Name: מיקרו בקנה מידה הנדסה לביולוגיה של התא (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2007-10-01T13:19:14.000+00:00
Duration: 4 min 42 s
Description: למדו הנדסה בקנה מיקרו לביולוגיה של תאים באמצעות פלטפורמות מיקרו לסידור ומיון תאים. שיטה זו מאפשרת לחוקרים לחקור התנהגות תאים ותאי גזע עובריים בצורה מדויקת.

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

למחברים אין הצהרות לגבי ניגודי עניינים.

מיקרו בקנה מידה הנדסה לביולוגיה של התא

Micro-scale Engineering for Cell Biology

ג'ואל גולדמן. אני פרופסור חבר להנדסת חשמל ומדעי המחשב ב-MIT. אני כאן כבר חמש שנים.ובאופן כללי, אנו עוסקים בשילוב של הנדסה במיקרוסקאלה המיושמת לביולוגיה של התא. המחקר שלנו מתמקד בשני תחומים עיקריים. האחד הוא ציטומטריה של תאים באופן כללי, הכוללת פעולות כגון פיתוח פלטפורמות במיקרוסקאלה למיון תאים.חלק גדול מהפעילות מבוסס על היכולת לבצע מיון לאחר מיקרוסקופיה, כך שניתן יהיה לדמות ולאחר מכן לבודד תאים שונים, או ליצור מערכים מוגדרים של תאים, למשל סוג תא A יחד עם סוג תא B, החשופים לגירוי C, ופונקציונליות מסוג זה. החלק השני של המעבדה מתמקד במיקרו-טכנולוגיות עבור ביולוגיה של תאי גזע. המיקוד העיקרי שם הוא בתאי גזע עובריים, בעיקר בבחינת תהליכי התחדשות עצמית.אנו מבצעים מספר פעולות שונות. אנו עורכים תרבית מיקרופלואידית שבה אנו משתמשים בפרפוזיה של הנוזל כדי לנסות להשיג שליטה טובה יותר על האיתות הדיפוזיבי. כמו כן, אנו מבצעים תבניית מושבות כדי להיות מסוגלים לשלוט באינטראקציות בין מושבות.לאחר מכן אנו מבצעים תבניתיות של תאים, וכאן נכנס לתמונה ה-bio flip chip, המהווה דרך להוביל למעשה תאים בודדים ולמקמם בתצורות מוגדרות. חקר התאים על הפלטה הוא גישה פנטסטית, ובמהלך 25 השנים האחרונות יכולנו ללמוד רבות על ביולוגיה של תאי גזע באמצעות עבודה על פלטה. לפיכך, זוהי גישה מצוינת, ואם היא עובדת, כדאי להשתמש בה.אך ישנם מקרים שבהם השליטה הנוספת, המגיעה עד לקנה המידה של התאים, היא חשובה. וכאשר חושבים על מידת הדיוק שבה מווסת ההתפתחות in vivo, לא קשה לדמיין שהיכולת לשלוט במי עם התאים מתקשרים, על מה הם יושבים ובמה הם טבולים, באופן תלוי זמן ובקנה מידה תאי, תהיה חשובה להתפתחות הרקמה. מורפוגנזה ואירועים מסוג זה; כאשר מפתחים טיפול, זהו יתרון משמעותי להבין באמת את הביולוגיה הבסיסית של הסיבה לכך שדבר מה קורה.לפיכך, רבים מהמכשירים שלנו נועדו לאפשר את פיתור השאלות היסודיות הללו, שאלות בסיסיות כמו מדוע תאים, מדוע תאי גזע עובריים מחליטים להתחדש? התחדשות לעומתו דיפרנציאציה. ובנוסף, קיימת גם הסוגיה של ניסיון להגדיל את קנה המידה של הייצור, ואז תרצו להבין אילו גורמים הם חשובים בתהליך הגדלה זה.כך למשל, עבור ה-bio flip chip, אנו מתחילים לשאול שאלות לגבי איזה מצב, כיצד עליך להנמיח את התאים כדי למקסם את מה שמעניין אותך – בין אם מדובר במצב לא מובחן, ביעילות ההזריעה, וכן הלאה. אלו הם סוגי הסוגיות הללו. ושלישית, בהקשר לכך, היא כל מערכת השאלות הנוגעת לשאלה מדוע תאי גזע פלוריפוטנטיים (iPS) של עכבר שונים מתאי גזע פלוריפוטנטיים של בן אדם?במה הם שונים? האם מדובר בתוצר לוואי של התרבות (culture artifact)? האם זהו הבדל יסודי?סוגים אלו של שאלות. אני חושב שבחמש עד 10 השנים הבאות תתחילו לראות טיפולים חדשים שמתפתחים, שנובעים מתאי גזע עובריים, דבר שלדעתי טרם הוכח. אך אתם יודעים, חלק מהעבודות בנוגע לתכנות מחדש שפורסמו לאחרונה וחלק מנקודות הסיום שאנשים מצליחים להגיע אליהן הן מרשימות מאוד.לכן אני חושב שבעוד שמלפני מספר שנים הייתי אומר שזה רחוק בעשרים שנה, כעת אני חושב שזה קרוב יותר לחמש עד 10 שנים.

Research

JoVE Journal

Biology

ביולוגיה

BioMEMS: Forging שיתופי פעולה חדשים בין ביולוגים ומהנדסים

אנו מציגים שני תהליכים עבור microfabrication של שבבי פולימרי נקבובי לעיבוד תלת ממדי התא. הראשון הוא הבלטות חם בשילוב עם תהליך אדי ריתוך ממס. השני משתמש בתהליך microthermoforming פיתחה לאחרונה בשילוב עם טכנולוגיית מעקב יון המוביל פישוט משמעותי של ייצור.

Microfabrication של שבב בגודל פיגומים לעיבוד תלת ממדי נייד

בפרוטוקול זה מוצג הייצור, ההתקנה והתפעול הבסיסי של ביו-ריאקטור פיקוליטר מיקרופלואידי (PLBR) לניתוח תאים בודדים של מיקרואורגניזמים פרוקריוטיים. מיקרואורגניזמים רלוונטיים מבחינה תעשייתית נותחו כהוכחה עקרונית המאפשרת תובנות לגבי קצב גדילה, מורפולוגיה והטרוגניות פנוטיפית על פני תקופות זמן מסוימות, בקושי אפשרי בשיטות קונבנציונליות.

ביו-ריאקטור מיקרו-נוזלי פיקוליטר לניתוח מיקרוביאלי של תאים בודדים: ייצור, הגדרת מערכת ותפעול

אנחנו פיתחו תרבות תא אוטומטית וחקירת פלטפורמה לניסויי גירוי תא מיקרו בקנה מידה. הפלטפורמה מציעה שליטה פשוטה, תכליתית, ומדויקת בטיפוח ועידוד אוכלוסיות קטנות של תאים, ומחל lysates לניתוחים מולקולריים. הפלטפורמה מתאימה גם למחקרים המשתמשים בתאים ו / או חומרים כימיים יקרים.

פלטפורמה אוטומטית צדדי לניסויים בגירוי תא מיקרו בקנה מידה

במאמר זה אנו מציגים שבב microfluidic לניתוח תא בודד. זה מאפשר כימות של חלבונים תאיים, אנזימים, cofactors, ושליחים שני באמצעות מבחני או immunoassays ניאון.

שבב microfluidic לניתוח הכימי תכליתי של תאים בודדים

אנו מדגימים מבוססי assay מיקרופלואידיקה כדי למדוד את הזמנים לתאים למעבר דרך רצף של אילוצי מיקרון בקנה מידה.

טכניקת Microfluidic לחקור deformability הסלולרי

אנו מדווחים על מכשיר שיטה חדשה ללמוד תאי עוברים. תאים בודדים מסודרים דווקא מערכי microcavity. כליאת 3D שלהם היא צעד לקראת סביבות 3D נתקלו בתנאים פיסיולוגיים מאפשרת התמצאות אברון. על ידי שליטת צורת תא, התקנה זו ממזערת השתנות שדווחה מבחני תקן.

הזמנת תאים בודדים עוברים יחיד מאסר 3D: התקן חדש עבור הקרנת תוכן גבוהה

אנו מציגים שיטה לניתוח microfluidic של שושלות בודדים תא החיידק Bacillus subtilis כדוגמא. השיטה מתגבר על החסרונות של שיטות אנליטיות מסורתי במיקרוביולוגיה בכך שהוא מאפשר התבוננות של מאות דורות תא תחת תנאי הגידול בחוזקה לשליטה ואחידה.

ניתוח Microfluidic תא בודד של Bacillus subtilis

אנו מתארים שיטה לבניית התקנים לתרבות תלת-ממדית ולניסויים בתאים ובאורגנואידים רב-תאיים. התקן זה מאפשר ניתוח של תגובות הסלולר אותות מסיסים בסביבות תלת-ממד עם מעברי צבע כימותסטנט מוגדרים. אורגנואידים הם טובים יותר מאשר תאים בודדים בזיהוי של כניסות רעש חלש.

ניתוח תלת-מימד של תגובות מרובות-סלולר לקבוצת מעברי כימוסטנט

הפרוטוקול הנוכחי מתאר תכנון, ייצור ואפיון של מערכת מיקרופלואידית המסוגלת ליישר, לשתק ולדחוס במדויק מאות עוברי Drosophila melanogaster עם התערבות מינימלית של המשתמש. מערכת זו מאפשרת הדמיה ברזולוציה גבוהה ושחזור של דגימות לניתוח לאחר גירוי וניתן לשנות את קנה המידה שלה כך שיתאים למערכות ביולוגיות רב-תאיות אחרות.

מכניסטימולציה של אורגניזמים רב-תאיים באמצעות מערכת דחיסה מיקרופלואידית בעלת תפוקה גבוהה

למדו הנדסה בקנה מיקרו לביולוגיה של תאים באמצעות פלטפורמות מיקרו לסידור ומיון תאים. שיטה זו מאפשרת לחוקרים לחקור התנהגות תאים ותאי גזע עובריים בצורה מדויקת.

מיקרו בקנה מידה הנדסה לביולוגיה של התא

גלה סרטונים נוספים