Redusert-gravitasjon Miljø Hardware Demonstrasjoner av en prototyp miniatyrisert Flowcytometer og Companion mikrofluid Mixing Technology

Summary

Romfart blod diagnostikk trenger innovasjon. Noen demonstrasjoner har blitt publisert som illustrerer in-flight, redusert tyngdekraft helse diagnostisk teknologi. Her presenterer vi en metode for bygging og drift av en parabolsk flytur testrigg for en prototype point-of-care flow-cytometri design, med komponenter og forberedelse strategier tilpasningsdyktige til andre oppsett.

Abstract

Inntil nylig var astronaut blodprøver samlet in-flight, transporteres til jorden på romfergen, og analysert i terrestriske laboratorier. Hvis mennesker er å reise utenfor lav jordbane, en overgang mot space-klar, point-of-care (POC) testing er nødvendig. Slik testing må være omfattende, lett å utføre i en redusert tyngdekraft miljø, og upåvirket av stress av lanseringen og romfart. Utallige POC enheter har blitt utviklet for å etterligne laboratorieskala kolleger, men de fleste har smale programmer og få har påviselig bruk i en in-flight, redusert gravitasjon miljø. Faktisk er demonstrasjoner av biomedisinsk diagnostikk i redusert tyngdekraft begrenset helt, noe som gjør komponent valg og visse logistiske utfordringer vanskelig å nærme når søker å teste ny teknologi. For å bidra til å fylle tomrommet, presenterer vi en modulær metode for bygging og drift av en prototype blod diagnostisk utstyr og tilhørende parabolic flight testrigg som oppfyller standardene for flight-testing om bord på en parabolsk flytur, redusert gravitasjon fly. Metoden først fokuserer på rigg montering for in-flight, redusert gravitasjon testing av et flowcytometer og en ledsager microfluidic blanding chip. Komponenter er tilpasningsdyktig til andre motiver og noen tilpassede komponenter, for eksempel en microvolume prøvelaster og micromixer kan være av spesiell interesse. Metoden deretter skift fokus til forberedelse fly, ved å tilby veiledning og forslag for å forberede for en vellykket testtur med hensyn til brukeropplæring, utvikling av en standard operasjonsprosedyre (SOP), og andre problemer. Endelig er in-flight eksperimentelle prosedyrer som er spesifikke for våre demonstrasjoner beskrevet.

Introduction

Utilstrekkeligheten av dagens plass klar helse diagnostikk presenterer en begrensende faktor til dypere bemannet romfart. Diagnostikk må være omfattende, lett å bruke i redusert tyngdekraft, og relativt upåvirket av påkjenninger i lanseringen og romfart (f.eks høye G-krefter, vibrasjoner, stråling, temperaturendringer, og kabintrykkforandringer). Utviklingen i point-of-care testing (POCT) kan oversette til effektive romfart løsninger gjennom bruk av mindre pasientprøver (for eksempel en finger stikk), enklere og mindre fluidics (dvs. Microfluidics), og redusert elektriske kraftbehov, blant annet fordeler. Strømningscytometri er en attraktiv metode for in-POC plass på grunn av den brede anvendelsen av teknologien, herunder mot celletelling og biomarkør kvantifisering, samt betydelige miniatyrisering potensial. Tidligere romrelaterte flowcytometere inkluderer 'atom pakking efficiency '(NPE) instrument som benyttes samtidig buelampen indusert fluorescens og elektronisk volum (Coulter volum) måling ^1-4, en relativt liten Borstemmaskin flowcytometer representerer den "første generasjon av sanntids flowcytometri data under null gravitasjon' ^5, en 'sheathless microflow cytometer' i stand til 4- og 5-del av hvite blodceller (WBC) telling ved anvendelse av differensial forbehandlet 5 ul fullblodprøver ^6-9, og en "fiberoptisk baserte 'flowcytometer nylig testet om bord i den internasjonale Space Station ^10.

Vurderer diagnostisk teknologi for potensielle plass applikasjoner er vanligvis utføres ombord redusert gravitasjon fly som bruker en tilnærmet parabolske flygebane for å simulere et valgt nivå av vektløshet (f.eks null-gravitasjon, Martian-gravitasjon) ^11. Evaluering er utfordrende fordi flyge mulighetene er begrenset, repetitive korte vinduer av mikrogravitasjon kan gjøre det vanskelig å vurdere metoder eller prosesser som vanligvis krever uforstyrret perioder lengre enn 20-40 sekunder, og demonstrasjoner kan kreve ekstra utstyr som ikke lett utnyttes in-flight ^12-15. Videre tidligere demonstrasjoner av in vitro diagnostiske (IVD) teknologi som brukes i, eller er laget for, redusert tyngdekraften er begrenset, og mye arbeid gjenstår upublisert. I tillegg til de ovennevnte væskestrømsfotometere, andre romrelaterte IVD-teknologier som er beskrevet i litteraturen omfatter en helblod fargingsanordning for immunfenotyping anvendelser ^16, en automatisk kamerabasert cytometer ^12, en håndholdt klinisk analysator for integrert potensiometri, amperometry, og conductometry ^12,17, en mikrofluid 'T-sensor' enhet for analytt kvantifisering som er avhengig av diffusjon basert miksing og separering ^18, og en roterende 'lab på en CD' diagnostikk plattform ¹9,20. Nykommere til redusert tyngdekraft testing kan også se til parabolske fly demonstrasjoner som ikke er relatert til in vitro diagnostikk når man prøver å lage evalueringsenhet mulig (eller finne ut hva som er mulig). Demonstrasjoner fra andre tidligere medisinsk eller biologisk eksperimentering med veldokumentert forberedelse fly, in-flight strategier, og flight testutstyr er inkludert i tabell 1 ^{15, 21-35.} Disse kan være informativ grunnet inkludering av manuell in-flight oppgaver, bruk av spesialutstyr, og eksperimentell containment.

Kategori	Eksempler
Medisinsk nødhjelp	Intubasjonsforhold (laryngoskop styrt, på Maniki) 21, hjertelivsoppretthold (bedøvede griser) 22
Kirurgisk behandling	Laparoskopisk kirurgi (video simulert 23, på bedøvede griser 24,25)
Røntgen eller fysiologi vurdering	Ultralyd med underkroppen negativt trykkammer 26, Doppler strømningsmåler (hode montert) 27, sentralt venetrykk monitor 28
Specialized biologisk utstyr	Mikroplateleser (og in-flight hanskerommet) 29, temperaturkontroll system for cellesyklus eksperimenter 30, mikroskop (lysfelt, fasekontrast, og flerkanals fluorescens stand) 15, kapillærelektroforeseenhet koblet til video mikroskop 31
Andre	Plant høsting med pinsett 32, inneholdt rotter 33,34 og fiske 35 for observasjon

Tabell 1. Parabolic Flight Demonstrasjons Eksempler med godt beskrevet Metoder / Eksperimenter

Å utvide på tidligere eksempler og gi større innsikt i vellykkede in-flight demonstrasjoner, presenterer vi en og tilpasningsdyktig prosedyre for bygging og drift av en prototype flowcytometer med tilhørende mikrofluid blanding teknologi som en del av en parabolsk flytur testrigg. Riggen gjør demonstrasjoner av prøven lasting, microfluidic miksing, og fluorescerende partikkeldeteksjon, og ble testet ombord i 2010 NASA forenklede tilgangen til Space Environment (FAST) parabolske fligHTS, flydd fra 29 september til 1 oktober 2010. Disse demonstrasjonene trekke fra begynnelse, midt og slutt, henholdsvis av en potensiell arbeidsflyt enhet hvor fingerstore blodprøver er lastet, fortynnes eller blandes med reagenser, og analysert via optisk gjenkjenning. Skalering et flowcytometer inn i en kompakt enhet krever innovasjon og forsiktig del valg. Custom og off-the-sokkel komponenter er brukt her, valgt som beste tidlige tilnærmelser av endelige komponentvalg, og kan være tilpasningsdyktig til design av andre innovatører. Etter en skisse av prototype komponentvalg, er oppsettet beskrevet på en bærekonstruksjon som tjener som et skjelett for riggsammenstilling. Prototype komponenter er tildelt steder, sikret, og ledsaget av flere komponenter som er nødvendige for vellykket eksperimentering. Oppmerksomhet da skifter til mer abstrakte prosedyrer som involverer standard prosedyre (SOP) utvikling, opplæring og annen logistikk. Endelig demonstrasjonsspesifikke prosedyrer errives. Strategiene som beskrives her og valg av støtte riggkomponenter (f.eks mikroskop, akryl boks, etc.), men implementert her for spesifikk prototype, snakke med de generelle problemstillinger og utfordringer som er relevante for å teste noe blod diagnostisk utstyr i en redusert tyngdekraft miljø .

I 2010 fly, to måne-gravitasjon (nå ca 1/6 jorden gravitasjon) og to micro-gravitasjon fly var planlagt over 4 dager, men til syvende og sist disse ble flyttet over 3 dager. Demonstrasjoner ble utført om bord på en modifisert privat drevet, trang kroppen jetfly ^36. Hver uren tilgjengelig 30-40 parabler, hver ettergivende omtrent 20 sek med høy gravitasjon (omtrent 1,8 g), etterfulgt av 20-25 sek redusert gravitasjonsbetingelser. Etter halvparten av parabler ble henrettet, flyet stoppet midlertidig for en periode på ca 5-10 min i level flight slik at flyet til å snu og dra tilbake mot landingsstedet mens performing resten av parabler.

Protocol

De humane blodprøver som brukes i denne protokollen ble samlet inn med IRB godkjennelse bruker minimalt invasive protokoller (se Bidragsytere).

1. Rig Assembly

1. Monter prototype komponenter (lufthåndtering, optiske, kontroll / datainnsamling elektronikk) for en enkel flowcytometri system som skal brukes i reduserte gravitasjonsforhold
   1. Forbered en trykksystem med minimal vekt og kraft må kjøre system fluidics
      1. Koble en miniatyrisert luftpumpe til en differensialtrykkføler.
      2. For å opprettholde en konstant kjørepress, kontrollere pumpeeffekten ved bruk av puls-bredde-modulering og en driftssyklus reguleres ved hjelp av en proporsjonal-integral-derivat kontrolleren i tilpasset kontroll programvare (trinn 1.1.7).
   2. Sett sammen et fluidumkilde beholder som kan lastes uten fangst luft (se trinn 3.4)
      1. Monter en stiv plasthetteglass (figur 1A) med en latex diaphragm, fast securable cap, og inntaksluftslangen på flasken base (forseglet forbindelse med optisk lim).
      2. Sørg for at pumpen pressurizes ampullen uten luft eller væskelekkasje, komprimere membranen til å drive væskestrøm ut av hetten exit slangen.
   3. Designe en flytende avfallsbeholder for å samle avfall uten å bygge et mottrykk som vil kompromittere flyt
      1. Bruk en ampulle-limt-i-et-hetteglass design (Figur 1B) for dobbel containment.
      2. Cap hetteglassene med et sikret skum svamp vindu som feller flytende avfall, men gjør at luften trykkutjevning med hytta miljøet.
   4. Lag en prøvelaster til bruk i redusert tyngdekraft
      1. Maskin og sette sammen en fjærbelastet klemme design med guiderails (figur 1C) slik at det pålitelig klemmer en kappe utstyrt kapillær mellom to O-ringer i væsken linje. Sørg for at den bevarer prøvevolum ved lasting, plass system priming når en prøve ikke er satt inn, og unngår villfaren boble introduksjon.
      2. Sørg for at i fravær av en kapillær, fjærene trykker O-ringene sammen for å fullføre væske linje og aktivere priming uten å lekke (figur 1D, venstre).
   5. Designe en micromixer som ikke er avhengig av strømdrevne mekaniske subkomponenter å fungere
      1. Unnfange en to-innløps spiral-vortex micromixer (figur 1E) som oppnår kaotisk adveksjon er nødvendig for å overvinne laminærstrømning innenfor microfluidic kanaler. Denne designen gir all innkommende fluid nedstrøms slik at én prøve run ikke påvirker den neste.
      2. For enkelhets skyld dikte valgte design ved hjelp av den raske-prototype polydimethylsiloxane (PDMS) metode (figur 1F). Utnytte et todimensjonalt dataassistert tilpasset fotomaske trykt på 20.000 dpi å dikte den nødvendige SU-8 mold i et renrom anlegget ^37.
         MERK: Bruk en modifisert 23 måler passer til en vertikal boring mill å bore hull på viker, vortex, deteksjon innløp og deteksjon outlet flekker, og en hånd forstørrelsesglass for å hjelpe sikte nålen. Klipp ut brikkene fra PDMS bruker et barberblad og passer hullene med 0,5 "hule stålpinnene stikker ut av den ikke-støpt baksiden av brikken. Koble den sentrale spiral exit pin til deteksjon kanal inngang pin hjelp microbore tubing.
      3. Rengjør chip med etanol og tørr støpt overflate med matt scotch tape. Bruk en tom sprøyte til å blåse etanol ut av pinnene. Unn PDMS chip og en uberørt cover glass inni plasma renere og binde dem innen 10 sekunder ved å trykke lett, sjekker umiddelbart ved lysmikroskopi at brikken er presset helt inn uten at det går kanal åpenhet.
   6. Monter en palm-sized miniatyr optisk blokk å oppdage individuelle renn partikler
      1. Utformingen i figur 2AB er egnet for to-farge epifluorescence laserbelysning og deteksjon, og utnytter en PDMS straight-kanal (120 av 200 mikrometer) flyt celle for bekvemmelighet.
      2. (Figur 2C) bruker kommersielt tilgjengelige mikroskoper komponenter og justere fiber kombinert enkelt foton telling moduler Mount blokk.
   7. Design elektronikk og programvare for enhetskontroll og datainnsamling
      1. For enkelhets tidlig prototyping, utnytte hånd loddet stykker knyttet til datainnsamling (DAQ) kort (figur 2D).
      2. Kode og programmere en tilpasset programvare (eksempel i figur 2E) å operere rigg enheter og synkronisere alle data.
2. Tilleggskomponenter (ikke formelt en del av prototype)
   1. Innlemme en tre-dimensjonal akselerometer (figur 2D, til venstre) og en strømningshastighet meter (ikke avbildet). Et akselerometer er til stede om bord på flyet, men (sannsynligvis) ikke kan direkte synkronisert til other registrerte data.
3. Elektrisk strømoppsett
   1. En mekanisme for rask og komplett elektronikk nedleggelse (påkrevd av sikkerhetsmessige grunner på redusert tyngdekraft flyreiser)
      1. Koble en enkelt strømskinne (med én I / O-knappen) til flyet kraftdistribusjon panel (120 VAC 60 Hz).
      2. Fjern laptop batteri og satt laptop å operere gjennom strømkabelen alene.
   2. Strøm til alle enheter
      1. Direkte strøm til laptop (batteri fjernet), et lysmikroskop, og to fotondetektorer bruker strømskinne.
      2. Strøm øvrige enheter via USB-DAQ kort koblet til laptop eller bruke batterier.
4. Flight-klar riggen layout
   1. Hensyn for vellykket in-flight ytelse
      1. Totale plass som er tilgjengelig er begrenset til et mindre areal enn gitt for en lignende demonstrasjon på bakken (figur 3A). Tenk total plass tilgjengelig og hvordan det erTempoet vil bli delt mellom eksperimentell riggplass (inkludert for komponenter utover de formelt en del av prototypen) og user space rundt riggen. Eksperimentelle rigger varierer i form av forover eller akter posisjonering, men dette i stor grad påvirker ikke tilgjengelig handlingsrom (eller in-flight fysikk).
      2. Bestem hvilke komponenter som er mer hensiktsmessig tilgang til en stående, knelende, eller gulvhøyde, samt vurderer hvilke komponenter vil dra mest nytte av beskyttelse oppnås innenfor en støttestruktur.
   2. Rig støttestruktur
      1. Få tak i eller lage en vertikal utstyr rack som oppfyller anses layout behov, inneholder alle komponenter, gjør at ulike vertikale nivåer for organisasjonen, tåler fly akselerasjoner, og sikkert festes til den tiltenkte flykabinen gulvet.
      2. Tildele komponenter til nivåer innenfor utstyrsstativet (Figur 3B): et toppnivå for å plassere den bærbare datamaskinen, en mid-rack-nivå til contain prototype underkomponenter og et gulvnivå til å inneholde ekstra kluter, hansker og en diverse avfallsbeholder.
      3. Unnfange ytterligere strukturer i stativet for å imøtekomme ulike ønskede nivåer. Implementere støtte bjelker på 'mid'-høyde for å holde en 2 ft. Med 2 ft. Mikroskop brødfjel plate for å skru ned riggkomponenter, og støtte bjelker ca 2 meter høyere for å støtte et fly-godkjent laptop trau.
      4. Innenfor vertikale nivåer, bestemme optimale komponent anordning, idet det tas hensyn tilgjengelighets begrensninger som oppstår på grunn av nærvær av andre komponenter, så vel som på grunn av den potensielle stilling / orientering av selve riggen ombord på et fly (f.eks, 4 ^th side av et kvadrat rigg kan være nær flyet veggen, slik at bare 3 sider tilgjengelige).
         MERK: beinsnorer for å sikre test operatører er på en fast avstand fra riggen og er kanskje ikke tilgjengelig på alle sider.
      5. På grunnlag av disse bestemmelser, di-vide breadboard plate inn i 4 kvadranter (Figur 3C), plassere dedikerte steder for elektronikk og optisk blokk mot flyet veggen, og prøven loader og microfluidic chip mot kupéen.
5. Prototype sikring, oppdemming og visualisering oppsett
   1. System elektronikk
      1. Design, laserskåret, og sette sammen en tilpasset akryl boks (figur 2D) for å inneholde de DAQ kort (strapped ned) og hånd loddet boards (skrudd til boksen veggen).
      2. Bruk en svingende dør for enkel tilgang (sikret in-flight med stoff krok-og-bue lås) og utgangshull for USB-kabler og ledninger.
   2. Prøve loader
      1. Dikte en tilpasset akryl 'hanske' boksen (Figur 4A) med armen tilgang hull for å gi en kubisk plass til å utføre lasteren demonstrasjonen (figur 4C) uten å risikere forurensning av flight hytta.
      2. Mate slangen til og fra lasteren gjennom små sirkulære hull i siden av boksen.
   3. Micromixer
      1. Tilpasse utstyret som brukes på bakken. Bolt en stereomikroskop (Figur 4B) til brødfjel plate og passer det med en tilpasset akryl chip holder, også boltet til plate.
      2. Monter en USB CCD-kamera til mikroskopet okularet og koble den til den bærbare datamaskinen (figur 4D) for å lagre video synkronisert med andre data (gravitasjon, kjøring trykk og strømningshastighet).
   4. Optisk blokk
      1. Dikte en tilpasset ugjennomsiktig akryl boks (Figur 4A, høyre) for å dekke blokken, skjermer det mot omgivelseslys, og kontrollere laser farer.
      2. Utnytte et optisk filter "vindu" for å trygt sjekke laser funksjon.
   5. Laptop
      1. Bolt en flight-godkjent laptop skuffen til støtte bjelker innenfor støttestrukturen.
      2. Bruk hook-og-bue lås for å sikre USB-kabler langs stativet arkitektur.
6. In-flight demonstrasjon implementering
   1. Enkle tiltak for å fortsette gjennom demonstrasjoner
      1. Innlemme flere komponenter som eliminerer nødvendige manuelle tubing justeringer på flyet eller andre handlinger som krever betydelig dyktighet eller kunne risikere lekker væske inn i kabinen miljøet.
         1. Custom-maskin og integrere en trykkmanifold (figur 5A) som består av en aluminiumssylinder boret og tappet for å passe til en skru på p lueradapter som tjener som et trykkinnløp. Bore små hull rundt omkretsen å passe O-ringer og microbore rør som uttak. Brukes for å presse flere kilde ampuller samtidig.
         2. Sett sammen et panel av tre-veis magnetventiler (Figur 5B) kontrollert av tandem MOSFET brytere (figur 5C) kablet til en DAQ kort. Tilpasse microbore rør til å passeventilportene. Bruke til å kontrollere væskestrømning fra forskjellige ampuller.
      2. Program programvare for å gå gjennom demonstrasjoner (figur 6) ved hjelp av single-knapp intervensjoner (f.eks enkelt klikk på laptop).
   2. Backup manuell kontroll
      1. Legg glideklemmer å rigge å aktivere noen manuell kontroll over fluidumskretser, kanskje hvis slangen uventet må kobles fra og under flyturen.
      2. Inkluder tilstrekkelige opprydding våtservietter i gulvet stativ delen i tilfelle lekkasjer i flukt.
7. Flight forstyrrelse beredskap: Klar system for mulige plutselige rystelser krefter, vibrasjon, eller passasjer kollisjon i flukt.
   1. Alignment stabilisering
      1. Påfør hurtigtørkende epoxy å innrettede komponenter som er lett misadjusted, spesielt optiske komponenter.
      2. Påfør industriell karakter epoxy over quick-tørr epoxy samt å sikre andre komponenter;ts etter behov, inkludert CCD-kamera feste til mikroskopet okularet.
   2. Fysiske inngrep testing
      1. Rist riggstøttestruktur med alle komponentene på plass.
      2. Kontroller individuell komponent funksjonalitet etter underkaste riggen til forstyrrelser, spesielt innrettede optiske komponenter.
   3. Passasjer risikostyring
      1. Påfør skum padding til områder (hjørner, kanter) av den vertikale utstyrsstativet struktur som kan skade et fly passasjer som tilfeldigvis slår inn riggen (figur 4C).
      2. Sikker polstring med svart duct tape.

2. demonstrasjon Forberedelse og Logistikk

1. In-flight og bakke teamet rolletilordninger
   1. Tildele riggoperatør (e) til å utføre både rigg oppsett og alle hands-on operasjoner i-flight. Hands-on operatører kan best visualisere når riggen oppsettet er ferdig.
   2. Tildele bakken støtte til å utføre eventuelle andre forberedelsesoppgaver ikke direkte involverer riggen, minimere tids byrder på riggoperatører prøveopparbeidelse og.
2. Initial standard operasjonsprosedyre (SOP) utvikling
   1. Skriv alle forholdsregler for å innlemme pre-flight (dagen før og morgenen før), in-flight, og post-flight prosedyrer med bruk av bare utstyr og materialer som vil være tilgjengelig på flight plassering. En 5 til 10 min blokk med nivået flytur kan være tilgjengelig for siste minutt oppsettsprosedyrer før parabler begynne eller halvveis som flyet snur.
   2. Tildele in-flight eksperimentelle prosedyrer til dedikerte antall parabler, og bemerker at de parabler vil trolig bli separert stykke ut for å la flyet til å snu og dra tilbake til landingområdet, og at en annen gruppe kan be flyet å flate ut mid-eksperiment eller færre parabler kan flys enn forventet.
   3. Unnfange demonstrasjons prosedyrer for å minimere biologisk fare risiko utover effektiv oppsamling, unngå faktiske biologiske prøver når det er mulig. Utnytte blå konditorfarge tilsatt fluoriserende telling perler (Figur 1D) som et alternativ til blod under prøven loader demonstrasjon.
3. Demonstrasjon trening
   1. Still et treningsopplegg tilstrekkelig til fullt ut revidere og avgrense SOP, samt generere grundige bakkekontrolldata å sammenligne med flygedata.
   2. Etter å ha utført pre-flight SOP, 'låse' riggen inn i et rom for å simulere in-flight erfaring, kutte tilgangen til verktøy eller pulverisering materialer. For enda strengere trening, merke av en del av gulvet møte de tildelte dimensjoner som vil være tilgjengelig in-flight ^32.
   3. Under trening, følger SOP exactly, og bruke en stoppeklokke for å kunngjøre 20 til 30 sek parabler, indikerer inngang og utgang av redusert tyngdekraft, samt en mid-flight parabel pause.
   4. Innlemme avsluttede SOP til faktiske flight dag tidsplaner, dele 'pre-flight' aktiviteter mellom dag-of-flight og dag-før-flight.
   5. Trene for uventede in-flight forekomster inkludert plutselige krefter treffer riggen eller flyet plutselig flater ut i midten av et eksperiment.
   6. Test stabilities av prøver og reagenser når det utsettes for en lengre pause (hr eller mer) mellom pre-flight prosedyrer og in-flight aktivitet. Merk også at temperaturene kan være betydelig høyere på flight plassering.
   7. Tren flere individer som primære operatører å fagmessig opererer enheten in-flight. Det er uforutsigbart som vil bli syk i løpet av de parabler, og en gitt bruker kan være upåvirket på en flytur og blir syke på en annen.
4. Bakkeutstyr og støttematerialer
   1. Sett sammen en verktøykasse for å inkludere backup komponenter og utstyr som er nødvendig for reparasjoner, inkludert håndverktøy, lodding utstyr og lim / epoxy blant mange andre elementer.
   2. Samle prøven og reagenvolumer mengder utover det som er beregnet for bruk i løpet av de planlagte flygningene i tilfelle uventet flight utsettelse oppstår etter en prøve eller reagens allerede er klargjort for flyging.
5. Shipping
   1. Oppsett forsendelse er nødvendig for å transportere riggen, bakkeutstyr (verktøy, sentrifuger, pipetter, vortex mixer, andre) og ferskvarer (blodceller, reagenser). Sørg for tilstrekkelig tid til å motta, kontrollere, sette sammen og teste maskinvare for flyturen kampanjen.
   2. Encase riggen på alle sider bortsett fra bunnen ved hjelp av bobleplast. Skips riggen ved hjelp av en tilpasset trekasse boksen, montert innvendig med skumputer og sjokk materiale.
   3. Ship støtter bakkeutstyr / verktøy i en stiv container eller brystet.
   4. Skipsferskvarer i 1 i. Tykk isolertskum boksen, som inneholder tørris for elementer som krever -20 ° C lagring og fryser kul pakken for elementer som krever 4 ° C lagring.
6. Pre-flight testing
   Utføre pre-flight testing på flyet stedet for å sjekke funksjonalitet av alle komponenter flere dager før flygingene.
   Flight rigger blir veid og kran lastet på luftfartøyet, og sannsynligvis forbli på luftfartøyet for varigheten av flyge uke.

3. In-flight Demonstrasjoner

Demonstrasjoner / eksperimenter er delt mellom to dagers betegnelser ("Dag A" og "Day B" nedenfor). Dag A er angitt for micromixing demonstrasjon and Day B er utpekt for partikkeldeteksjon og eksempel lasting demonstrasjoner.

1. Første prøveopparbeidelse for micromixer demonstrasjoner (kun Dag A)
   1. Fortynn 3 ml blått fargestoff mat inn i 12 ml 1 x fosfatbufret saltvann (PBS).
   2. Fortynn 3 ml gul konditorfarge into 12 ml 1x PBS.
   3. Stamme 15 ml kommersielt rensede røde blodceller.
      FORSIKTIG: Fordi ingen testmetoder kan garantere med 100% sikkerhet fravær av en smittsom agent, bør menneske avledede produkter alltid håndteres som biologiske farer.
   4. Load prøverør (Se trinn 3.3) for hver prøve, pluss en ekstra hetteglass som inneholder kun saltvann.
2. Første prøveopparbeidelse for optisk blokk demonstrasjon
   1. Kombiner 60 mikroliter fluorescerende telle perler med 14 ml 1x PBS (4,3 perler / mikroliter) med 1% Tween. Laste inn i prøveglass.
      FORSIKTIG: Håndter alle kjemikalier med varsomhet og bruk av personlig verneutstyr (PVU).
   2. Fortynne en 50 pl finger stick helblodprøve 100 ganger med 1x PBS og legge SYTO 83 fargestoff for [Endelig] = 5 mikrometer. Lett vortex å blande. Inkuber i> 5 min ved romtemperatur.
      FORSIKTIG: SYTO 83 fargestoff er oppløst i dimethylsulfoxide (DMSO), som er lett absorberes gjennom huden. Kan være irriterende for øynene, luftveiene og huden. Håndtak hjelp PPE.
   3. Sentrifuger celleprøve (ved 2300 xg i 4 min), supernatanten pipettér off.
   4. Vask celleprøve farget ved tilsetning av 1 ml 1 x PBS, sentrifugere ved 2300 xg i 4 min pipettering av supernatanten. Gjenta to ganger til.
   5. Retur volum til 15 ml med 1 x PBS for å nå en endelig 1: 500-gangers fortynning av kommersiell opprinnelige lager. Strain celler og last inn prøveglass.
3. Første prøveopparbeidelse for prøve loader demonstrasjon (kun Day B)
   1. Forbered kapillære forbruksvarer for prøve loader demonstrasjonen ved å kutte mikro-hematokrit kapillarrørene inn i 15 mm segmenter med et barberblad.
   2. Forbered utvalget for loader demonstrasjonen: Bland 250 mL lager fluoriserende perler med 250 mL ufortynnet blå konditorfarge (500 perler / mikroliter). Tegn 250 ul prøve i to 1 ml sprøyter som hver er utstyrt med en butt tupp neEdle som er tapet stengt med elektriske tape.
4. Laste væskekilde ampuller
   1. Bruk frisk, pudderfrie lateks membran til hetteglass (cut fingeren fra hanske akseptabelt). Sørg for at membranen er lang nok til å utvide fra hetteglasset gulvet og brett over toppen ytre kanten. Skyv hette ringen over den brettede delen.
   2. Plasser en midlertidig klemmen på cap stikkontakt rør som vil hindre væske utvisning under cap innsetting.
   3. Før du fyller flasken, negativt trykk ampullen med en sprøyte for å utvide mellomgulvet. Hell væsken til toppen av hetteglasset og sett hetten i en vinkel slik at ingen luft er fanget under hetten under cap plassering (noe væske vil renne ut). I korthet fjerne klemmen til prime utløpsrøret og utgivelse kollapser press fra mellomgulvet.
5. Forbered rigg demonstrasjoner
   1. Koble til og kontrollere alle slangekoblinger
   2. Hook kilde ampuller i system. Fit hetteglass i en tilpasset acrylic hetteholderen og fest dem med og hook-and-loop lås.
   3. Tøm inneholdt avfall i ampuller eller binger.
   4. Sjekk harddiskplass og oppstart tilpasset demonstrasjonsprogramvare.
   5. Utføre system fluidics Påfyllingsprosedyre spesifikk for hver demonstrasjon.
   6. Bytt i nye batterier til enhver batteridrevet enhet (f.eks, akselerometer).
   7. Manuelt riste fluorescerende partikkelprøver.
   8. Kjør kort pre-flight test eksperiment.
6. Unngå in-flight reisesyke
   1. Ta gitt medisiner (skopolamin og dextroamphetamine, både trygge og effektive for å forebygge reisesyke in-flight)
   2. Heed anbefalte kropps posisjonering strategier in-flight (f.eks ligge flatt på ryggen under økt gravitasjon, med kroppen rett og hodet cocked fremover, og la kroppen til å flyte opp på egen hånd i løpet av overgangen til redusert tyngdekraft). Hvis det er mulig, bruke flere tidlige parabler å justere seg til tyngdeendringer. Beholde en plast spy pose lett tilgjengelig i en lomme foran. Oppkast kan oppstå plutselig og uten forutgående kvalme.
7. Posisjon riggoperatører gang in-flight, nærmer dedikerte parabel luftrom. Gi nok plass til at riggoperatører å legge seg ned under høy gravitasjon intervaller og aktivere tilgang til beinsnorer. Når parabler begynne, gjelder ikke sterke krefter på kroppen i løpet av redusert tyngdekraft da dette kan sende kroppen opp for fort og litt farlig.
8. Utfør microfluidic mikser demonstrasjon (Dag A only)
   1. Manuelt riste flasken blod før prøvekjøringen.
   2. Bland blod og saltoppløsning i en 1: 1-forhold på 1,5, 2, 3, 4, 5, og 6 psi, for i det minste to parabler hver, innspilling av videodata synkronisert til andre målinger.
   3. Injiser luft inn saltvann innløp for å teste om kanalarkitektur vil fange en boble som kan hindre optimal blanding.
   4. Bland blå og gule matvarefargestoffer ved 1,5, 2, 3, 4, 5, og 6 psi i minst toparabler hver, igjen innspilling synkroniserte data.
   5. Påfør glideklemmer til system fluidics når du er ferdig for å hindre ytterligere produksjonsavfall.
   6. Sjekk dataintegritet før nedleggelse elektronikk i tilfelle demo repeat er nødvendig.
9. Utfør optisk blokk og prøvelaster demonstrasjoner (Dag B only)
   1. Manuelt riste prøver før du kjører.
   2. Kjør fluorescerende telle perler gjennom den optiske blokken for tre parabler. Skyll systemet med saltvann i minst en parabel mellom prøvetyper.
   3. Gjenta 3.9.2 for de fluorescerende hydrogelpartikler og WBC.
   4. Sjekk dataene for eventuelle manglende enheter som må gjentas før du går videre til prøve loader demonstrasjon.
   5. Starte innspillingen sample loader demonstrasjon med HD video-opptaker.
   6. Når flyet går inn reduserte tyngdekraften, å bruke en prøvesprøyte for å plassere en dråpe av telle vulst fargestoff blandingen på en fingertupp for å simulere en finger stikk prøve. Bruk enurealistisk stor dråpe (figur 1D) for å teste grensene for å holde en finger stikk prøven på en finger under redusert gravitasjon.
   7. Bruk kapillær forbruks å plukke opp prøven (ca. 10 mikroliter) av finger og last inn kapillær loader.
   8. Tørk gjenværende prøve ut fingeren ved hjelp wipes inkludert i boksen.
   9. Kjør prøven i optiske systemer for deteksjon.
   10. Gjenta tester flere ganger med ulike operatører.
   11. Sjekk dataene for eventuelle manglende enheter som må gjentas før nedleggelse elektronikk.
10. Shutdown post-flight
    1. Tøm og kast avfall på riktig måte ved hjelp av biohazard merket containment beholdere som nødvendig. Farlig avfall kan kreve forsendelse ut av flyet anlegget.
    2. Grundig spylesystem, ved hjelp av en 5 ml sprøyte fylt med vann for å tilveiebringe kraftfull rengjøring. Flush ventiler bakover og fremover gjennom alle 3 porter.
    3. Tørk av søl ved hjelp av alkohol våtservietter.
    4. Fyll opp systemet for neste demonstrasjon.

Representative Results

Representative resultater for den micromixer demonstrasjonen vises på figur 7, som vist ved CCD-kamera montert på stereomikroskop. Blanding kan bli vurdert visuelt ved ethvert punkt langs spiralen, så vel som i utløpskanalen for eksperimenter som involverer to sett av væsker: blod / saltvannsoppløsning og blå / gul fargestoff. Kvantitativ analyse av de to-dimensjonale bilder kan omfatte bestemmelse av skyggen ensartethet på tvers av kanalbredden i forskjellige regioner, som vist i andre publikasjoner ^38-40. Se Utfyllende Figur 1 for ytterligere detaljer. Se Utfyllende Figur 2 for demonstrasjon av boble håndtering av microfluidic chip.

Resultater for partikkeldeteksjon i de optiske blokk og prøvelaster demonstrasjoner vises i figur 7C og D, henholdsvis. Optisk blokk deteksjon av fluorescerende merkede hvite blodceller (Figur 7C) vises relativt uaffisert av en overgang fra omtrent 1,5 g til omtrent null-g, og fortsetter under overgangen tilbake til 1,5 g. Prøven loader data viser at en prøve ble lastet (her nede ved månens gravitasjonsforhold) og nådde den optiske blokken for deteksjon (figur 7D). Kvantitativ analyse av dataavlesningen benytter en tilpasset maksimal telling algoritme for å sammenligne teller og signal-til-støy-forholdet i redusert sammenlignet med normale og høye gravitasjonsbetingelser. Se Utfyllende Figur 3 for lengre spor og f.eks analyse.

Figur 1:. Fluidics Delkomponenter (A) Kandidaten kilde hette bruker et egendefinert-maskinert aluminium cap utstyrt med to O-ringer langs sin inserted del. Hodeskruene ned til hetteglasset 'ring', som holder lokket fast mot øvre hette felgen. (B) Kandidaten avfall korken gjør at luften, men ikke væske å passere gjennom kutt åpning i toppen. (C) Kandidaten prøve loader omfatter individuelt maskinert hodet, senter, og foten stykker, passer til to guiderails. Guiderail avstands letter kapillær posisjonering. (D) En dråpe innsamlet prøven fra en fingertupp er lastet inn i fluidledningen. (E) Kandidat spiral-micromixer vortex blander to oppløsningene gjennom en 3-rotasjon ('1', '2', '3') spiral (indre radier 1,9 til 0,9 mm) og vortex avløp ("V", diameter 320 um). Fluid deretter passerer via microbore slangen til en exit-kanal ("E"). Kanaler er 200 mikrometer brede med 120 mikrometer høy. Høyden på vortex avløp (V) er 1-2 mm før møtet pin. (F) Chip fotavtrykk erforholdsvis mindre enn en krone.

Figur 2: optiske og elektroniske Delkomponenter. (A) Kandidat optisk blokkomponenten designet inkluderer to lasere ('Green' og 'Red') pluss flere beamsplitters ('BS'), linser, og fotondetektorer ('PD'). (B) En solid modellerte design (innfelt) er maskinert, anodisert, og monteres. Stage (S), flyt celle plassering hotellet (blå pil), rød laser (rød pil) er merket. (C) For in-flight testing, er blokken festes med klemmer og innstillings inventar, som også holder fiberoptikk fôring til foton telle moduler. (D) Store DAQ boards og hånd loddet elektronikk er praktiske løsninger før kontroll / kan oppkjøps elektronikk reduseres til mikroelektroniske equivale nts. Den optiske blokken (dekket i en tilpasset svart akryl boks, umerket til venstre) er synlig på bildet med et akselerometer ('Acc.') Festet på toppen. (E) Eksempel tilpasset programvare for micromixer demonstrasjonen muliggjør samtidig enhetskontroll, avlesninger, og datalagring.

Figur 3:. Test Rig Layout (A) Flight miljøet kan være overfylt, avhengig av hvor mange grupper samtidig kjører eksperimenter in-flight (B) Rigg komponenter er montert på en vertikal redskapsbeholder fordelt på 3 nivåer.. Beinsnorer (røde og gule) er synlige i en bue rundt stativet. (C) Mikroskopet brødfjel plate er delt inn i fire kvadranter for demonstrasjoner og plassering av elektronikkboksen.

ve_content "fo: keep-together.within-page =" always ">
Figur 4: Forvaring og visualisering. (A) En custom-fabrikkert akryl 'hanske' boksen gjør prøven loader demonstrasjon i-flight. Indre binger hold prøver, kapillærer, og avfall. (B) En stereo utstyrt med en spesial fabrikkert microfluidic chip innehaveren gjør in-flight visualisering av micromixer demonstrasjon. Mikroskopet er modifisert med en lengre hals for å gjøre plass til chip holderen, som besitter to brikker samtidig som raskt kan vippes mellom å bruke en chip skuffen utstyrt med magneter for å holde den i en av to stillinger. (C) en riggoperatør utfører prøven loader demonstrasjonen knestående in-flight. Et annet opererer et videokamera til hans venstre. (D) micromixer er synlig på den bærbare.

Figur 5: Mer Komponenter til Enable Demonstrasjoner å betjene via enkle intervensjoner. (A) Det lufttrykk splitteren består av en delvis uthulet og tappet sylinder til hvilken en nål er innrettet. Trykk uttak kan selektivt fastklemt til å redusere antall utløpsporter. (B) Den panel av 12 tre-veis magnetventiler styres gjennom MOSFET-kretsen i tandem (C).

Figur 6:. In-Flight Demonstrasjoner De tre-veis magnetventiler har en felles port (hvit pil tip) som alltid er koblet til enten standard OFF port (rød) eller ON-port (grønn). Bryteren til PÅ utløses med en 5-volts I / O-signal. (A) Prøven loader demonstrasjonen inkluderer lasting en prøve og kjøre prøven til den optiske blokken (OB) for deteksjon. Oppsettet benytter to ventiler, en før og en etter lasteren. Under lasting, er begge ventilene satt til OFF, hindrer flytende bevegelse som lasteren er utnyttet. Dreie ventilene PÅ åpner fluidics reaksjonsvei som strekker seg fra saltvann (S) hetteglasset til avfallet (W) i hetteglasset, slik at pumpen for å drive den prøve for analyse. (B) En overgang fra "manuell" til "1-knapp 'intervensjoner i den optiske blokken demonstrasjon kan sekvensiell testing av tre forskjellige typer prøve - fluorescerende telle perler (CB), en proprietær fluorescerende hydrogel mikropartikkel (NS), og fluorescensmerkede WBCs - uten behov for å rekonfigurere slangekoblinger. Saline er i stand til å skylle systemet mellom prøvene. Spl. = Airpress splitter.

Figur 7: Representative resultater. (A) Blå-gul farge miksing henhold mikrogravitasjonsforhold. (B) Blood-saltvann blanding etter månetyngdeforhold. (C) WBC deteksjon under mikrogravitasjon flytur. Kritiske resultattall for flowcytometri data omfatter variasjonskoeffisienten av peak intensitet, signal-til-støy-forhold, peak telling priser, og påvisning effektivitet. (D) Fluorescent telle perler tilsatt i en ladd prøve oppdages etter demonstrasjon av loader i måne gravitasjon.

Supplerende Figur 1: Blanding analyse (blod-saltvann). (A) blanding bilder konverteres til gråtoner og analysert i de utpekte områdene (innløp, spiraler 1-3 og exit) perligningen σ = <(I - <I>) ^{2> 1/2,} hvor σ gjenspeiler graden av blanding, I = intensitet gråtone mellom 0 og 1, og <> er gjennomsnittet på tvers i prøven. Denne metoden gjenspeiler lignende bestemmelser i publisert litteratur ^38-40. For en helt blandet prøve, lik σ null. For en ublandet prøve, lik σ 0,4 til 0,5. I praksis, når sigmaverdien er fullstendig blanding mindre enn 0,1. Denne metoden, selv tilstrekkelig for demonstrasjonsformål, er begrenset fordi miksing er en 3-dimensjonal prosess og krever derfor tre-dimensjonal vurdering (gjennom konfokalmikroskopi eller andre midler) for å fullt ut beskrive graden av blanding. (B) Blod-saltvann miksing resultater innhentet i flukt vises under forskjellige tyngdeforhold. "Høy" gravitasjon grafen ble innhentet under en mikro gravitasjon flytur. Pump kjørepress sette opp øker fra venstre mot høyre i hver graf.

Supplerende Figur 2: Demonstrasjon av boble håndtering. To bobler, en injisert i høyt tyngdepunkt og en injisert i mikrogravitasjon, spores over tid via videoovervåkning. Hver boble effektivt fjerner microfluidic chip. Ytelsen står i kontrast til det av andre bakke testet blande geometrier med en større tendens til å felle bobler (data ikke vist). Hvite piler indikerer luften som går gjennom brikken, noe som er vanskelig å skille fra saltvann i den statiske bilder.

Tilsetnings Fig. 3: Extended flowcytometri spor Fluorescerende telle vulst (A) og hvite blodlegemer (B) deteksjon traser registrert i løpet av tre parabler er vist. Deteksjon priser (topper / sekund) vises (hvit tekst) under høye og lave tyngde perioder som bestemmes via tilpasset programvare. Andre kritiske beregninger (f.eks koeffistrekkelig for variasjonen av toppintensitet, signal-til-støy-forhold) kan måles for innsikt i effekten av tyngdekraften på de fluidics og optisk detektering arkitektur.

Discussion

Metoden som beskrives her aktivert effektiv demonstrasjon av de store teknologikomponenter (sample lasting, microfluidic miksing, og optisk gjenkjenning) i løpet av 2010 FAST parabelflygninger, med sammenlignbare resultater til bakken testing. Opplæring og SOP metodene beskrevet her var spesielt effektive, og bidratt til å belyse verktøy og andre 'krykker' vesen stolt på for praksis demonstrasjoner som ikke ville være tilgjengelig ombord på parabolske flytur.

Forbedringsområder omfatter oppsamling og layout. Custom akryl komponenter kan ikke være tilstrekkelig robust for containment formål. The 'hanske' boksen ble truffet av en passasjer på flyet under en gravitasjon overgang og deretter falt fra hverandre under en grov plan landing. Tubing koblet til microfluidic chip ble hektet av i løpet av en blå-gul farge miksing demonstrasjon, kort lekker mat fargestoff inn i kabinen miljøet. Dette behøvde å bli bestemt i løpet aven høy g intervall, som var spesielt vanskelig fordi gjenoppta kontakten microbore rør krever fingerferdighet og bruker stabilitet. Når det gjelder layout, plassering av laptopen i ståhøyde gjorde det vanskelig å operere i løpet av de high-g intervaller. Brukere kan bli ør når du forsøker å stå i løpet av de high-g faser. En mid-level datamaskin kan være et bedre alternativ, men her ville ha krevd forskyvning av prototype delkomponenter. Andre forskere har tatt med sitteplasser i sine parabolske oppsett fly for stabilisering av testoperatører ^26, selv om dette krever ekstra plass, noe som er mangelvare på parabelflygninger.

I tillegg til å gi en større grad av detalj om forberedelse og oppsett i forhold til tidligere demonstrasjoner av parabolske flight flowcytometri, beskriver inkludering av potensielt betydelig "følgesvenn" -teknologi (dvs. microfluidic chip for reagens miksing og prøve d dette arbeidetilution) sammen cytometeret. Sample pre-prosessering (f.eks fluorescerende farging, miksing, inkubasjon), som utføres på bakken, kan være vanskelig eller farlig i verdensrommet, i sin tur å lage følges teknologier, for eksempel en blanding av chip, er nødvendige for å oppnå de samme funksjonene i redusert tyngdekraft . I kontrast til dette arbeidet, har tidligere demonstrasjoner av potensielt plass verdig flowcytometere fokusert nesten utelukkende på cytometry ytelse (ved hjelp av samples pre-prosessert på jorden) og uten angitt strategier for å bygge bro over hull i utvalget pre-prosessering. De beskrevne 'fiberbasert' Strømningscytometer, for eksempel, brukte bakke lastet prøve kassetter for immunfenotyping og mikrobaserte cytokin-analyser, og det er ikke opplagt hvordan systemet kunne tilpasses for faktiske in-flight diagnostikk. Noen tiltak har delvis adressert problemet, blant annet utvikling av hele blodfargeinnretning som har sett siste forbedringene ^41. The NASAtestet strømningscytometer anvendes en pre-fargemetoden potensielt brukbare med helt blod fargeinnretning ^5. Likevel arbeidet med å utvikle nødvendig plass klar følges teknologi synes å ligge tilstrekkelig bak de å utvikle flowcytometere å holde flowcytometri upraktisk for diagnostiske formål i verdensrommet og andre ressursbegrensede miljøer i nær fremtid. Mer generelt, utviklerne av eventuelle IVDs for verdensrommet må vurdere fullt arbeidsflyt tilpasning for sin teknologi og bør alltid vurdere testing av potensielt nødvendig følges teknologi for å dra full nytte av begrensede redusert tyngdekraft flight muligheter.

Den beskrevne prototypstrømmen er cytometer et utgangspunkt for en mer avansert utforming, ved å benytte mer avanserte lufthåndtering, optikk og elektronikk. Hydrodynamisk strømnings fokus og ekstra deteksjons kanaler (f.eks, lysspredning, absorpsjon) ville forbedre partikkel diskriminering for applikasjoner somhvite blodlegemer differensial. Noen komponenter må byttes ut rett og slett fordi de er praktiske i riggbasert design, men ville være upraktisk i selve håndholdte enheter (for eksempel avfall ampulle, kontroll / oppkjøps elektronikk). Mer avanserte elektronikk ville inkludere mikroelektronikk betjenes med en miniatyr skjerm og innebygde mikroprosessorer for å eliminere den bærbare datamaskinen og tilhørende DAQ kort.

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
Micro air pump	Smart Products, Inc.	AP-2P02A	Max pressure = 6.76 psi; 1.301” x 0.394” x 0.650”, 0.28 oz (8 g); available direct from Smart Products
Differential pressure sensor	Honeywell International, Inc.	ASDX015D44R	Range  of  0-15 psi; 0.974" x 0.550" x 0.440", 0.09 oz (2.565 g); suppliers include Digi-Key and Mouser Electronics
Rigid plastic vial (small size)	Loritz & Associates, Inc.	55-05	Polystyrene; ID 0.81" (20.6 mm), IH 2.06" (52.4 mm); available direct from LA Container Inc.; similar product available from Dynalab Corp.
latex examination gloves	dynarex corporation	2337	Middle finger used for latex diaphragm in fluid source vial.  Other brands (e.g., Aurelia ®  Vibrant ™) acceptable.
Optical glue	Norland Products	NOA 88	Low outgassing adhesive; available direct from Norland; Also available from Edmund Optics Inc.
3-way solenoid valves	The LEE Company	LHDA0531115H	Gas valves, but can function with liquid; 1.29" L, 0.28" D.  Discontinued product.  Similar products available from The LEE Company.
Volumetric water flowmeter	OMEGA Engineering inc.	FLR-1602A	Non-contacting flow rate meter strongly preferred.  We recommend SENSIRION LG16 OEM Liquid Flow Sensor for flow rates from nl/min up to 5 ml/min.
PCD-mini photon detector	Sensl	PCDMini-00100	For fluorescence detection; available direct from Sensl
Accelerometer	Crossbow Technology, Inc.	CXL02LF3	3-demensional force detection.  Supplied to DMI by NASA.  Similar product available from Vernier Software & Technology, LLC.
Stereomicroscope	AmScope	SE305R-AZ-E
CCD Camera	Thorlabs	DCU223C	1,024 x 768 Resolution, Color, USB 2.0; available direct from Thorlabs
USB and Trigger Cable (In/Out) for CCD Camera	Thorlabs	CAB-DCU-T1	Available direct from Thorlabs
Microbore tubing	Saint-Gobain Corporation	AAD04103	Tygon®; ID 0.02", OD 0.06", 500 ft, 0.02" wall. Suppliers: VWR, Thermo Fisher Scientific Inc.
Hollow steel pins	New England Small Tube	(Custom)	0.025" OD, 0.017" ID, 0.500” L, stainless steel tube, type 304, cut, deburred, passivated; enable microbore tubing connections, chip tubing connections
Slide clamp	World Precision Instruments, Inc.	14042	Available direct from World Precision Instruments
Leur adaptor pieces	World Precision Instruments, Inc.	14011	Available direct from World Precision Instruments
Silicon wafer	Addison Engineering, Inc.		6" diameter; for SU-8 mold fabrication
Polydimethylsiloxane (PDMS) elastomer curing agent	Dow Corning	3097358-1004	Supplier: Global Industrial SLP, LLC
Needle (23 gauge), bevel tip	Terumo Medical Corporation	NN-2338R	Ultra thin wall; 23 G x 1.5"; 22 G also usable; suppliers: Careforde, Inc.,  Port City Medical
Dispensing needle (23 gauge), blunt tip	CML Supply	901-23-100	23 G x 1";  available from CML Supply
Cover glass	Thermo Fisher Scientific, Inc.	12-518-105E	Gold Seal™ noncorrosive borosilicate glass; for PDMS chip cover; 24 x 60 mm; available from Thermo Fisher Scientific, Inc.
Vacuum pump	Mountain	MTN8407	For degassing PDMS; supplier:  Ryder System, Inc.
Vacuum chamber	Thermo Fisher Scientific, Inc.	5311-0250	Nalgene™ Transparent Polycarbonate; available from Thermo Fisher Scientific, Inc.
Plasma cleaner	Harrick Plasma	PDC-32G
Hand magnifier	Mitutoyo	183-131	Use in reverse direction to enable viewing at ~15".
Ethanol	CAROLINA	861283	For chip cleaning. Dilute to 70% using millipore water.
Water purification system	Thermo Fisher Scientific, Inc.	D11901	Available direct from Thermo Fisher Scientific, Inc.
Optomechanical translation mounts	Thorlabs	K6X	6-Axis Kinematic Optic Mount; discontinued product; new product (K6XS) available direct from Thorlabs
Laptop	Hewlett-Packard	VP209AV	HP Pavilion Laptop running Windows 7
Laptop tray (spring loaded)	National Products, INC.	RAM-234-3	RAM Tough-Tray™. Can accommodate 10 to 16 inch wide laptops.
USB splitter	Connectland Technology Limited	3401167
USB Data Acquisition Cards (8 analog input, 12 digital I/O)	National Instruments	NI USB-6008	12-Bit, 10 kS/s Low-Cost Multifunction DAQ
USB Data Acquisition Cards (16 analog input, 32 digital I/O)	National Instruments	NI USB-6216	16-Bit, 400 kS/s Isolated M Series MIO DAQ, Bus-Powered
Control/acquisition Software	National Instruments	LabVIEW 2009	Custom coded National Instruments (NI) LabVIEW
3D Solid Modeling Software	Dassault Systèmes SolidWorks Corp.	SolidWorks 2011
2D Modeling Software	AUTODESK	AutoCAD LT 2008
Vertical equipment rack	(NASA provided)	N/A
Solid aluminum optical breadboard	Thorlabs	MB2424	24" x 24" x 1/2", 1/4"-20 Taps; available direct from Thorlabs
Industrial grade steel and hardener	The J-B Weld Company		J-B Weld Steel Reinforced Epoxy Glue
Micro-hematocrit capillary	Fisher Scientific	22-362-574	inner diamter 1.1 to 1.2 mm
1 ml syringes	Henke-Sass, Wolf	4010.200V0	NORM-JECT®; supplier: Grainger, Inc.
Human red blood cells	Innovative Research	IPLA-WB3	Tested and found negative by supplier for: HBsAg, HCV, HIV-1, HIV-2, HIV-1Ag or HIV 1-NAT, ALT, and syphilis by FDA-Approved Methods.  Because no test methods can guarantee with 100% certainty the absence of an infectious agent, human derived products should be handled as suggested in the U.S. Department of Health and Human Services Manual on BIOSAFETY IN MICROBIOLOGICAL AND BIOMEDICAL LABORATORIES, FOR POTENTIALLY INFECTIOUS HUMAN SERUM OR BLOOD SPECIMENS
Phosphate buffered saline concentrate	P5493	SIGMA	10x; diluted to 1x
Tween	P9416	SIGMA	TWEEN® 20
Centrifuge	LW Scientific	STRAIGHT8-5K	Swing-Out 8-place Centrifuge.  Available through authorized dealers.  Other centrifuges available direct from LW Scientific.
HD video recorder	Sony	MHS-CM5
Orange fluorescent nucleic acid stain	Invitrogen	S-11364	SYTO® 83 Orange Fluorescent Nucleic Acid Stain.  Stored in DMSO solvent. Always wear reccommended Personal Protective Equipment. No special handling advice required.
Fluorescent counting beads	Invitrogen	MP 36950	CountBright™ Absolute Counting Beads.  Always wear reccommended Personal Protective Equipment. No special handling advice required.