Une technique microfluidique à la sonde cellulaire Déformabilité

David J. Hoelzle; Bino A. Varghese; Clara K. Chan; Amy C. Rowat

doi:10.3791/51474

Article de méthode

Une technique microfluidique à la sonde cellulaire Déformabilité

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DOI :

10.3791/51474

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3 septembre 2014

David J. Hoelzle¹^,² , Bino A. Varghese¹^,³ , Clara K. Chan¹ , Amy C. Rowat¹

¹Department of Integrative Biology and Physiology, University of California, Los Angeles, ²Department of Aerospace and Mechanical Engineering, University of Notre Dame, ³Molecular Imaging Center, University of Southern California

Dans cet article

Résumé

Nous démontrons un dosage à base de microfluidique pour mesurer les délais pour les cellules de transiter par une séquence d'étranglements l'échelle du micron.

Résumé

Ici, nous décrivons la conception, la fabrication et l'utilisation d'un dispositif microfluidique pour évaluer l'aptitude à la déformation d'un grand nombre de cellules individuelles d'une manière efficace. Généralement, les données pour ~ 10 ² cellules peuvent être acquises dans le cadre d'une expérience de 1 heure. Un programme d'analyse d'image automatisée permet une analyse efficace post-expérience de données d'image, permettant un traitement pour être terminée en quelques heures. Notre géométrie du dispositif est unique en ce que les cellules doivent se déformer à travers une série de rétrécissements l'échelle du micron, ce qui permet la déformation initiale et la détente en fonction du temps de cellules individuelles à doser. L'applicabilité de cette méthode de leucémie promyélocytaire humaine (HL-60) cellules est démontrée. Cellules conduire à déformer par des constrictions l'échelle du micron en utilisant débit commandé par la pression, nous observons que promyélocytaire humaine (HL-60) cellules occlusion momentanément le premier étranglement pour une durée médiane de 9,3 msec avant repiquage plus rapidement à travers la constriction ultérieureions avec un temps de transit moyen de 4,0 ms par constriction. En revanche, (de type neutrophile) tout-trans rétinoïque traité à l'acide cellules HL-60 occlusion de la première constriction seulement 4,3 msec avant repiquage à travers les étranglements ultérieures avec un temps de transit médian de 3,3 msec. Cette méthode peut donner un aperçu de la nature viscoélastique des cellules, et finalement révéler les origines moléculaires de ce comportement.

Introduction

Les changements dans la forme des cellules sont essentielles dans de nombreux contextes biologiques. Par exemple, les erythrocytes et les leucocytes se déforment à travers des capillaires plus petits que leur diamètre ^1. Dans les métastases, les cellules cancéreuses doivent se déformer à travers des espaces interstitiels étroites ainsi que des vaisseaux sinueux et des réseaux lymphatiques pour ensemencer à ^deux sites secondaires. Pour sonder le comportement physique des cellules individuelles, des dispositifs microfluidiques présentent une plate-forme idéale qui peut être personnalisé pour étudier une gamme de comportements cellulaires, y compri....