Name: פורסים גירוי המוח באמצעות רשת Microfluidic ולשכת זלוף רגילה (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2007-10-01T00:00:00.000+00:00
Duration: 27 min 58 s
Description: למד כיצד לייצר התקן מיקרו-זורם לגירוי שכבות מוח באמצעות שיטת יציקת PDMS וטיפול בפלזמה. השיטה מאפשרת שליטה מרחבית וזמנית ביישום נוירוטרנסמיטרים במעבדות אלקטרופיזיולוגיה.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

המימון ניתן על ידי NIH MH-64611 ו NARSAD פרס החוקר הצעיר. המחברים גם רוצה להכיר אדם Beagley, מארק Dikopf, ובן סמית לקבלת סיוע טכני שלהם.

SU-8 עובש ייצור יחידת הכנה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> האב SU-8 על מצע פרוסות סיליקון מוכן באמצעות שני שלבים סטנדרטי תהליך שלילי להתנגד ליתוגרפיה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סימני יישור על פרוסות סיליקון סיליקון מוסרים באמצעות סכין גילוח כמו גובה של מבנים אלה (הממוקמים לאורך השוליים החיצוניים של פרוסות סיליקון) הוא יותר מבנים המכשיר בפועל. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פרוסות סיליקון הוא ניקה מכן באמצעות אלכוהול איזופרופילי מיובשים בזרם של N 2. עמודי התמיכה עשוי קלטת עם עובי פחות מ מבנה המכשיר הגבוה ביותר להחליף את סימני יישור על ארבעת הצדדים של פרוסות סיליקון. הערה: אם גובה עמודי התמיכה היא יותר מאשר המבנים התקן הגבוה ביותר, דרך החורים לא נוצרות עובש PDMS. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פרוסות סיליקון מאסטר ממוקמת על פלטה חשמלית בטמפרטורת החדר. </li></ol> PDMS הכנה פתרון <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ארבעה גרם של פתרון (PDMS) polydimethylsiloxane מוכן על ידי ערבוב יסודי 10 חלקים אלסטומר סיליקון עם חלק 1 של סוכן ריפוי. הערה: ודא כי שני פתרונות מעורבבים באופן אחיד כדי להשיג תכונות פיזיות דומות ברחבי עובש PDMS. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בועות שנוצרו בתמיסה PDMS במהלך תהליך ערבוב מוסרים באמצעות ייבוש ואקום. </li></ol> PDMS ציפוי ריפוי <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בועה נטולת הפתרון PDMS היא לוותר לאט על המאסטר SU-8 לוודא כי הבועות לא נוצרות בתהליך מחלק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קצה אחד של הסרט לכתוב על שקיפות ממוקם אז על הצלחת חם והניח לאט על הפתרון PDMS באופן שווה להפיץ את PDMS על המאסטר SU-8. כל הבועות שנוצר במהלך תהליך זה צורך להסיר באמצעות בדיקה. [הערה: אל תרימו את השקיפות כדי למנוע יצירת בועות יותר.] </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לוח borofloat ממוקם על גבי גיליון את השקיפות להפעיל לחץ אחיד. לחץ עדין מוחל על פני השטח העליון של מבנים עגולים הגבוה ביותר (הממוקמת באמצע הדרך של אורכי ערוץ ממורכזת לרוחב הערוצים) כגון שיש מינימלית או ללא PDMS דחוקה בין שקיפות לבין משטח SU-8 החוזר מבנים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שלושה לוחות borofloat יותר ממוקמים על גבי הכריך פרוסות סיליקון-borofloat לוח להפעיל לחץ קבוע על פני השטח העליון של המבנים פתח עגול לפני ובמהלך תהליך ריפוי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הטמפרטורה של הפלטה החשמלית מוגברת אז עד 75 מעלות צלזיוס ו PDMS נירפאים בטמפרטורה זו במשך שעה 1. צלחת חמה מובא לטמפרטורה של 50 ° C. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לוחות יוסרו השקיפות מוסר בעדינות והותיר אחריו הורים לבין סדין דק PDMS מצופה על גבי זה. </li></ol> הבנייה של המכשיר microfluidic הסרת גיליון PDMS ממורה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגבול החיצוני של החדר זלוף היא שגולף על הסדין PDMS באמצעות סכין גילוח לאחר יישור יציאות החדר זלוף עם יציאות על הראשי SU-8. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> גיליון PDMS לאחר מכן להסיר בעדינות מן האדון, מושך לאורך הערוצים כדי למנוע קריעה של PDMS. גיליון PDMS מושם על גיליון שקיפות עם משטח רשת microfluidic כלפי מעלה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> היציאות מפרצון ו לשקע עשויים מכן באמצעות מקדח הפקק. </li></ol> Bonding גיליון PDMS זכוכית coverslip <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> המשטח מליטה הגיליון PDMS (השטח הכולל את רשת microfluidic) ו coverslip זכוכית אז לנקות בעדינות בעזרת נייר דבק 3M, הניח על גיליון של שקיפות, והניח סוף סוף את החדר 2 O פלזמה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> משטחים מליטה מטופלים בפלזמה 165 וואט במשך 10 s. המשטח פלזמה טיפול של coverslip הזכוכית היא ערובה מיד אל פני השטח פלזמה שטופלו הגיליון PDMS. הערה: יש להפעיל לחץ עדין על פני הזכוכית כדי להסיר בועות אוויר שנלכדו בין משטחים מליטה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אפשר 5 דקות להשיג מליטה טוב בין PDMS וזכוכית. אחרי 5 דקות בעדינות להסיר את השקיפות שעליה גיליון PDMS הושם על תהליך מליטה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> המכשיר microfluidic ממוקם במערכת החמצן פלזמה לעשות הערוצים הידרופילי. הטיפול נעשה על הפלזמה 165 וואט למשך דקה 1. </li></ol> שילוב של מכשיר microfluidic קאמרית זלוף הכנת החדר זלוף <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תא ה-off-המדף זלוף נצטווה, ויציאות כניסת ו לשקע שנקדחו כך שכאשר המכשיר microfluidic ובית הנבחרים מודבקים, היציאות על החדר ואת המכשיר מיושרים. המשטח התחתון של החדר זלוף מצופה PDMS כדי לקבל חותמת הדוק בין החדר לבין המכשיר microfluidic. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לכתוב על גיליון שקיפות ממוקם על פלטה חשמלית בטמפרטורת החדר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פתרון אחד גרם PDMS מוכן בתהליך דומה לזו שתוארה קודם לכן. בועה נטולת הפתרון PDMS לאחר מכן חילק לאט על הדור שקיפות גיליון הימנעות של בועות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> החדר ממוקם זלוף אז על הפתרון PDMS. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לוח borofloat ממוקם אז על גבי תא להפעיל לחץ אחיד להשיג ציפוי דק של PDMS על פני השטח התחתון של החדר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הטמפרטורה של הפלטה החשמלית מוגברת אז עד 75 מעלות צלזיוס ו PDMS נירפאים בטמפרטורה זו במשך שעה 1. </li></ol> Bonding של המכשיר microfluidic קאמרית זלוף <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הלוח הוא להסיר את השקיפות מוסר בעדינות משאירים מאחוריהם חדר זלוף ואת מצופה סדין דק PDMS על המשטח התחתון. PDMS רצויות מוסר באמצעות סכין גילוח ו בדיקה קצה חד להסרת PDMS מנמלי גישה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> המשטח PDMS של המכשיר microfluidic ואת המשטח התחתון PDMS של החדר אז הם לנקות בעדינות בעזרת קלטת 3M, הניח על גיליון של שקיפות, והניח סוף סוף בחדר פלזמה חמצן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> משטחים מטופלים בפלזמה 165 וואט במשך 10 s. המשטח מצופה PDMS של החדר היא ערובה מיד אל פני השטח PDMS של המכשיר microfluidic. הערה: יש להפעיל לחץ עדין על פני הזכוכית כדי להסיר בועות אוויר שנלכדו בין משטחים מליטה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מיד לפני השימוש, המכשיר ממוקם במערכת החמצן פלזמה לעשות הערוצים הידרופילי. הטיפול נעשה על הפלזמה 165 וואט למשך דקה 1. </li></ol> חשיפת פרוסות המוח microenvironment neurochemical באמצעות מכשיר microfluidic <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Microchannels הידרופילי של (מכשיר microfluidic) - (תא זלוף) שילוב מלאים תקן ACSF (מלאכותית נוזל השדרה מוחין) פתרון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לוותר על טיפות קטנות של פתרון ACSF בנמלי כניסת ולאפשר הפתרון להיות רשעים לתוך הערוצים. הסר את כל הבועות שמאל באמצעות מזרק מנמל המוצא. לוותר על ירידה גדולה של פתרון ACSF בנמל המוצא, כדי לאפשר פסיבי שאיבה של נוזלים מן מפרצון לנמלי המוצא של המכשיר microfluidic. הערה: יש להקפיד להסיר את כל הבועות מן הערוצים כדי לאפשר זרימה של נוזלים באמצעות שיטת שאיבה פסיבית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התיקון (המכשיר microfluidic) - (תא זלוף) משולבת במצע רגיל ולתקן את פלטפורמת רגיל מתאם מיקרוסקופ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר את כניסת תקן לשקע (יניקה) צינורות לתא זלוף זלוף עבור רציפה של הפרוסה המוח עם פתרון ACSF סטנדרטי. הפתרון הוא ACSF aspirated ברציפות עם 95% O2-5% CO 2. הערה: שנו את המיקום של צינורות היניקה כדי לשמור על רמה קבועה של ACSF באמבטיה של החדר זלוף. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר קאמרית זלוף מתמלא פתרון ACSF, במקום פרוסת מוח בחדר זלוף בעזרת טפטפת. באמצעות בדיקה, מקם את פרוסת המוח מעל פתחים עגולים במכשיר microfluidic. לאחר פרוסה המוח במיקום הרצוי על פתחים עגולים, השתמש עוגן פרוסה כדי לשתק את הפרוסה המוח. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> המכשיר microfluidic כעת ניתן להשתמש כדי לחשוף את פרוסות המוח (להציב בחדר זלוף ועל גבי הרשת microfluidic) כדי נוירוטרנסמיטורים שונים באמצעות פסיבי שאיבה של נוזלים. </li></ol>

<ol><li>Blake, A. J., Pearce, T. M., Rao, N. S., Johnson, S. M., Williams, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multilayer+PDMS+microfluidic+chamber+for+controlling+brain+slice+microenvironment%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+on+a+Chip%22%5BJournal%5D)">Multilayer PDMS microfluidic chamber for controlling brain slice microenvironment.</a> Lab on a Chip. 7, 842-849 (2007).</li>
<li>Walker, G. M., Beebe, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+passive+pumping+method+for+microfluidic+devices%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+on+a+Chip%22%5BJournal%5D)">A passive pumping method for microfluidic devices.</a> Lab on a Chip. 2, 131-134 (2002).</li>
</ol>

המחברים פתוחים שיתופי פעולה לערב את הטכנולוגיה microfluidic המחישו בתחומים שונים של הביולוגיה.

קיימים macroscale או microscale פרוסה המוח לתאי זלוף מוגבלים מבחינת ההחלטה מרחבית שהם מספקים לחשוף את פרוסות המוח עם נוירוטרנסמיטורים. הטכנולוגיה המכשיר microfluidic הפגינו כאן מתגבר על מגבלה זו באמצעות טכניקות פשוטות bioMEMS. זה צפוי כי פשטות בייצור של המכשיר microfluidic ואת הקלות לשלב אותו עם הקיים setups electrophysiology יאפשר יישום נרחב של טכנולוגיית המכשיר הפגינו. ניסויים מעניינים שלא היו אפשריים קודם לכן ניתן לבצע עם המכשיר microfluidic הנוכחי. Microenvironments שונים של פרוסת המוח יכולים להיח...

<table><tbody><tr><td>RC-26GPL</td><td>כלי</td><td>Warner Instruments</td><td>W2-64-0236</td><td>תא הקלטה RC-26GLP עם אמבט גדול בפרופיל נמוך</td></tr><tr><td>SHD-26GH/10</td><td>כלי</td><td>Warner Instruments</td><td>W2-64-0253</td><td>מצמיד פרוסות מפלדת אל-חלד עבור RC-26G, מרווח הברגה של 1.0 mm</td></tr><tr><td>PDMS (polydimethylsiloxane)</td><td>ריאגנט</td><td>Dow Corning</td><td>Sylgard 184</td><td>ערכה לאלסטומר סיליקון</td></tr><tr><td>Plasma Preen-II 862</td><td>כלי</td><td>Plasmatic Systems, Inc.</td><td></td><td>מערכת פלסמה במיקרוגלים</td></tr><tr><td>Model P-1</td><td>כלי</td><td>Warner Instruments</td><td>W2-64-0277</td><td>פלטפורמה חלקה מסדרת 20, דגם P-1</td></tr><tr><td>SA-NIK</td><td>כלי</td><td>Warner Instruments</td><td>W2-64-0291</td><td>מתאם עבור Nikon Diaphot/TE200/TE2000, SA-NIK</td></tr><tr><td>Oxygenated, heated ACSF (Artificial cerebro-spinal fluid)</td><td>ריאגנט</td><td></td><td></td><td>ההרכב המדויק ישתנה בהתאם ליישום</td></tr></tbody></table>

פורסים גירוי המוח באמצעות רשת microfluidic ולשכת זלוף רגילה

Brain Slice Stimulation Using a Microfluidic Network and Standard Perfusion Chamber

אנחנו הדגימו את ייצור של מכשיר שני ברמה microfluidic כי ניתן לשלב בקלות עם setups electrophysiology הקיים. מכשיר שני ברמת microfluidic הוא מפוברק באמצעות תקן שני שלבים שלילי להתנגד תהליך ליתוגרפיה 1. הרמה הראשונה מכילה microchannels עם כניסת ויציאות שקע בכל קצה. הרמה השנייה מכילה חורים עגולים microscale ממוקם באמצע של אורך ערוץ מרוכז יחד עם רוחב הערוץ. שיטת השאיבה פסיבי משמש משאבת נוזלים מנמל כניסת ליציאת שקע 2. המכשיר microfluidic משולב עם ה-off-המדף לתאי זלוף מאפשרת אינטגרציה חלקה עם ההתקנה electrophysiology. נוזלים הציג את זרימת כניסת יציאות דרך microchannels כלפי יציאות לשקע וגם להימלט דרך הפתחים מעגלי הממוקם על גבי microchannels לאמבטיה של זלוף. כך פני השטח התחתון של המוח פרוסה להציב באמבטיה קאמרית זלוף ומעל המכשיר microfluidic יכולים להיחשף עם נוירוטרנסמיטורים שונים. העובי של המכשיר microscale microfluidic ואת אופי שקוף של החומרים [זכוכית coverslip ו PDMS (polydimethylsiloxane)] השתמשו כדי להפוך את המכשיר microfluidic לאפשר מיקרוסקופיה של הפרוסה המוח. המכשיר microfluidic מאפשרת אפנון (הן במרחב ובזמן) של גירויים כימיים הציג את microenvironments פרוסה המוח.

אנו להדגים ייצור של המכשיר microfluidic פשוט כי ניתן לשלב עם setups תקן electrophysiology לחשוף משטחים microscale פרוסת המוח באופן מבוקר היטב נוירוטרנסמיטורים שונים.

פורסים גירוי המוח באמצעות רשת Microfluidic ולשכת זלוף רגילה

הדגמנו את ייצורו של התקן מיקרופלואידי דו-שכבתי שניתן לשלב בקלות עם מערכות אלקטרופיזיולוגיה קיימות. ה...

brain-slice-stimulation-using-microfluidic-network-standard-perfusion

Research

JoVE Journal

Biology

ביולוגיה

יישום מיקרופלואידיקה Electrophysiology

נייר זה מציג את גישה של שילוב סריקת הליזר photostimulation עם הקלטות תא שלמות בעכברים מהונדסים המבטאים GFP באוכלוסיות נוירון מעכבות מוגבלות. הטכניקה מאפשרת מיפוי מקיף וניתוח כמותי של מעגלים סינפטיים המקומיים של נוירונים בקליפת המוח מעכבים ספציפיים.

מיפוי מעגלים עצביים מעכבים ידי Photostimulation סריקת הליזר

סרטון זה מתאר שיטה לדימות ורישום בו זמנית של פעילות חשמלית מפרוסות מוח טרנסגניות המכילות חלבונים פלואורסצנטיים ספציפיים לנוירונים. ההליך כולל שמירה על פרוסת המוח בתא זילוח עם נוזל מוחי מלאכותי משודר, שימוש במקור אור כדי לעורר תאים המסומנים בפלואורסצנט, ורישום האותות החשמליים באמצעות בדיקה רב-ערוצית ומהדק טלאי.

ניטור אופטי ואלקטרופיזיולוגי סימולטני של תאי עצב בפרוסות מוח

פיתחנו מודל פרוסת מוח שבו ניתן להשתמש כדי לבחון מנגנונים מולקולריים מעורבים בפגיעה במוח בתיווך הפעלת יתר רעילה. טכניקה זו יוצרת רקמת מוח בוגרת קיימא ומפחיתה את המספרים של בעלי חיים הנדרשים לניסויים, תוך שמירה על המעגלים עצביים, אינטראקציות הסלולר, ותאי postsynaptic שלמים בחלקו.

הפעלת יתר רעיל גירוי של המוח כMicroslices<em&gt; במבחנה</em&gt; דגם של שבץ

הקלטות מהדק טלאי ומילוי ביוציטין תוך-תאי בו זמנית של נוירונים מצומדים סינפטית בפרוסות מוח חריפות מאפשרים ניתוח מתואם של תכונותיהם המבניות והתפקודיות. מטרת פרוטוקול זה היא לתאר את השלבים הטכניים החיוניים של רישום אלקטרופיזיולוגי ממיקרו-מעגלים עצביים והניתוח המורפולוגי שלהם לאחר מכן.

אלקטרו ומורפולוגי אפיון של שבבים עצביים במוח חריף Slices שימוש מותאם Patch-קלאמפ הקלטות

פרוטוקול זה מתאר את הייצוב של רמת החמצן נפח קטן של מאגר ממוחזר, היבטים מתודולוגיים של הקלטה פלסטיות סינפטית תלויי-פעילות המשוקע פרוסות בהיפוקמפוס חריפה.

הקלטה הפלסטיות הסינפטית בפרוסות בהיפוקמפוס חריפה, בהשתתפות של מיחזור - בנפח מצומצם, זלוף- ומערכת ועלייתו-סוג תא

אנו מדגימים כיצד לבצע הקלטה וחשמליים מודולציה של פעילות אפילפטית 4-aminopyridine-induced פרוסות המוח מכרסמים באמצעות מערכי microelectrode. חדר הקלטה מותאמת אישית שומר על רקמות הכדאיות ברחבי מישיבות ניסיוני. חיים מיפוי אלקטרודה, מבחר זוגות מגרה מבוצעות על ידי ממשק משתמש גרפי מותאם אישית.

הקלטה של אפנון של הפעילות פרוסות המוח מכרסמים מצמידים מערכים Microelectrode

מיקרוגלייה, תאים חיסוניים תושב של המוח, להגיב במהירות עם שינויים מורפולוגיים שינויים של סביבתם. פרוטוקול זה מתאר כיצד להשתמש מיקרוסקופ שני הפוטונים כדי לחקור את המשיכה של תהליכים microglial לכיוון סרוטונין או ATP פרוסות המוח חריפה של עכברים.

שני הפוטונים הדמיה של תהליכים Microglial המשיכה לכיוון ATP או סרוטונין המוח חריפה פרוסות

ניתן להשתמש בפרוסות מוח Ex vivo כדי לחקור את ההשפעות של חומרי הרדמה נדיפים על תגובות מעוררות לתשומות אפרינטיות. אופטוגנטיקה משמשת להפעלה עצמאית של אפרנטים תלמוקורטיים וקורטיקוקורטיקליים לניאוקורטקס שאינו ראשוני, ותגובות סינפטיות ורשתיות מווסתות עם איזופלורן.

הפעלה אופטוגנטית של מסלולים אפרנטיים בפרוסות מוח וויסות תגובות על ידי הרדמה נדיפה

פרוטוקול זה מתאר את הכנת פרוסות קליפת המוח ההיפוקמפוס-סנטורינאלית האופקית (HEC) מעכברים המציגים פעילות אדווה ספונטנית של גל חד. פרוסות מודגרות בתא החזקת ממשק פשוט והקלטות מבוצעות בתנאים שקועים עם נוזל שדרתי מלאכותי זורם במהירות כדי לקדם חמצון רקמות ואת הופעתה הספונטנית של פעילות ברמת הרשת.

חריף המוח עכבר חותכת לחקור פעילות רשת היפוקמפוס ספונטנית

כאן, אנו מתארים פרוטוקול לשימוש במערכות משלימות של מערך מיקרואלקטרודות בצפיפות גבוהה של תחמוצת מתכת מוליכים למחצה (CMOS-HD-MEAs) כדי לתעד פעילות דמוית התקף מפרוסות מוח ex vivo .

פעילות דמוית פרכוסית באיכות גבוהה מפרוסות מוח חריפות באמצעות מערכת משלימה של מערך מיקרואלקטרודות בצפיפות גבוהה של מתכת-תחמוצת-מוליכים למחצה

למד כיצד לייצר התקן מיקרו-זורם לגירוי שכבות מוח באמצעות שיטת יציקת PDMS וטיפול בפלזמה. השיטה מאפשרת שליטה מרחבית וזמנית ביישום נוירוטרנסמיטרים במעבדות אלקטרופיזיולוגיה.

פורסים גירוי המוח באמצעות רשת Microfluidic ולשכת זלוף רגילה

גלה סרטונים נוספים