הפרדת נויטרופילים ללא תווית מהפרשת קנה הנשימה באמצעות תעלת מיקרופלואידיקה ספירלית

נויטרופילים - תאים חיסוניים עם גרעינים מרובי אונות, מווסתים את חסינות קנה הנשימה על ידי בליעת פתוגנים פולשים.

כדי להפריד נויטרופילים מהפרשת קנה הנשימה, התחל עם תעלה מיקרופלואידית ספירלית.

התעלה הספירלית מקורה בכניסה המרכזית, מתרחבת בהדרגה ומתפצלת לשקעי קיר פנימיים וחיצוניים. לתעלת ההסתעפות יש עובי משתנה, מה שמבטיח הפרדה יעילה. כל תעלה מעוקלת דומה לטרפז, כאשר גובה הדופן החיצונית גדול מזה של הדופן הפנימית, מה שיוצר דפוס זרימה משתנה.

מלאו את הכניסה בהפרשת קנה נשימה אנושית מסוננת מראש ומדוללת הכוללת אגרגטים מוצין, נויטרופילים ואריתרוציטים - כמזהמים מקריים. הזרימו את הדגימה בקצב זרימה ספציפי דרך המיקרו-ערוץ הספירלי המוביל לפיזור התאים והאגרגטים.

כאשר תאים עוברים דרך התעלה הטרפזית, הם חווים כוחות גרר דין והרמה אינרציאלית. יחסי הגומלין בין שני הכוחות הללו יוצרים שיווי משקל, המפריד בין תאים לפי גודלם. כתוצאה מכך, נויטרופילים גדולים יותר מצטברים ליד הדופן הפנימית של התעלה, בעוד אריתרוציטים ואגרגטים מוצינים נשארים ליד הדופן החיצונית של התעלה.

לבסוף, נויטרופילים נעים דרך התעלה הרחבה יותר ונאספים בשקע הקיר הפנימי.

לעומת זאת, התעלה הצרה אוספת אריתרוציטים ואגרגטים מוצינים בשקע הקיר החיצוני, מה שמבטיח הפרדת נויטרופילים יעילה.

השתמש במזרק של 10 מיליליטר כדי לאסוף 1 מיליליטר של דגימות הפרשת דרכי הנשימה ב-9 מיליליטר של מי מלח עם פוספט. לאחר מכן, בעזרת פיפטה קהה, הומוגניזציה של דגימת הריר. לאחר מכן, השתמש במסננת תאי ניילון בקוטר 40 מיקרומטר כדי לסנן את המדלל, ולהסיר נתחים גדולים של רקמה או קרישי דם. לאחר השלמת הסינון, הניחו את הדגימה על קרח.

לאחר מכן, הוסף 50 מיליליטר של מי מלח עם חוצץ פוספט לדילול הדגימה של 0.5 מיליליטר כדי להשיג ריכוז סופי של פי 1,000 מהדגימה המדוללת. השתמש במוביל הנוזל כדי להרכיב את שבב ה-PDMS על מנת להחיל זרימה אחידה על כל אחד מארבעת המיקרו-ערוצים הספירליים. לאחר מכן, השתמש במחבר לואר זכר בקוטר 1/16 אינץ' כדי להתחבר לכניסה, לשקע הקיר הפנימי וליציאות יציאת הקיר החיצוניות של מוביל הנוזל.

לאחר מכן, חבר צינור סיליקון למתלה הדגימה. לאחר מכן, חבר את המשאבה הפריסטלטית לצינור הכניסה. הנח את צינור יציאת הקיר החיצוני במאגר הפסולת. לאחר מכן מקם את קצה צינור הכניסה ואת צינור יציאת הקיר הפנימי במאגר הדגימה.

לאחר מיקום הצינור, השאירו במאגר הדגימה צינור של 50 מיליליטר מלא ב-5 מיליליטר של מי מלח עם חוצץ פוספט ללא סידן ומגנזיום. לאחר מכן, על מנת להפעיל את המכשיר, התחל לשאוב בקצב זרימה של כ-1 מיליליטר לדקה.

לאחר הנחת הדגימה במאגר הדגימה, הפעל את המשאבה הפריסטלטית והגדר את קצב הזרימה על 4 מיליליטר לדקה. לאחר שנפח הדגימה מגיע לנפח הרצוי של כ-1 עד 2 מיליליטר, הפסק את הפעולה ונתק את הצינור.