Method Article

Microfluidic 네트워크 및 표준 재관류 회의소를 사용하여 뇌 슬라이스 자극

DOI:

10.3791/302

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October 1st, 2007

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1Dept. of Bioengineering, University of Illinois, Chicago, 2Department of Anatomy and Cell Biology, University of Illinois, Chicago

In This Article

Summary

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우리는 서로 다른 신경 전달 물질로 잘 제어 방식으로 뇌 슬라이스의 microscale 표면 노출 표준 전기 생리학의 설정과 통합되는 간단한 microfluidic 장치의 제조를 보여줍니다.

Abstract

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우리는 쉽게 기존의 전기 생리학의 설정과 통합 수있는 두 수준 microfluidic 장치의 제조를 증명하고있다. 두 수준 microfluidic 장치는 두 단계 표준 리소그래피 프로세스 1 저항 부정을 사용하는 조작이다. 첫 번째 수준은 각 끝에 유입 및 배출구 포트 microchannels가 포함되어 있습니다. 두 번째 수준은 채널 길이의 중간에 위치하고 채널 폭과 함께 중심으로 microscale 원형 구멍을 포함하고 있습니다. 수동 펌프 방법은 입구 포트에서 배출구 포트 2 유체를 펌프하는 데 사용됩니다. microfluidic 장치는 재고품 재관류의 챔버와 통합 및 전기 생리학 설정과 완벽한 통합이 가능합니다. 유체의 출구 포트를 향해 microchannels를 통해 유입 포트 흐름에 도입하고 또한 재관류의 목욕탕에 microchannels 상단에있는 원형 구멍을 통해 탈출. 따라서 재관류 챔버 목욕과 microfluidic 장치 위에 위치 뇌 슬라이스의 바닥 표면은 서로 다른 신경 전달 물질과 함께 노출 수 있습니다. microfluidic 장치의 microscale 두께와 소재의 투명한 자연 [유리 coverslip와 PDMS (polydimethylsiloxane)] microfluidic 장치가 뇌 슬라이스의 현미경을 허용하기 위해 사용됩니다. microfluidic 장치는 뇌의 슬라이스 m​​icroenvironments 소개 화학 자극의 변조 (공간과 시간적 모두) 수 있습니다.

Protocol

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SU - 8 몰드 제작

석사 준비

  1. 실리콘 웨이퍼 기판에 SU - 8 주인이 두 단계 표준 부정적인 저항 리소그래피 공정을 사용하여 준비가되어 있습니다.
  2. 실리콘 웨이퍼의 정렬 마크 이러한 구조의 높이로 면도날을 사용하여 제거하면 (웨이퍼의 바깥 주변을 따라 위치) 실제 장치 구조 이상입니다.
  3. 실리콘 웨이퍼는 다음 이소 프로필 알코올을 사용하여 청소 및 N 2의 스트림에 건조합니다. 적은 가장 높은 장치 구조보다 두께 테이프로 만들어 지원 기둥은 웨이퍼의 사면에 정렬 마크를 대체합니다.

    참고 :     지원 기둥의 높이가 가장 높은 장치 구조보다 더 많은 경우를 통해 구멍이 PDMS 몰드를 형성하지 않습니다.

  4. 마스터 실리콘 웨이퍼는 실온에서 뜨거운 접시에 배치됩니다.

PDMS 솔루션 준비

  1. polydimethylsiloxane (PDMS) 솔루션의 네 그램은 철저히 치료 요원 1 일부로 실리콘 탄성체의 10 부분을 혼합하여 준비가되어 있습니다.

    참고 : 두 ....

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Discussion

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기존 macroscale 또는 microscale 두뇌 슬라이스 재관류 챔버스들은 신경 전달 물질로 뇌 조각을 폭로 제공하는 공간 해상도 측면에서 한계가 있습니다. 여기 시연 microfluidic 장치 기술은 간단한 bioMEMS 기법을 사용하여이 제한을 극복. 그것은 microfluidic 장치의 제조 및 기존 전기 생리학의 설정과 통합의 용이성에 단순이 증명 장치 기술의 광범위한 응용 프로그램을 만들 것이라는 것을 예상합니다. 불가능되지 않은 흥미로운 실험 이전에 현재 microfluidic 장치를 수행할 수 있습니다. 뇌 슬라이스의 다른 microenvironments 서로 다른 시간 스케일에서 서로 다른 신경 전달 물질에 노출 될 수 있습니다. 현재 프로토 타입 장치는 서로 옆에있는 명만 병렬 채널과 원형 개구부로 구성되어 있습니다. 그러나,이 장치 레이아웃 쉽게 다양한 모양이나 크기 또는 microchannels의 구멍이 뇌 조각의 다른 microenvironments에있는 구멍의 위치로 이어질 수있는 방식으로 meandered 수 있습니다했을 서로 다.......

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Disclosures

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저자는 생물학의 다른 분야에 대한 시연 microfluidic 기술을 포함한 협력 열려 있습니다.

Acknowledgements

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기금은 NIH MH - 64611와 NARSAD 젊은 탐정 수상에 의해 제공되었다. 저자는 또한 기술 지원 아담 ​​비글리, 마크 Dikopf, 그리고 벤 스미스 인정하고 싶습니다.

....

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Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
RC-26GPL도구워너 인스트루먼트W2-64-0236로우 프로파일 대형 욕조 RC-26GLP 녹음 챔버
SHD-26GH/10도구워너 인스트루먼트W2-64-0253RC-26G용 스테인리스 스틸 슬라이스 홀드다운, 1.0mm 나사 간격
PDMS (폴리디메틸실록산)시약다우 코닝실가드 184실리콘 엘라스토머 키트
플라즈마 Preen-II 862도구플라스마 시스템, Inc.마이크로파 플라즈마 시스템
모델 P-1도구워너 인스트루먼트W2-64-0277시리즈 20 플레인 플랫폼, 모델 P-1
SA-NIK툴워너 인스트루먼트W2-64-0291어댑터 Nikon Diaphot/TE200/TE2000, SA-NIK
용 산소화, 가열 ACSF (인공 뇌척수액)시약정확한 구성은 응용 프로그램에 따라 달라질 수 있습니다.

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Blake, A. J., Pearce, T. M., Rao, N. S., Johnson, S. M., Williams, J. C. Multilayer PDMS microfluidic chamber for controlling brain slice microenvironment. Lab on a Chip. 7, 842-849 (2007).
  2. Walker, G. M., Beebe, D. J. A passive pumping method for microfluidic devices. Lab on a....

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Microfluidic DeviceBrain Slice StimulationPassive Pumping MethodPDMS MembranePerfusion Chamber IntegrationPlasma Treatment ProcessVia Openings FormationSpatial Temporal ControlElectrophysiology SetupFluorescent Dye Visualization

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