Name: מודל רקמות תלת מימדי בעל יכולת תפוקה גבוהה לכימות ספי אלקטרופורציה (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2025-08-19T13:20:00.000+00:00
Duration: 8 min 23 s
Description: חקור מודל חישובי לכימות ספי אלקטרופורציה הפיכה ובלתי הפיכה באמצעות חיקוי רקמות תלת מימדי. שיטה זו מאפשרת ניתוח תפוקה גבוהה של פרוטוקולים ושיפור יעילות השתלת גנים.

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

<table><tbody><tr><td>0.25% טריפסין-EDTA</td><td>ג'יבקו</td><td>25200056</td><td></td></tr><tr><td>1000 קצות פיפטה uL</td><td>פישר סיינטיפיק</td><td>13-811-164</td><td></td></tr><tr><td>צינור חרוטי 15 מ"ל</td><td>פישר סיינטיפיק</td><td>14-959-70ג</td><td></td></tr><tr><td>200 קצות פיפטה uL</td><td>פישר סיינטיפיק</td><td>13-811-139</td><td></td></tr><tr><td>304 מחטי קצה קהה מנירוסטה</td><td>מקמאסטר קאר</td><td>ברקוד 75165A753</td><td></td></tr><tr><td>316 צינורות נירוסטה</td><td>מקמאסטר קאר</td><td>ברקוד 89785K319</td><td></td></tr><tr><td>אקריליק</td><td>מקמאסטר קאר</td><td>ברקוד 8505K754</td><td></td></tr><tr><td>ארון בטיחות ביולוגית</td><td>פישר סיינטיפיק</td><td>13-261-312</td><td></td></tr><tr><td>תוכנת CAD</td><td>דאסו מערכות</td><td>סולידוורקס</td><td></td></tr><tr><td>צנטריפוגה</td><td>נואיר</td><td>NU-C200R</td><td></td></tr><tr><td>אלקטרופורטור</td><td>הביו</td><td>45-0662</td><td>במחקר זה נעשה שימוש במכשיר שנבנה בהתאמה אישית ומערכת BTX ECM 830</td></tr><tr><td>EMEM</td><td>פישר סיינטיפיק</td><td>MT10009CV</td><td>זה עשוי להשתנות&nbsp; אם אתה משתמש בקו תאים שאינו HEK293</td></tr><tr><td>Falcon 12-well צלחת תרבית תאים מולטי-באר מטופלת ב-TC, עם מכסה</td><td>קורנינג</td><td>353043</td><td>ניתן להשתמש בכל צלחת 12 בארות, רק ודא שמידות הבאר נלקחות בחשבון בעת ייצור מחזיק האלקטרודה.</td></tr><tr><td>FBS</td><td>פישר סיינטיפיק</td><td>A5670701</td><td></td></tr><tr><td>בדיקת טמפרטורת סיבים אופטיים</td><td>מיקרונור בע"מ</td><td>TS5-20 מ"מ-02</td><td></td></tr><tr><td>GFP-פלסמיד</td><td>אלדברון</td><td>gWiz-GFP</td><td></td></tr><tr><td>תאי HEK293</td><td>ATCC</td><td>CRL-1573</td><td>ניתן להשתמש בקווי תאים אחרים, רק ודא שנעשה שימוש במדיום התרבית הנכון</td></tr><tr><td>פלטה חמה</td><td>תאגיד קירור תרמו-אלקטרי אמריקה</td><td>AHP-301CPV</td><td></td></tr><tr><td>אמבט קרח או חרוזים בקירור</td><td>פישר סיינטיפיק</td><td>10-876-001</td><td></td></tr><tr><td>תוכנה לניתוח תמונות</td><td>לייקה</td><td>לאס X</td><td></td></tr><tr><td>אינקובטור</td><td>פישר סיינטיפיק</td><td>15-015-2633</td><td></td></tr><tr><td>מיקרוסקופ פלואורסצנטי הפוך</td><td>לייקה</td><td>DMi8</td><td></td></tr><tr><td>חותך לייזר</td><td>מקמאסטר קאר</td><td>7344N11</td><td></td></tr><tr><td>פניצילין-סטרפטומיצין</td><td>פישר סיינטיפיק</td><td>15140122</td><td></td></tr><tr><td>ערכת פיפטה</td><td>פישר סיינטיפיק</td><td>14-388-100</td><td></td></tr><tr><td>תוכנת סימולציה</td><td>COMSOL</td><td>קומסול מולטיפיזיקה 6.2</td><td></td></tr><tr><td>בקבוק T75</td><td>פישר סיינטיפיק</td><td>156499</td><td></td></tr><tr><td>תמיסת קולגן בקר מסוג I</td><td>ביומטריצה מתקדמת</td><td>5005</td><td>3 מ"ג/מ"ל</td></tr></tbody></table>

מודל רקמות תלת מימדי בעל יכולת תפוקה גבוהה לכימות ספי אלקטרופורציה

High-Throughput Capable Three-Dimensional Tissue Model for Quantification of Electroporation Thresholds

אלקטרודת הטבעת והסיכה העבירה בהצלחה פלסמיד DNA המקודד חלבון פלואורסצנטי ירוק (GFP) לרקמת קולגן תלת מימדית המחקה תאי HEK293. כימות סף RE מוצלח הושג על ידי מדידת הרדיוס החיצוני של האזור הטרנספטנטי והפקת עוצמת השדה המתאימה מהמודל החישובי של מערך הניסוי, כפי שניתן לראות באיור 2. סף ה-IRE כומת באופן דומה על ידי מדידת הרדיוס הפנימי של האזור המשתנה. איור 3A-C מדגיש את ספי ה-RE וה-IRE המתקבלים (מתוארים ב...

Electroporation is a promising technology utilizing electrical pulses for macromolecule delivery and soft-tissue ablation, with applications that include ...

המחקר שלנו מתמקד בשימוש באלקטרופורציה, במיוחד פולסים דו-קוטביים של מיקרו-שנייה, על מנת לטפל בסרטן. כרגע אנו בוחנים אבלציה של רקמות רכות, אך אנו גם עוברים לטרנספקציה in vivo באמצעות פולסים אלה. הפרוטוקול שלנו למעשה מאפשר לך לראות בצורה יעילה יותר את ספי האלקטרופורציה הבלתי הפיכים וההפיכים.זה גם יכול להיות קצת יותר טוב ממערכת מבוססת קוביות מכיוון שהיא מאפשרת לנו לראות בתלת מימד ולא בסביבה דו-ממדית. וסביבה תלת-ממדית תהיה הרבה יותר דומה למה שהיינו רואים ברקמות. בעתיד, ננסה לתרגם את מה שאנחנו רואים במודל הזה in vivo, ומה שהמודל הזה באמת עושה זה ליידע את בחירות הפרמטרים שאנחנו הולכים לעשות כשאנחנו מנסים לספק דברים כמו חיסוני DNA, כימותרפיה, כמו גם מערכות CRISPR-Cas9.כדי להתחיל, הנח את תרחיף התאים ואת הריאגנטים הנדרשים בארון בטיחות ביולוגית. מערבבים היטב את תרחיף התאים המוכן עם תמיסת קולגן בקר מסוג 1 ביחס של 1:1. מניחים את התערובת על קרח או באמבט חרוזים קר כדי למנוע פילמור מוקדם.לאחר מכן, פיפטה 500 מיקרוליטר מהתמיסה המשולבת לציפוי תחתית כל באר של צלחת בת 12 בארות. סובב בעדינות את הצלחת כדי להבטיח שהג'ל ייגע בקירות של כל באר. דגרו את הג'לים באינקובטור לח המוגדר על 37 מעלות צלזיוס עם 5% פחמן דו חמצני למשך 6 שעות או עד שהג'לים הופכים ליציבים.לאחר מכן, הטה את צלחת הבאר והוסף בעדינות 500 מיקרוליטר מדיום תרבית לכל באר, ותן לה להחליק במורד דופן הצלחת. הסר את חיבור הפיתוי הפלסטי משתי מחטי מזרק קהות 1.64 מילימטר 304 נירוסטה. הניחו מחט אחת בצד כדי לשמש כאלקטרודת הסיכה.עבור המחט השנייה, שטח את 5 המילימטרים האחרונים של קצה אחד. לאחר מכן, חותכים קטע של צינור נירוסטה 316 בקוטר 19 מילימטר ארוך מספיק כדי לשבת צמוד לתחתית צלחת באר כדי ליצור את אלקטרודת הטבעת. תכנן מחזיק אלקטרודה באמצעות תוכנת CAD שיתאים לרכיבי האלקטרודה.הכנס את אלקטרודות הטבעת והסיכה למחזיק האלקטרודה כדי להרכיב את האלקטרודה ולחץ על התקן המחט עם הקצה השטוח לתוך המחזיק כדי לאבטח את אלקטרודת הטבעת. בארון בטיחות ביולוגית, הטה את הצלחת המוכנה ושאב 400 מיקרוליטר מדיום תרבית מכל באר. הוסף 20 מיקרוליטר של 5 מיקרוגרם למיקרוליטר תמיסת פלסמיד חלבון פלואורסצנטי ירוק לבארות השאיפה.סובב בעדינות את הצלחת כדי להבטיח שהתמיסה מתפזרת באופן שווה על פני שטח הג'ל. דגרו את הג'לים באינקובטור לח המוגדר על 37 מעלות צלזיוס עם 5% פחמן דו חמצני למשך 10 דקות. לאחר מכן, הכנס את בדיקת טמפרטורת הסיב האופטי לאלקטרודת הסיכה והתחל לרשום את הטמפרטורה.חבר את הכבל החיובי של האלקטרופורטור לאלקטרודת הסיכה ואת המוליך השלילי למחט, ואבטח את אלקטרודת הטבעת. כעת הפעל את הפלטה החמה וחמם את הג'לים כדי לשמור על טמפרטורה של 37 מעלות צלזיוס. לאחר מכן הכנס את הטבעת המורכבת ואלקטרודת הסיכה עם בדיקת הטמפרטורה לבאר וודא שהג'ל הגיע לטמפרטורה של 37 מעלות צלזיוס.הפעל את האלקטרופורטור כדי לספק את הטיפול. לאחר מכן הוסף 100 מיקרוליטר של מדיום תרבית לכל ג'ל שנראה יבש והמשיך לאלקטר כל ג'ל לא מטופל. לאחר סיום כל הטיפולים, דגרו את הג'לים באינקובטור לח בטמפרטורה של 37 מעלות צלזיוס עם 5% פחמן דו חמצני למשך 10 דקות.לאחר הדגירה מוסיפים בעדינות 500 מיקרוליטר מדיום תרבות לכל באר לאורך דופן הצלחת. דגרו שוב את הג'לים בחממה הלחה למשך 24 שעות. הטה את הצלחת ושאף את מדיום התרבות מכל באר.לאחר מכן, הוסף בעדינות 500 מיקרוליטר PBS לכל באר לאורך קירות הצלחת. דגרו את הג'לים בחממה לחה בטמפרטורה של 37 מעלות צלזיוס עם 5% פחמן דו חמצני למשך 5 דקות. לאחר מכן, שאפו את ה-PBS מכל באר.הוסף בעדינות 500 מיקרוליטר PBS לכל באר על ידי מתן אפשרות להחליק במורד דופן הצלחת. סובב בעדינות את הצלחת, ואז הטה אותה ושאף את ה- PBS מכל באר. כעת, הוסף 100 מיקרוליטר PBS טרי לכל באר כדי לשמור על לחות הג'לים להדמיה.לאחר מכן, דמיין את הצלחת באמצעות טכניקות מיקרוסקופיה פלואורסצנטיות סטנדרטיות. לאחר ההדמיה מוסיפים 500 מיקרוליטר מדיום תרבית לכל באר בצלחת ודוגרים למשך 24 שעות. חזור על זרימת העבודה המלאה של ההדמיה והשחזור עבור כל נקודת זמן מוגדרת.לאחר יצירת מודל חישובי, השתמש בתוכנת המיקרוסקופ כדי למדוד את הקוטר של הקצוות החיצוניים והפנימיים של האזור בצורת טורוס לאורך הציר האנכי והאופקי. ממוצע את הקוטר החיצוני והפנימי בהתאמה וחלק ב-2 כדי לחשב את הרדיוסים המתאימים. לבסוף, באמצעות טבלת החיפוש שנוצרה קודם לכן, נגזר את עוצמת השדה החשמלי ברדיוסים הנמדדים.הרדיוס החיצוני של האזור הטרנספטקט שימש לכימות האלקטרופורציה ההפיכה או סף ה-RE על ידי מתאם עם עוצמות השדה החשמלי ממודל חישובי. בעוד שהרדיוס הפנימי שימש לקביעת האלקטרופורציה הבלתי הפיכה או סף ה-IRE. כל שלושת פרוטוקולי הדופק הדו-קוטביים של מיקרו-שנייה הביאו לאזורי טרנספקציה בצורת טורוס עם גבולות RE ו-IRE הנראים בבירור.מבין צורות הגל שנבדקו, צורת הגל המאוזנת של 2-1-1 יצרה את סף ה-IRE הגבוה ביותר, בעוד שצורת הגל הלא מאוזנת 2-1-1 הראתה את הנמוכה ביותר. פרוטוקול אלקטרופורציה חד-קוטבי סטנדרטי המשתמש ב-420 וולט הביא לאזור טרנספקציה מעגלי עם סף RE של 642 וולט לסנטימטר, אך לא הצליח לייצר מוות תאי, ומנע קביעת סף IRE. עיוות רקמות לאורך זמן עקב פירוק ג'ל גרם לאזורים שעברו טרנספטציה לאבד את צורתם המעגלית, מה שהקשה על כימות מדויק של RE ו-IRE.חוסר יישור של אלקטרודות הטבעת והסיכה עם קרקעית הבאר יצר גם דפוסי טרנספקציה לא מעגליים אסימטריים, מה שסיבך את מדידת הסף.

high-throughput-capable-three-dimensional-tissue-model-for

Research

JoVE Journal

Bioengineering

הנדסה ביולוגית

Transfection אסטרטגיה אופטימיזציה עבור הביטוי הקלטה של ​​אלקטרו Voltage-מגודרת ערוצי רקומביננטי יון ב HEK-293T תאים

פלטפורמת electroporation סייע מערבולת microfluidic פותחה למסירה רציפה של מולקולות מרובות לתוך אוכלוסיות תאים זהות עם שליטה מדויקת ובלתי תלויה מינון. electroporation צעד טיהור תא המטרה שקדמו מבוסס גודל של המערכת סייע לשפר את יעילות אספקה ​​מולקולרית וכדאיויות תא מעובד.

Electroporator למשלוח סדרתית מולקולרי בסיוע וורטקס microscale

פרוטוקול זה מתאר את טכניקות המיקרו-פבריקציה הנדרשות לבניית התקן אלקטרופורציה מיקרופלואידי במעבדה על שבב. מערך הניסוי מבצע טרנספקציות מבוקרות ברמת תא בודד בזרימה רציפה וניתן להרחיב אותן לתפוקות גבוהות יותר עם בקרה מבוססת אוכלוסייה. ניתן ניתוח המציג את היכולת לעקוב באופן חשמלי אחר מידת החדירה של קרום התא בזמן אמת.

ייצור והפעלה של זרימה רציפה, מערכת מיקרו-אלקטרופורציה עם זיהוי חלחול

עבודה זו מתארת את הפיתוח של אלקטרודות בין-ספרתיות גמישות ליישום במודלים תלת-ממדיים של גידולי מוח, כלומר בתרבית חוץ גופית , במודל ovo ובמודל in vivo murine. השיטה המוצעת יכולה לשמש להערכת ההשפעות של פולסים חשמליים על גידולים ברמות שונות של מורכבות.

מכשירים אלקטרוניים אורגניים גמישים לטיפול בשדה חשמלי פועם של גליובלסטומה

אלקטרופורציה של מצע נקבובי (PSEP) משלבת אספקה עקבית בתפוקה גבוהה עם כדאיות תאים גבוהה. הכנסת מדידות עכבה חשמלית טרנסאפיתל (TEEI) מספקת תובנה לגבי תהליכי הביניים של PSEP ומאפשרת אספקה ללא תוויות. מאמר זה דן בשיטה לביצוע ניסויי העברת PSEP וניתוח מדידת TEEI בו-זמנית.

אלקטרופורציה מבוססת מצע נקבובי עם ניטור עכבה חשמלית טרנסאפיתל

לחקר תגובות של תאים מעוררים במבחנה, הפרוטוקול מתאר ניטור אופטי של שינויים ביצירת פוטנציאל הפעולה עקב אלקטרופורציה במודל תא מעורר פשוט של תאי HEK מהונדסים גנטית וכן שינויים במתח הטרנסממברני עם מיצוי אוטומטי של פרמטרים רלוונטיים.

ניטור שינויים הנגרמים על ידי אלקטרופורציה ביצירת פוטנציאל פעולה בתאי HEK מהונדסים גנטית

כאן, אנו מציגים את המניפולציה הגנטית החריפה של אורגנואידים קורטיקליים אנושיים חתוכים על ידי אלקטרופורציה. מודלים אלה של אורגנואידים בקליפת המוח נוחים במיוחד להזרקה מכיוון שניתן לזהות בקלות מבנים דמויי חדרים לאחר החיתוך, מה שמאפשר חקירה תפקודית של התפתחות קליפת המוח האנושית, הפרעות נוירו-התפתחותיות ואבולוציה קליפת המוח.

אלקטרופורציה של אורגנואידים קורטיקליים אנושיים פרוסים לחקר תפקוד גנים

אלקטרופורציה היא שימוש בשדות חשמליים פועמים (PEFs) ליצירת נקבוביות חולפות בתרביות תאים כדי להכניס מטען מולקולרי. טכניקה זו הפכה לאחרונה לשימוש נרחב במחקר ובמסגרות קליניות. כאן, אנו מתארים טכניקות אלקטרופורציה באמצעות "מערכת ציטומטריית אלקטרופורציה" שפותחה לאחרונה לביצוע מיקרוסקופיה פלואורסצנטית של תאים חיים.

פרוטוקול ציטומטריית אלקטרופורציה למיקרוסקופיה פלואורסצנטית של תאים חיים באמצעות תרבית תאים U2 OS

כאן, אנו מציגים פרוטוקול לייצור מכשיר מיקרופלואידית דו-שכבתי ייחודי לחקר הוויסות האלקטרומכני של הומאוסטזיס של רקמת האפיתל. המכשיר מפעיל זרמים חשמליים פיזיולוגיים סטטיים בניצב למישור הרקמה, ומשפיע על הידבקות תאים, התפשטות ושחול. הדמיית תאים חיים ומדידות מתח מכני חושפות מנגנונים של תהליכים אלה.

חשיפת בקרה אלקטרומכנית של הומאוסטזיס רקמות באמצעות מכשיר מיקרופלואידית דו-שכבתי

פרוטוקול זה מתאר תהליך עבודה מלא וניתן לשחזור לסימולציה של שדה חשמלי ספציפי למטופל ולאימות אלקטרוכימותרפיה (ECT) לגרורות בעמוד השדרה. תהליך העבודה משלב הדמיה רב-מודלית, סגמנטציה חצי-אוטומטית וידנית, מידול מוליכות רקמות, סימולציית שדה חשמלי ליניארי עם אלמנטים סופיים, ואימות ניסיוני באמצעות ניתוח חפיפה לנמק מבוסס MRI לאחר הפרוצדורה.

סימולציה של שדה חשמלי ייעודי למטופל באלקטרותרפיה של גרורות עמוד שדרה

חקור מודל חישובי לכימות ספי אלקטרופורציה הפיכה ובלתי הפיכה באמצעות חיקוי רקמות תלת מימדי. שיטה זו מאפשרת ניתוח תפוקה גבוהה של פרוטוקולים ושיפור יעילות השתלת גנים.

מודל רקמות תלת מימדי בעל יכולת תפוקה גבוהה לכימות ספי אלקטרופורציה

גלה סרטונים נוספים