마이크로 입자 영상 속도계 (μPIV)의 정확한 속도 프로파일을주고 간 상관 관계 혈액 흐름에 파종 마이크로 입자의 쌍 이미지를 시각화하는 데 사용됩니다. 임상 응용을 가지고 각각의 전단 속도, 최대 속도, 속도 프로파일 형태, 유량, 이러한 측정에서 파생 될 수 있습니다.
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이 논문에서
요약
초록
마이크로 입자 영상 속도계 (μPIV)은 혈액 흐름에 파종 마이크로 입자의 쌍 이미지를 시각화하는 데 사용됩니다. 이미지는 정확한 속도 프로파일을 제공하는 교차 상관 관계이다. 프로토콜은 마이크로 혈액의 흐름 μPIV 측정에 표시됩니다. 미세 혈관의 규모, 혈액은 혈장, 뉴턴 유체에 떠있는 유연한 입자의 현탁액이기 때문에, 균일 한 유체로 간주 할 수 없습니다. 전단 속도, 최대 속도, 속도 프로파일 형태, 유량이 측정에서 파생 될 수 있습니다. 같은 초점 깊이 입자 농도 및 시스템 적합성과 같은 몇 가지 중요한 매개 변수는 다양한 hematocrits 및 유동 조건에 대한 예제와 대표 결과와 함께 정확하고 유용한 데이터를 보장하기 위해 제공됩니다.
서론
인간의 몸은 혈액과 조직 사이의 주요 교류 사이트입니다 직경이 50 μm의와 많은 혈관을 포함하고 있습니다. 이러한 혈관에서 혈액 흐름의 연구는 측정의 규모와 혈액의 유체 속성을 모두에 의해 상당한 도전을 나타냅니다. 압력 구배, 벽에서의 전단 및 소동맥과 소정맥의 속도 프로파일 등이 측정은 생리적 반응과 연결된 중요한 요소입니다. 이러한 측정 문제를 해결하기 위해 전례없는 기회를, 미세 혈관을 공부하고이 다중 스케일 문제를 해결하기 위해 마이크로 스케일에서 새로운 실험 기술 덕분에 지금있다.
마이크로 입자 영상 속도계 (μPIV)은 상호 관계를 통해 마이크로 혈액 흐름의 속도 프로파일을 평가하는 데 사용되는 입자 기반 유동 가시화 기술입니다. 첫 번째 산티아고 등.에 의해 개발 μPIV는, hemorheology와 함께 사용되었습니다Sugii 등 이후 연구. 2001 년에 100 μm의 라운드 유리 튜브 1,2 혈액 흐름을 측정하는 기법을 사용합니다. μPIV 존재하는 다양한 방법. 고속 카메라는 적혈구 (적혈구)의 움직임을 연관하는 데 사용될 수 있으며, 펄스 이미지는 추적 입자의 움직임을 연관하는 데 사용할 수 있습니다. 이러한 옵션 중 하나는 응용 프로그램에 따라 ....
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프로토콜
1. 마이크로 칩 제작
첫 번째 단계는 마이크로을 만들거나 구입하는 것입니다. 마이크로 칩 물자를위한 많은 옵션이 있습니다.
선택한 가장 일반적인 재료 중 하나는 (PDMS) (디메틸 실록산) 폴리. 소프트 리소그래피 16,17,18를 통해 PDMS 제작에 방향에 많은 출판물이있다.
PDMS 채널이 제작되면, 여러 가지 표면 처리 자연의 소수성을 취소 할 수있다. 산소 플라즈마 처리는 일반적인 옵션입니다.
저우, 엘리스, 그리고 Voelcker (2009) 표면 처리의 검토를주고 그들이 PDMS에 영향을 미치는 방법에 대해 설명합니다. 이러한 결과는 그러나 물이며, 혈액은 서로 다른 속성이 있습니다. 그 표면 처리 혈액 무엇을 의미하는지에 대한 연구는 피츠 등. (2012A)에 의해 수행되었습니다.
결과는 여기에 제시된 내용은 마이크로 칩의 표면과 유리 슬라이드 그들이 있었다45초에 대한 산소 플라즈마에 노출 된 후 단단히 영구 채권의 결과 함께 눌렀는지 모두에 결합.
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결과
모든 그림에서, 흐름은 원시 이미지 및 계산 된 속도 프로파일에서 위쪽 왼쪽에서 오른쪽으로있다. 혈소판 H = 10 10 μL / 시간에서 흐르는에서 혈액으로 얻은 원시 데이터의 예는 그림 2에 표시됩니다. 원시 데이터 속도 프로파일을 달성하기 위해 모든 데이터 처리를하지 않고 상호 연관 될 수 있습니다. 사전 처리 및 데이터 처리 방법의 영향 피츠, 외., (2012b)에 의해 설명되어 있습니다. hematorcrit H에서 그림 2와 유사한 데이터에서 결과 속도 프로파일의 예 = 10, 10 μL / 시간의 유량은 그림 3, 그림 4와 같이되는 물 교정에서 3D 프로파일에 표시됩니다. 그림 3과 4는 표준 포함 데이터 처리. 이러한 속도 프로파일은 이러한 채널의 중심에있는 최대 속도, 채널의 유량, 다양한 유량 조건에 벽에서의 전단 속도, 채널 콜로라도의 측정을 수행하는 데 사용할 수 있.......
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토론
미세 혈관의 규모 혈류 측정 μPIV를 사용하여 관련 생물 의학 기계 및 화학 공학 프로세스의 큰 숫자에 대한 통찰력을 제공 할 수 있습니다. 에 대한 계정에 핵심 요소 중 일부는 RBC 자체 형광 마이크로 입자의 RBC, 집계 또는 운동의 집계 및 변형성, 그리고 채널 RBC의 정착의 밀도이다. 이들 모두는 위에 뻗어 일반적인 지침을 준수하는 경우에 대해 설명 할 수 있습니다. 이 시스템을 사용하는 좋은 측정을 위해 지켜야 할 기본적인 점검 목록이 있습니다. 첫째로 모두의, 준수 시스템 또는 제안 된 시스템에 얼마나 많이 결정합니다. 준수가 가능한 튜브의 짧은 금액과 가장 작은 주사기를 사용하여 최소화 할 수 있습니다. 엄밀한 시스템은 적은 준수를 가지고 있지만, 병목 현상을 초래할 수 있습니다. 측정의 작은 규모에도 불구하고, 중력 RBC에 영향을 미칠 것입니다. 같은 높이에서 주사기, 튜브 및 채널을 유지 전님의 이상적입니다. 둘째, 현탁액의 농도를 결정한다. 충분한 솔루션 추적 입자를 형광 및 RBC의 농도가 너무 높은.......
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공개 사항
저자는 공개 아무것도 없어.
감사의 글
저자는 초기 실행, 그녀의 도움 자금, 캐서린 Pagiatikis에 대한 NSERC을 (자연 과학 및 캐나다 공학 협의회)에 감사드립니다 수라 아부 Mallouh 및 프로토콜 LaVision의 리처드 Prevost에서, 기술 지원 Inc에 의해 테스트 프레드릭 파힘 그리고 DALSA 고속 카메라의 대출 몬트리올 대학의 가이 Cloutier.
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재료
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 폴리(디메틸실록산)(PDMS), i.e. Sylgard-184 | Dow-Corning | 3097358-1004 | |
| 에틸렌디아민테트라아세트산(EDTA) | Sigma Aldrich | E9884-100G | |
| 포시페이트 완충 식염수(PBS) | Sigma Aldrich | P5368-10PAK | |
| 형광 마이크로 입자 | Microgenics/FisherSci | R900 | |
| 글리세롤 (선택 사항) | Sigma Aldrich | G6279-500 ml | |
| 마이크로 원심 분리기, i.e.< / em> CritSpin | FisherSci | 22-269-291 | |
| 주사기, 즉< / em> 50 μ l 기밀 | 해밀턴 | 80965 | |
| 카메라, i.e. 이미저 인텐스, 고속 | LaVision, Dalsa | 이미저 인텐스 | |
| 현미경, i.e. MITAS | LaVision | MITAS | |
| Nd:YAG 레이저 | 뉴웨이브 연구 | Solo-II | |
| 주사기 펌프, i.e. Nexus3000 | Chemyx, Inc. | Nexus-3000 | |
| 플렉시블 튜빙, i.e. Tygon | FisherSci | 14-169-1A | |
| 데이터 처리 소프트웨어, i.e. DaVis | LaVision | DaVis | |
| 원심분리기, i.e. Thermo Scientific CL2 | Thermo Scientific | 004260F |
참고문헌
- Santiago, J. G., Wereley, S. T., Meinhart, C. D. A particle image velocimetry system for microfluidics. Experiments in Fluids. 25, 316-319 (1998).
- Evaluation of Velocity Measurement in Micro Tube by Highly Accurate PIV Technique. Sugii, Y., Okamoto, K., Nishio, S., Nakano, A. 4th International Symposium on Particle Image Velocimetry (PIV '01), 17-19 Sept. 2001, , 1-5 (2001).
- Park, J. S., Choi, C. K., Kihm, K. D.
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