgische Versorgung </td><td style="width:497px;"> Laparoskopische Chirurgie (Video simuliert 23, an narkotisierten Schweinen 24,25) </td></tr><tr height="41"><td height="41" style="height:41px;width:133px;"> Medizinische Bildgebung oder Physiologie Beurteilung </td><td style="width:497px;"> Ultraschall mit Unterkörper-Unterdruckkammer 26, Doppler-Durchflussmesser (Kopfmontage) 27, der zentrale Venendruck-Monitor 28 </td></tr><tr height="65"><td height="65" style="height:65px;width:133px;"> Specialized biologischen Anlagen </td><td style="width:497px;"> Mikroplatten-Reader (und In-Flight-Handschuhfach) 29, Temperaturregelsystem für die Zellzyklusexperimenten 30. Mikroskop (Hellfeld, Phasenkontrast, und Mehrkanal-Fluoreszenz fähig) 15, KapillarElektrophorese-Einheit, um Video-Mikroskop 31 gekoppelt </td></tr><tr height="20"><td height="20" style="height:20px;width:133px;"> Andere </td><td style="width:497px;"> Pflanzenernte mit einer Pinzette 32, enthalten Ratten 33,34 und Fisch 35 zur Beobachtung </td></tr></tbody></table> Tabelle 1. Flight Para Demonstration Beispiele mit gut beschrieben Methoden / Übungen Um auf den vorherigen Beispielen erweitern und einen besseren Einblick in erfolgreich-Flugvorführungen präsentieren wir eine modulare und anpassungsVerfahren für den Bau und den Betrieb eines Prototyps Durchflusszytometer mit verwandten mikrofluidischen Mischtechnik als Teil eines Parabelflugs Prüfstand. Das Rigg ermöglicht Demonstrationen der Probenbeladung, mikrofluidischen Mischen und fluoreszierende Partikelerkennung, und wurde an Bord der 2010 NASA den erleichterten Zugang zum Space Environment (FAST) Parabel flig getestethts, vom 29. September - 1. Oktober geflogen, ziehen 2010. Diese Demonstrationen vom Anfang, Mitte und Ende jeweils eines potenziellen Gerät Workflow, in dem der Fingerkuppe große Blutproben werden geladen, verdünnt oder mit Reagenzien gemischt und über optische analysiert Detektion. Skalieren eines Durchflusszytometer zu einer kompakten Einheit erfordert Innovation und sorgfältige Bauteilauswahl. Individuelle und off-the-shelf-Komponenten zum Einsatz, wie am besten früh Annäherungen der letzte Komponente Wahlen gewählt und kann anpassungsfähig an den Entwürfen von anderen Innovatoren. Nach einem Überblick über Prototyp Komponente Auswahl, wird das Setup auf einer Trägerstruktur wie ein Skelett für Gestellanordnung dient beschrieben. Prototypkomponenten Orten zugeordnet, befestigt und begleitet von zusätzlichen Komponenten für die erfolgreiche Experimente notwendig. Achtung verschiebt sich dann zu abstrakteren Verfahren mit Standard Operating Procedure (SOP) Entwicklung, Schulung und andere Logistik. Schließlich sind Demonstrationsspezifische Verfahrenbeschrieben. Die hier beschriebenen Strategien und die Entscheidungen, die der Unterstützung rig Komponenten (zB Mikroskop, Acryl-Box, usw.), obwohl hier für spezifische Prototypen umgesetzt, sprich zu den allgemeinen Fragen und Herausforderungen für das Testen kein Blut Diagnosegeräte in einem reduzierten Gravitationsbereich . In den 2010 Flügen, zwei Mondgravitation (Erreichung etwa 1/6 der Erde die Schwerkraft) und zwei Mikrogravitations Flüge wurden auf 4 Tage angesetzt, auch wenn letztlich diese wurden über 3 Tage nachgeholt. Demonstrationen waren an Bord eines modifizierten privat betriebene, Schmalrumpf Jet Airliner 36 durchgeführt. Jeder Flug vorgesehen 30-40 Parabeln, die jeweils, was etwa 20 Sekunden von High-Gravitation (etwa 1,8 g), gefolgt von 20-25 sec reduzierter Schwerelosigkeit. Nach der Hälfte der Parabeln hingerichtet wurden, blieb das Flugzeug für einen Zeitraum von etwa 5-10 min im Horizontalflug, um das Flugzeug zu ermöglichen, sich umzudrehen und den Kopf zurück in Richtung der Landestelle während performing den Rest der Parabeln.

<table><tbody><tr><td>Mikro-Luftpumpe</td><td>Smart Products, Inc.</td><td>AP-2P02A</td><td>Maximaler Druck = 6,76 psi; 1,301" x 0,394" x 0,650", 0,28 oz (8 g); direkt vom</td></tr><tr><td>Smart Products Differenzdrucksensor</td><td>Honeywell International, Inc. erhältlich.</td><td>ASDX015D44R</td><td>Bereich von&nbsp; 0-15 psi; 0,974" x 0,550" x 0,440", 0,09 oz (2,565 g); Lieferanten sind u.a. Digi-Key und Mouser Electronics</td></tr><tr><td>Fläschchen aus starrem Kunststoff (kleine Größe)</td><td>Loritz & Associates, Inc.</td><td>55-05</td><td>Polystyrol; ID 0,81" (20,6 mm), IH 2,06" (52,4 mm); direkt bei LA Container Inc. erhältlich; ähnliches Produkt von Dynalab Corp. erhältlich.</td></tr><tr><td>Latex-Untersuchungshandschuhe</td><td>Dynarex Corporation</td><td>2337</td><td>Mittelfinger für Latexmembran in einem Fläschchen mit Flüssigkeitsquelle. Andere Marken (z.B. , Aurelia &reg; &nbsp; Lebendiger &Handel;) Annehmbar.</td></tr><tr><td>Optischer Kleber</td><td>Norland Products</td><td>NOA 88</td><td>Klebstoff mit geringer Ausgasung; direkt bei Norland erhältlich; Auch bei Edmund Optics Inc. erhältlich.</td></tr><tr><td>3-Wege-Magnetventile</td><td>Die Firma LEE</td><td>LHDA0531115H</td><td>Gasventile, kann aber auch mit Flüssigkeiten betrieben werden; 1,29" L, 0,28" D. Eingestelltes Produkt&nbsp; Ähnliche Produkte sind bei The LEE Company erhältlich.</td></tr><tr><td>Durchflussmesser für volumetrisches Wasser</td><td>OMEGA Engineering inc.&nbsp;</td><td>FLR-1602A</td><td>Berührungsloser Durchflussmesser wird dringend bevorzugt. Wir empfehlen den SENSIRION LG16 OEM Liquid Flow Sensor für Durchflussraten von nl/min bis 5 ml/min.</td></tr><tr><td>PCD-Mini-Photonen-Detektor&nbsp;</td><td>Sensl</td><td>PCDMini-00100</td><td>Für die Fluoreszenzdetektion; direkt bei Sensl</td></tr><tr><td>Accelerometer</td><td>Crossbow Technology, Inc. erhältlich.</td><td>CXL02LF3</td><td>3-stufige Krafterkennung.&nbsp; Von der NASA an DMI geliefert. Ähnliches Produkt erhältlich bei Vernier Software & Technologie, LLC.&nbsp;</td></tr><tr><td>Stereomikroskop</td><td>AmScope</td><td>SE305R-AZ-E</td><td></td></tr><tr><td>CCD-Kamera</td><td>Thorlabs</td><td>DCU223C</td><td>1.024 x 768 Auflösung, Farbe, USB 2.0; direkt über Thorlabs</td></tr><tr><td>erhältlich USB und Triggerkabel (Ein/Ausgang) für CCD-Kamera</td><td>Thorlabs</td><td>CAB-DCU-T1</td><td>Direkt erhältlich bei Thorlabs</td></tr><tr><td>Microbore Schlauch</td><td>Saint-Gobain Corporation</td><td>AAD04103</td><td>Tygon&reg;; ID 0.02", AD 0.06", 500 ft, 0.02" Wand. Lieferanten: VWR, Thermo Fisher Scientific Inc.</td></tr><tr><td>Hohle Stahlstifte</td><td>New England Small Tube</td> <td>(benutzerdefiniert)</td><td>0,025" OD, 0,017" ID, 0,500" L, Edelstahlrohr, Typ 304, geschnitten, entgratet, passiviert; ermöglichen Microbore-Schlauchverbindungen, Chip-Schlauchverbindungen</td></tr><tr><td>Schiebeklemme</td><td>World Precision Instruments, Inc.</td><td>14042</td><td>Direkt bei World Precision Instruments</td></tr><tr><td>erhältlich Leur Adapterstücke</td><td>World Precision Instruments, Inc.</td><td>14011</td><td>Direkt bei World Precision Instruments</td></tr><tr><td>Siliziumwafer</td><td>Addison Engineering, Inc. erhältlich.</td><td></td><td>6" Durchmesser; für SU-8 Formenbau</td></tr><tr><td>Polydimethylsiloxan (PDMS) Elastomer</td><td>Härter Dow Corning</td><td>3097358-1004</td><td>Lieferant: Global Industrial SLP, LLC</td></tr><tr><td>Nadel (23 Gauge), abgeschrägte Spitze</td><td>Terumo Medical Corporation</td><td>NN-2338R</td><td>Ultra dünnwandig; 23 G x 1,5"; 22 G auch verwendbar; Lieferanten: Careforde, Inc.,&nbsp; Port City Medical</td></tr><tr><td>Dosiernadel (23 Gauge), stumpfe Spitze</td><td>CML Versorgung</td><td>901-23-100</td><td>23 G x 1"; &nbsp; erhältlich bei CML Supply</td></tr><tr><td>Cover Glas</td><td>Thermo Fisher Scientific, Inc.</td><td>12-518-105E</td><td>Gold Seal&trade; korrosionsbeständiges Borosilikatglas; für PDMS-Chipabdeckung; 24 x 60 mm; erhältlich bei Thermo Fisher Scientific, Inc.</td></tr><tr><td>Vakuumpumpe</td><td>Mountain</td><td>MTN8407</td><td>Zum Entgasen von PDMS; Lieferant:&nbsp; Ryder System, Inc.&nbsp;</td></tr><tr><td>Vakuumkammer</td><td>Thermo Fisher Scientific, Inc.</td><td>5311-0250</td><td>Nalgene&handel; Transparentes Polycarbonat; erhältlich bei Thermo Fisher Scientific, Inc.</td></tr><tr><td>Plasmareiniger</td><td>Harrick Plasma</td><td>PDC-32G</td><td></td></tr><tr><td>Handlupe</td><td>Mitutoyo</td><td>183-131</td><td>In umgekehrter Richtung verwenden, um die Betrachtung bei ~15" zu ermöglichen.</td></tr><tr><td>Ethanol</td><td>CAROLINA</td><td>861283</td><td>Für die Hackschnitzelreinigung. Mit Millipore-Wasser auf 70 % verdünnen.</td></tr><tr><td>Wasseraufbereitungssystem</td><td>Thermo Fisher Scientific, Inc.</td><td>D11901</td><td>Direkt bei Thermo Fisher Scientific, Inc. erhältlich</td></tr><tr><td>Optomechanische Translationshalterungen</td><td>Thorlabs</td><td>K6X</td><td>6-Achsen-Kinematikhalterung; eingestelltes Produkt; neues Produkt (K6XS) direkt bei Thorlabs</td></tr><tr><td>Laptop</td><td>Hewlett-Packard</td><td>VP209AV</td><td>HP Pavilion Laptop mit Windows 7</td></tr><tr><td>Laptop-Halterung (federbelastet)</td><td>National Products, INC.</td><td>RAM-234-3&nbsp;</td><td>RAM Tough-Tray&trade;. Kann Laptops mit einer Breite von 10 bis 16 Zoll aufnehmen.</td></tr><tr><td>USB-Splitter</td><td>Connectland Technology Limited</td><td>3401167</td><td></td></tr><tr><td>USB-Datenerfassungskarten (8 analoge Eingänge, 12 digitale I/O)</td><td>National Instruments</td><td>NI USB-6008</td><td>12 Bit, 10 kS/s Kostengünstige Multifunktions-Datenerfassungskarten</td></tr><tr><td>USB-Datenerfassungskarten (16 analoge Eingänge, 32 digitale I/O)</td><td>National Instruments</td><td>NI USB-6216</td><td>16 Bit, 400 kS/s Isoliertes MIO-Datenerfassungssystem der M-Serie, busbetriebene</td></tr><tr><td>Steuerung/ Akquisitionssoftware</td><td>National Instruments</td><td>LabVIEW 2009</td><td>Kundenspezifisch codiert National Instruments (NI) LabVIEW&nbsp;</td></tr><tr><td>3D-Volumenmodellierungssoftware</td><td>Dassault Syst&egrave; mes SolidWorks Corp.</td><td>SolidWorks 2011</td><td></td></tr><tr><td>2D-Modellierungssoftware</td><td>AUTODESK</td><td>AutoCAD LT 2008</td><td></td></tr><tr><td>Vertikales Gerätegestell</td> <td>(von der NASA bereitgestellt)</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Optisches Steckbrett aus massivem Aluminium</td><td>Thorlabs</td><td>MB2424</td><td>24" x 24" x 1/2", 1/4"-20 Gewindebohrer; direkt bei Thorlabs erhältlich</td></tr><tr><td>Stahl und Härter in Industriequalität</td><td>The J-B Weld Company</td><td></td><td>J-B Weld Stahl verstärkter Epoxidkleber</td></tr><tr><td>Mikro-Hämatokrit-Kapillare&nbsp;</td><td>Fisher Scientific</td><td>22-362-574</td><td>Innendurchmesser 1,1 bis 1,2 mm</td></tr><tr><td>1 ml Spritzen</td><td>Henke-Sass, Wolf</td><td>4010.200V0</td><td>NORM-JECT&reg;; Lieferant: Grainger, Inc.</td></tr><tr><td>Menschliche rote Blutkörperchen</td><td>Innovative Forschung</td><td>IPLA-WB3</td><td>Getestet und vom Lieferanten für negativ befunden für: HBsAg, HCV, HIV-1, HIV-2, HIV-1Ag oder HIV 1-NAT, ALT und Syphilis nach FDA-zugelassenen Methoden. Da keine Testmethoden mit 100%iger Sicherheit garantieren können, dass ein infektiöser Erreger vorhanden ist, sollten Produkte menschlichen Ursprungs wie im U.S. Department of Health and Human Services Manual on BIOSAFETY IN MICROBIOLOGICAL AND BIOMEDICAL LABORATORIES empfohlen für potenziell infektiöse menschliche Serum- oder Blutproben gehandhabt</td></tr> werden <tr><td>Phosphatgepuffertes Kochsalzkonzentrat</td><td>P5493</td><td>SIGMA</td><td>10x; verdünnt auf 1x</td></tr><tr><td>Tween</td><td>P9416</td><td>SIGMA</td><td>TWEEN&reg; 20</td></tr><tr><td>Zentrifuge</td><td>LW Scientific</td><td>STRAIGHT8-5K</td><td>Schwenkbare Zentrifuge mit 8 Plätzen. Erhältlich bei autorisierten Händlern. Andere Zentrifugen sind direkt bei LW Scientific erhältlich.</td></tr><tr><td>HD-Videorecorder</td><td>Sony</td><td>MHS-CM5</td><td></td></tr> Orange <tr><td>fluoreszierender Nukleinsäure-Farbstoff</td><td>Invitrogen</td><td>S-11364</td><td>SYTO&reg; 83 Orange fluoreszierender Nukleinsäure-Farbstoff.&nbsp; Gelagert in DMSO-Lösungsmittel. Tragen Sie immer die empfohlene persönliche Schutzausrüstung. Keine besondere Handhabung Beratung erforderlich.</td></tr><tr><td>Fluoreszierende Zählperlen</td><td>Invitrogen</td><td>MP 36950</td><td>CountBright&trade; Absolute Zählperlen.&nbsp; Tragen Sie immer die empfohlene persönliche Schutzausrüstung. Keine besonderen Handhabungshinweise erforderlich.</td></tr></tbody></table>

reduzierte gravitationsbereich hardware demonstrationen eines prototyps miniaturisierte durchflusszytometer und companion microfluidic mischtechnik

Reduced-gravity Environment Hardware Demonstrations of a Prototype Miniaturized Flow Cytometer and Companion Microfluidic Mixing Technology

Bis vor kurzem wurden Astronaut Blutproben während des Fluges gesammelt, auf die Erde mit dem Space Shuttle transportiert und in terrestrischen Laboratorien untersucht. Wenn der Mensch, über niedrige Erdumlaufbahn zu reisen, ein Übergang zu Raum-ready, Point-of-Care (POC) Tests erforderlich. Eine solche Prüfung muss umfassend, einfach, in einem reduzierten Gravitationsbereich durchführen und unabhängig von den Belastungen des Start- und Raumfahrt zu sein. Unzählige POC-Geräte wurden entwickelt, um Labormaßstab Kollegen zu imitieren, aber die meisten haben schmale Anwendungen und wenige haben nachweislich die Verwendung in einem in-flight, reduzierte Gravitationsbereich. In der Tat sind Demonstrationen der biomedizinischen Diagnostik in reduzierter Schwerkraft ganz begrenzt, so dass die Komponentenauswahl und bestimmte logistische Herausforderungen schwierig, wenn es darum, neue Technologien zu testen, um zu nähern. Um die Leere füllen, präsentieren wir ein modulares Verfahren für den Bau und Betrieb eines Prototyps Blutdiagnosegerät und die zugehörige parabolic Flug Prüfstand, die die Standards für Flugerprobung an Bord eines Parabelflugs, reduzierter Schwerkraft Flugzeuge erfüllen. Das Verfahren konzentriert sich zunächst auf Gestellanordnung für das Inflight, reduzierte Schwerkraft Erprobung eines Durchflusszytometer und eine Begleit mikrofluidischen Misch Chip. Komponenten sind anpassungsfähig an andere Entwürfe und einige benutzerdefinierte Komponenten, wie beispielsweise ein Mikrovolumen Probenzuführung und die Mikromischer kann von besonderem Interesse sein. Das Verfahren dann verschiebt den Fokus auf die Flugvorbereitung, indem sie Richtlinien und Vorschläge für eine erfolgreiche Testflug im Hinblick auf Anwenderschulung, Entwicklung einer Standardarbeitsanweisung (SOP), und andere Fragen vorzubereiten. Schließlich werden während des Fluges bestimmte, unsere Demonstrationen experimentellen Verfahren beschrieben.

Repräsentative Ergebnisse für die Mikro Demonstration werden in Figur 7, wie durch die CCD-Kamera des Stereomikroskops angebracht angesehen. Das Mischen kann visuell an jedem Punkt entlang der Spirale bewertet werden, sowie in den Austrittskanal für Versuche mit zwei Sätzen von Flüssigkeiten: Blut / Kochsalzlösung und blau / gelben Farbstoff. Quantitative Analyse der zweidimensionalen Bilder können umfassen die Bestimmung der Schatten Gleichmäßigkeit über die Kanalbreite in unterschiedlichen Bereichen, ...

Raumfahrt Blutdiagnostik brauchen Innovation. Wenige Demonstrationen wurden veröffentlicht Darstellung im Flug, reduzierte Schwerkraft Gesundheit Diagnosetechnik. Hier präsentieren wir eine Methode zur Konstruktion und den Betrieb einer Parabelflug-Prüfstand für einen Prototyp Point-of-Care-Durchflusszytometrie Design, mit Komponenten und Vorbereitung Strategien anpassbar an andere Setups.

Reduzierte Gravitationsbereich Hardware Demonstrationen eines Prototyps Miniaturisierte Durchflusszytometer und Companion Microfluidic Mischtechnik

Until recently, astronaut blood samples were collected in-flight, transported to earth on the Space Shuttle, and analyzed in terrestrial laboratories. If ...

Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens besteht darin, ein miniaturisiertes Durchflusszytometer an Bord eines Fluges mit reduzierter Schwerkraft im Rahmen einer Parabelflugkampagne zu betreiben, wobei die Vorbereitung der Komponenten und die Abläufe im Flug möglicherweise auf andere Aufbauten übertragbar sind. Dies wird erreicht, indem zunächst sorgfältig handelsübliche und speziell angefertigte Komponenten hinsichtlich ihrer Benutzerfreundlichkeit und Sicherheit unter Bedingungen reduzierter Schwerkraft ausgewählt werden. Der zweite Schritt besteht darin, die Komponenten in einer Versuchsanordnung für den Parabelflug zusammenzubauen, die zusätzliche Elemente zur sicheren Eingrenzung, zur Beobachtung sowie zur Automatisierung und Erleichterung mehrerer Demonstrationen enthält.Anschließend bereitet das Team durch sorgfältige Planung, Protokollentwicklung und Schulung den erfolgreichen Einsatz von Experimenten im Flug vor. Der letzte Schritt besteht in mehrkomponentigen Demonstrationen während des Flugs. Letztendlich dient die Parabelflugprüfung dazu, die potenziellen Raumfahrtanwendungen der Technologie aufzuzeigen und die Auswirkungen von Schwerelosigkeit, gravitativen Änderungen

reduced-gravity-environment-hardware-demonstrations-prototype

Research

Forschung

JoVE Journal

Biology

Biologie

Wir zeigen, Protokolle für die Herstellung und Automatisierung von Elastomer-Polydimethylsiloxan (PDMS)-basierte Mikroventil Arrays, die keine zusätzliche Energie benötigt, um in der Nähe und bieten photolithographisch definiert präzise Volumina. Ein parallel subnanoliter-Volumen-Mixer und einem integrierten mikrofluidischen Perfusion System vorgestellt werden.

Mikrofluidik-Chips mit Elastomer-Mikroventil Arrays Controlled

Mikrofluidik-Geräte lassen sich komplexe natürliche Prozesse in Echtzeit und auf der entsprechenden physikalischen Maßstäben zu visualisieren. Wir haben ein einfaches Mikrofluidiksystem, dass wichtige Funktionen des natürlichen porösen Medien nachahmt für das Studium Wachstum und Transport von Bakterien im Untergrund entwickelt.

Fenster an einem Microworld: Einfache mikrofluidische Systeme für Studium Mikrobielle Transport in porösen Medien

In dieser Arbeit erklären wir die Herstellung und Verwendung eines mikrofluidischen Mixer zum Mischen zweier Lösungen in ~ 8 ms. Wir zeigen auch den Einsatz dieser Mischer mit spektroskopischen Nachweis mittels UV-Fluoreszenz-und Fluoreszenz-Resonanz-Energie-Transfer (FRET).

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Dieses Protokoll beschreibt eine Systemarchitektur für die Durchführung automatisierter Partikeltrennungen mit kleinen Volumina (0,15–1,5 ml) unter Verwendung eines mikrofluidischen Geräts und diskutiert Methoden zur Optimierung der Leistung und des Betriebs von akustofluidischen Geräten.

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Wir zeigen, eine mikrofluidische Plattform mit einem Elektrodennetz integriert Oberfläche, die resistive Pulserfassungs kombiniert (RPS) mit Codemultiplex-Vielfachzugriff (CDMA), Auffinden und Ausmessen von Partikeln in mehrere mikrofluidische Kanäle zu multiplexen.

Mikrofluidik-Plattform mit Multiplexed elektronische Sensoren für Raumverfolgung von Partikeln

Hier detailliert sind die Bedienung und Montage Protokolle der eine modulare mikrofluidische Screening-Plattform für die systematische Charakterisierung von kolloidalen Halbleiter Nanocrystal Synthesen. Durch einstellbaren System Arrangements kann hocheffiziente Spektren Sammlung Skalen 4 Größenordnungen Reaktionszeit innerhalb eines Transfer-gesteuerte Probenahme durchgeführt werden.

Eine modulare mikrofluidische Technologie für systematische Studien von kolloidalen Halbleiter-Nanokristallen

Wir präsentieren ein mikrofluidisches System für Hochdurchsatzstudien an komplexen Lebensmaschinen, das aus 1500 Kultureinheiten, einer Reihe verbesserter Peristaltikpumpen und einem Mischmodul vor Ort besteht. Der mikrofluidische Chip ermöglicht die Analyse der hochkomplexen und dynamischen Mikro-Umgebungsbedingungen in vivo.

Erzeugung dynamischer Umgebungsbedingungen mit einem hochdurchsatzstarken mikrofluidischen Gerät

Dieses Protokoll beschreibt eine rekonfigurierbare membranbasierte Zellkulturplattform, die das Open-Well-Format mit Flüssigkeitsflussfunktionen integriert. Diese Plattform ist mit Standardprotokollen kompatibel und ermöglicht reversible Übergänge zwischen Open-Well- und mikrofluidischen Kulturmodi, um den Anforderungen von Ingenieur- und Biowissenschaftslabors gerecht zu werden.

Umwandlung von statischen Barrieregewebemodellen in dynamische mikrophysiologische Systeme

Dieses Protokoll beschreibt das Design und die Herstellung eines mikrofluidischen Geräts, das für die Untersuchung der Mikrotubuli-Polymermechanik geeignet ist. Die Synthese von Mikrofabrikation, automatisierter Flusskontrolle und computergestützten Modellierungstechniken ermöglicht ein flexibles System, das sich ideal für die Untersuchung des zellulären Zytoskeletts in vitro eignet.

Entwicklung eines mikrofluidikbasierten Ansatzes zur Untersuchung der Mikrotubuli-Polymermechanik

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

Erfahren Sie den Betrieb eines miniaturisierten Durchflusszytometers bei reduzierter Schwerkraft in parabolischen Flügen. Diese Methode demonstriert Gesundheitsdiagnostik für Raumfahrtanwendungen.

Reduzierte Gravitationsbereich Hardware Demonstrationen eines Prototyps Miniaturisierte Durchflusszytometer und Companion Microfluidic Mischtechnik (Video) | JoVE Journal

Reduzierte Gravitationsbereich Hardware Demonstrationen eines Prototyps Miniaturisierte Durchflusszytometer und Companion Microfluidic Mischtechnik

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