Le prélèvement des échantillons a été approuvé par l’Université de Pittsburgh Institutional Review Board (IRB # PRO16060443, PRO10110387). Toutes les expériences sont réalisées sous une armoire avec les équipements de protection individuelle approprié de biosécurité.
1. dispositif Fabrication et la lithographie douce
NOTE : Lithographie douce Standard techniques15,16 ont servi à créer le MICROCANAL polydiméthylsiloxane (PDMS).
- Mélanger le précurseur PDMS dans un rapport de 10:1 de base et polymérisation agent.
- Verser 30 g du mélange PDMS précurseur sur le moule en aluminium micro-usinés (voir Figure 1 pour les dimensions) et 20 g de mélange PDMS précurseur sur le 100 mm boîte de Pétri.
Remarque : La boîte de Pétri est utilisé pour faire le film épais de PDMS (~ 3 mm) pour la couche de support. La couche de support du PDMS fournit des propriétés de surface physiques uniformes tout au long de la microfluidique. Par ailleurs, une fine pellicule PDMS sur la lame de verre peut être utilisée. Le moule principal avec des dimensions de canal spécifique a été conçu et fabriqué par micro-fraisage sur la feuille d’aluminium. Le canal de spirale utilisé dans cette étude était une microchannel 8-boucle spirale avec une entrée et deux sorties, dont le rayon augmente de 8 mm à 24 mm pour une séparation efficace axée sur les entreprises.
- Placez le moule et le plat de Pétri dans un dessiccateur à vide pour dégazer jusqu'à ce qu’aucune bulle n’est visibles sur la surface, généralement de 5 à 10 min. utiliser un chambre à vide pour le dessiccateur.
- Libérer le vide et placer le moule et le plat de Pétri dans un four à 90 ° C pendant 1 h.
Remarque : Une plaque chauffante ou autres outils de chauffage peuvent être utilisés au lieu d’un four.
- Retirer le moule et le plat de Pétri du four et laisser refroidir à température ambiante pendant 10 min.
- Soigneusement découper le contour et percez les trous d’accès fluide sur le périphérique à l’aide d’un perforateur de 2 mm.
Remarque : La taille du poinçon peut varier selon la taille du guide tube ou fluide.
- Collez une bande pour le côté du chenal de l’appareil et la pellicule de PDMS et peler soigneusement avec une pince pour enlever la poussière.
- Traiter les deux le côté du chenal de l’appareil et le PDMS plain air plasma et lien avec la couche de support préparée de plaine PDMS (Figure 1 a).
- Placez le jeton sur la lame de verre de 50 mm x 70 mm et le placer dans un four à 70 ° C pendant au moins 30 min renforcer la force de liaison.
2. Collection de sécrétion trachéale chez les Patients sous ventilation mécanique
NOTE : Sécrétions trachéales peuvent être obtenues chez des patients sous ventilation mécanique pendant les soins des voies respiratoires courantes normales en utilisant un protocole modifié de méthodes conventionnelles pour accueillir le patient ventilé standard, adult. Des échantillons ont été rendus anonymes et envoyés immédiatement à la transformation.
- Aspiration trachéale est indiquée, utiliser un cathéter pour extraire les sécrétions des voies aériennes.
- Avancez la sonde soigneusement à mi-chemin dans le tube endotrachéal et instiller 5 mL de 0,9 % du sérum physiologique d’une seringue préremplie de 10 mL.
- Lorsque le cathéter est avancé entièrement ou résistance est rencontrée, aspirer les sécrétions et la recueillir dans un récipient de collecte des expectorations stérile.
- Collecter 10 mL des sécrétions trachéales dans un récipient stérile expectorations et placez-le sur la glace. Envoyer des échantillons immédiatement pour le traitement.
3. préparation d’échantillons de sécrétion trachéale
Remarque : Toutes les expériences doivent être exécutés sous une meuble avec les équipements de protection individuelle approprié de biosécurité.
- Disperser, 1 mL d’échantillons de sécrétion bronchique dans 9 mL d’une solution saline tamponnée au phosphate (PBS) à l’aide d’une seringue en plastique de 10 mL (pour une dilution de 10 x). Utiliser une pipette émoussée pour homogénéiser l’échantillon de mucus.
- Le diluant de la souche avec une passoire de cellule en nylon de 40 µm pour enlever les gros morceaux ou des caillots de sang, qui peuvent bloquer le trou d’accès de microfluidique ou le canal. Placer l’échantillon sur la glace après le traitement.
- Disperse le diluant de l’échantillon à l’aide d’un volume de 100 x de tampon PBS, résultant en un 1000 x suspension diluée. Placer l’échantillon sur la glace lors de l’opération entière de dissociation.
4. expérimental
Remarque : Toutes les expériences doivent être exécutés sous une meuble avec les équipements de protection individuelle approprié de biosécurité.
- Assembler la puce PDMS avec le guide fluide d’appliquer l’écoulement uniforme à chacun des microcanaux quatre spirale (Figure 1 b).
Remarque : Quatre canaux ont été utilisés pour augmenter le débit de parallélisation, ainsi que l’optimisation de la densité cellulaire et de volume de la suspension qui en résulte. Le guide de fluide est conçu et fabriqué avec une imprimante 3D de type stéréolithographie avec résine transparente. L’entrée et l’orifice de sortie du fluid guide utilisent des raccords Luer femelles pour faciliter la connexion et étanchéité stable pendant l’opération.
- Branchez un raccord Luer mâle de 1/16 de pouce à l’entrée, la sortie de la paroi interne (IW) et l’orifice de sortie du mur extérieur (OW) du guide fluid et un tube en silicone à la suspension de l’échantillon.
- Insérer des conseils émoussés à chaque extrémité de l’entrée et les points de vente pour atteindre le fond du réservoir échantillon.
- Branchez la pompe péristaltique avec le tuyau d’arrivée.
- Placer l’extrémité du tuyau d’arrivée et tube de sortie IW dans le réservoir de l’échantillon et placer l’extrémité de la tubulure de sortie OW dans le réservoir de déchets (Figure 1, D).
- Placer le tube de 50 mL de PBS filtrée sans calcium et de magnésium dans le réservoir de l’échantillon.
- Commencer à un faible débit (~ 1 mL/min) pour amorcer le dispositif de pompage.
Remarque : Lorsque les bulles sont capturées dans le canal, appuyez sur la partie supérieure du canal avec la pince à déstabiliser et à éliminer les bulles d’air. Lorsque l’appareil est entièrement rempli de solution tampon, changer le tube de PBS pour préparer le tube d’échantillon de sécrétion bronchique.
- Lorsque l’échantillon est placé dans le réservoir de l’échantillon, mettre en marche la pompe péristaltique et régler le débit à 4 mL/min (Figure 1, D).
- Lorsque le volume de l’échantillon atteint le volume désigné (~ 1 mL), l’arrêter et débrancher le tuyau de silicone.
Remarque : La méthode proposée est plus efficace pour réduire un volume important de diluant (> 50 mL) dans un volume de tube à centrifuger-micro (~ 1 mL) (Figure 2).
5. analyse en cytométrie en flux
Remarque : Pour comparer les méthodes de dissociation (microfluidique et lyse), cytométrie de flux avec l’immunofluorescence a été utilisé.
- Ajouter l’isothiocyanate de fluorescéine (FITC) - anticorps monoclonal de souris conjugués anti-humain CD66b et allophycocyanin (APC) - conjugué anti-human CD45 anticorps monoclonal de souris aux suspensions initiales (étape 3.3) et des suspensions qui en résulte (étape 4,9) (200 µL des doses d’anticorps) dans une proportion de 01:25 v/v.
- Incuber les échantillons à 4 ° C dans l’obscurité pendant 30 min.
- Analyser les deux échantillons sur un cytomètre en flux pour quantifier l’APF.
NOTE : La population positive double FITC-APC, CD66b positive et positive de CD45 était censée être neutrophiles. Récupération a été calculée par le rapport entre le total du nombre de cellules de l’entrée et la suspension qui en résulte.
6. NE version analyse
Remarque : Pour comparer les fonctionnalités de l’isolé neutrophiles par la méthode microfluidique et lyse, un kit de dosage NE servait.
- Ajouter des PMA (fourni dans le kit de test) à chaque suspension qui en résulte (obtenue à l’étape 4,9) à une concentration finale de 50 nM.
- Incuber les échantillons à 37 ° C pendant 2 h.
- Centrifuger les suspensions à 300 x g pendant 10 min.
- Transférer 10 µL de chaque surnageant dans une plaque à 96 puits (fournie dans le kit de dosage).
Remarque : Une microplaque 96 puits avec un fond plat et le polystyrène noir peut être utilisée aussi bien.
- Ajouter 90 µL de tampon dilué (fourni dans le kit de dosage) dans chaque puits.
- Ajouter 10 µL de substrat élastase (Z-Ala-Ala-Ala-Ala 2Rh110, fourni dans le kit de dosage).
- Incuber pendant 1,5 h à 37 ° C.
- Lire la plaque à 96 puits à l’aide d’un fluorimètre à une longueur d’onde d’excitation de 485 nm et une longueur d’onde d’émission de 525 nm.
Remarque : Le niveau de NE a été divisé par le nombre PMN de l’analyse de cytométrie de flux.