Name: 세포 행동 유학을위한 그루브 패턴 Microfluidic 장치 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2007-08-30T00:00:00.000+00:00
Duration: 13 min 50 s
Description: 배우세요 그루브 패턴 마이크로유체 장치 제작법으로 세포 포착 및 배양을 위한 저전단응력 환경을 만드는 방법을 익히세요. 이 기술은 세포 생물학 및 바이오엔지니어링 연구에 활용됩니다.

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microfluidic 장치의 A.의 Microfabrication <ol><li> 4 인치 웨이퍼는시 반응 산소 플라즈마 (30W, Harrick 과학에서 5 분, NY)로 처리됩니다. </li><li> 부정적인 포토 레지스트 (SU - 8 2015, Microchem, MA)는시 웨이퍼 1 분 900 rpm으로 스핀 - 코팅입니다. </li><li> 웨이퍼는 부드럽 95에서 구운 ° C가 열판에 6 분 및 microchannels를 포함하는 마스크 필름을 통해 4 분에 대한 자외선 (200W)에 노출됩니다. </li><li> 웨이퍼 95에서 구운 게시물 ° C 6 분 및 SU - 8 포토 레지스트 개발를 사용하여 개발된 것입니다. 것입니다 </li><li> microchannels를 포함하는 포토 레지스트 패턴 웨이퍼는 페트리 접시에 - 배치됩니다. </li><li> 폴리 (dimethylsiloxane) (PDMS) (Sylgard 184) 금형은 혼합 실리콘 엘라스토머 및 치료 에이전트 (10시 1분 비율)에 의해 가공됩니다. </li><li> PDMS 혼합물은시 마스터 몰드에 붓고하고 거품을 제거하는 진공 건조기에 배치됩니다. </li><li> PDMS는 1 ~ 2 시간 동안 70 ° C에서 치료됩니다. </li><li> PDMS 금형은 다음시 마스터 금형으로부터 떨어져 벗겨 수 있습니다. </li></ol> B.이 장치를 조립 <ol><li> 40 μm의 두께가 상단 유체 채널 및 40 μm의 두께 하단 microgrooved 채널 (25, 50, 75, 100 μ m 폭) 두 개의 서로 다른시 마스터 금형으로부터 얻을 수 있습니다. </li><li> 유체 장치의 채널 입구와 출구는 펀치입니다. </li><li> 유체 채널과 마이크로 그루브 채널 irreversibly 반응 산소 플라즈마 (30W, Harrick 과학에서 5 분, NY)에 의해 결합됩니다. </li><li> 세포외 매트릭스 (ECM) (즉, fibronectin)는 인큐베이터에서 1 시간 (37 ° C)에 대한 microfluidic 장치 내부에 코팅됩니다. </li></ol> C. 셀 시딩 및 실험 설정 <ol><li> NIH - 3T3 섬유아 세포는 마우스 10% 태아 소 혈청 (FBS)이 포함된 Dulbecco의 수정된 이글의 미디어 (DMEM)을 사용하여 조직 배양 플라스크에 양식 있습니다. </li><li> 세포가 trypsinized 및 dissociated 있습니다. </li><li> Dissociated 세포는 3 셀 밀도 × 10 6 세포 / ML (그림 1)에서 마이크로 그루브 채널로로드됩니다. <img src="/files/ftp_upload/old/270_2008_8_24_3/270_Figure-01.png" alt="그림 1" width="191" height="300" /> 그림 1 </li><li> 2 ML 미디어, 100 MM H 2 O 2, apoptosis 분석 (20 μL Annexin V 40 μL propidium의 요오드화물, Invitrogen, CA)를 주사기 펌프 (1 μl / 분)을 사용하여 채널에 들어갈 수 있습니다. </li><li> 세포는 거꾸로 현미경 (니콘 TE 2000)를 사용하여 모니터링 실시간 있습니다. </li></ol>

<ol><li>Chung, B. G., Park, J. W., Hu, J. S., Huang, C., Monuki, E. S., Jeon, N. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+hybrid+microfluidic-vacuum+device+for+interfacing+with+conventional+cell+culture+platform%5BTitle%5D)+AND+%22BMC+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">A hybrid microfluidic-vacuum device for interfacing with conventional cell culture platform.</a> BMC Biotechnol. 7, (2007).</li>
<li>Khademhosseini, A., Yeh, J., Eng, G., Karp, J., Kaji, H., Borenstein, J., Farokhzad, O. C., Langer, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cell+docking+inside+microwells+within+reversibly+sealed+microfluidic+channels+for+fabricating+multiphenotype+cell+arrays%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+Chip%22%5BJournal%5D)">Cell docking inside microwells within reversibly sealed microfluidic channels for fabricating multiphenotype cell arrays.</a> Lab Chip. 5, 1380-1386 (2005).</li>
<li>Whittemore, E. R., Loo, D. T., Watt, J. A., Cotman, C. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+detailed+analysis+of+hydrogen+peroxide-induced+cell+death+in+primary+neuronal+culture%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroscience%22%5BJournal%5D)">A detailed analysis of hydrogen peroxide-induced cell death in primary neuronal culture.</a> Neuroscience. 67, 921-932 (1995).</li>
</ol>

전지 microfluidic 장치에서 고정 및 microgrooved 기판 내에 패턴했다. 과산화수소에 노출 세포의 apoptosis 과정이 실시간으로 관찰 및 Annexin V 및 propidium 요오드화물의를 사용하여 분석되었다. 따라서, 마이크로 그루브 채널을 포함하는이 microfluidic 장치는 높은 처리량 약물 검사에 유용 수 있습니다.

<table><tbody><tr><td>PDMS</td><td>시약</td><td>K.R. Anderson Co.</td><td>2065622</td><td>Poly(dimethylsiloxane), Dow Corning Sylgard 184 (8.6 lb)</td></tr><tr><td>DMEM</td><td>배지</td><td>Invitrogen</td><td>11965</td><td>Dulbecco&amp;rsquo;s Modified Eagle&amp;rsquo;s Media </td></tr><tr><td>FBS</td><td>혈청</td><td>Invitrogen</td><td>10082-147</td><td>Fetal Bovine Serum</td></tr><tr><td>과산화수소</td><td>시약</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>H1009</td><td></td></tr><tr><td>아포토시스 분석법</td><td></td><td>Invitrogen</td><td>V13242</td><td>Annexin A, propidium iodide</td></tr><tr><td>음성 감광제</td><td></td><td>MicroChem Corp.</td><td>SU-8 2015</td><td></td></tr><tr><td>Si 웨이퍼</td><td>도구</td><td></td><td></td><td>4 inch 실리콘 웨이퍼</td></tr><tr><td>반응성 산소 플라즈마</td><td>시약</td><td>Harrick Scientific Products, Inc.</td><td></td><td>웨이퍼를 30W에서 5분간 처리</td></tr><tr><td>도립 현미경</td><td>도구</td><td>Nikon Instruments</td><td>TE 2000</td><td></td></tr></tbody></table>

세포 행동 유학을위한 그루브 패턴 microfluidic 장치

A Microfluidic Device with Groove Patterns for Studying Cellular Behavior

우리는 세포 행위를 연구에 대한 microgrooved 패턴과 microfluidic 장치를 설명합니다. 이 microfluidic 플랫폼은 최고의 유체 채널 및 하단 microgrooved 기판으로 구성되어 있습니다. microgrooved 채널을 조작하려면, microfluidic 채널의 인상을 포함하는 최고의 폴리 (dimethylsiloxane) (PDMS) 몰드는 정렬과 microgrooved 기판에 접착했습니다. , 마우스 fibroblast 세포가 (25, 50, 75, 100 μm의 폭) 고정 및 microgrooved 기판 내에 패턴했다이 장치를 사용합니다. microfluidic 장치에서 apoptosis를 공부하려면, 과산화수소, Annexin V 및 propidium 요오드화물의를 포함하는 미디어는 2 시간 동안 유체 채널로 perfused되었습니다. 우리는 산화 스트레스에 노출된 세포가 apoptotic 된 것으로 나타났습니다. 이러한 apoptotic 세포는 apoptosis 과정에서 플라즈마 막의 바깥쪽 전단지에 phosphatidylserine로 바운드되는 Annexin V에 의해 확인되었다. microgrooved 패턴이 microfluidic 장치를 사용하여 apoptosis의 과정은 실시간으로 관찰 및 배양 챔버 (37 ° C, 5 % CO 2)를 포함 거꾸로 현미경을 사용하여 분석되었다. 따라서, microgrooved 기판과 통합이 microfluidic 장치는 세포 행동을 공부하고 높은 처리량 약물 검사를 수행하는 데 유용 수 있습니다.

우리는 세포 캡처 및 문화를 활성화할 수 있습니다 microfluidic 장치의 제조를위한 프로토콜을 설명합니다. 이 방법에서는 이러한 microfluidic 채널 내에서 홈과 같은 패턴 microstructures는 셀 수있는 부두 내에서 낮은 전단 응력 영역을 작성하는 데 사용됩니다.

세포 행동 유학을위한 그루브 패턴 Microfluidic 장치

우리는 세포 행동 연구를 위한 마이크로그루브(microgrooved) 패턴이 적용된 미세유체 장치를 설명합니다. 이 미세유체 플랫폼은 상단 유체 채널로 구성되어 있으며...

제 이름은 Jiang이며, 하버드와 MIT의 보건, 과학 및 기술 분야 포스터 펠로우입니다. 저는 이 실험실에서 세포 행동을 연구하기 위한 새로운 마이크로 유체 장치를 제작하는 전문성을 가지고 있습니다. 저는 매우 새로운 기울기 장치를 제작할 수 있을 뿐만 아니라, 이를 마이크로 유체 장치에 통합하여 제작할 수도 있습니다.TC 장치는 세포-세포 상호작용 및 세포 간 상호작용뿐만 아니라 세포-외액 인자 접촉을 정밀하게 조절할 수 있습니다. 따라서 TC 시스템을 사용하여 기초 세포 생물학을 연구하고 이해할 수 있으며, 이를 발생 생물학 및 줄기세포 생체공학 분야에 적용할 수 있습니다. 제 이름은 Amir Manchi이며, 하버드-MIT 보건과학 및 기술 분과(Division of Health Sciences and Technology)의 Professor Haan 연구실 소속 학부생입니다.저는 미세유체 장치를 연구해 왔으며, 미세유체 장치가 세포 배양 및 독성 연구와 같은 다양한 연구를 수행하는 데 매우 잠재력이 큰 장치임을 입증하는 개념 증명 작업을 진행해 왔습니다. 또한 유량, 기하학적 구조 및 기타 다양한 매개변수에 따른 이러한 장치 내부의 유체 특성을 연구하고 최적화하려고 시도했습니다. 현재 저희는 미세가공실에서 시작하고 있으며, 이제 미세유체 장치를 제작해 보고자 합니다. 미세유체 장치를 구현하기 위해서는 실리콘 웨이퍼 패턴과 그 위에 올릴 PDMS 몰드가 필요합니다. 이 PDMS 폴리머는 실제로 두 가지 서로 다른 물질의 혼합물입니다.이는 실리콘 엘라스토머 베이스와 실리콘 엘라스토머 경화제의 혼합물입니다. 이 두 가지를 10:1 비율, 즉 베이스 10과 경화제 1의 비율로 혼합합니다. 이제 베이스 약 20 g을 준비하겠습니다.경화제 2g도 필요하며, 경화제는 밀도가 훨씬 낮습니다. 훨씬 빠르게 나오므로 조금 주의해야 합니다. 현재 약 22이며, 이제 베이스와 경화제를 함께 혼합하겠습니다.따라서 이를 위해 파이펫을 사용하겠습니다. 최대한 잘 섞이도록 충분히 혼합하겠습니다. 패턴이 형성된 실리콘 웨이퍼 위에 이 PDMS 폴리머를 부어줄 것이며, 실리콘 웨이퍼는 PDMS 몰드에 패턴을 형성하는 역할을 합니다.여기 두 개의 실리콘 웨이퍼가 있는데, 하나는 미세 유체 장치의 상층용이고 다른 하나는 하층용이기 때문입니다. 미세 유체 장치 내부에는 채널을 형성해야 하며, 이 장치의 핵심은 해당 채널 내부로 유체를 흐

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Research

연구

JoVE Journal

Biology

생물학

우리는 잘 정의된 microenvironment의 공간 및 시간적 그라디언트를 생성할 수있는 그라디언트 생성 microfluidic 장치의 microfabrication을위한 프로토콜을 설명합니다. 이 방법에서는, 그라디언트 생성 microfluidic 장치가 감독 셀 마이 그 레이션, embryogenesis, 상처 치유, 및 암 전이를 공부하는 데 사용할 수 있습니다.

세포 생물학을위한 그라디언트 생성 Microfluidic 장치

Microfluidic 장치는 실시간으로 적절한 물리적인 비늘에서 복잡한 자연의 프로세스를 시각화하는 데 사용할 수 있습니다. 우리는 표면 하의에 박테리아의 성장과 교통 수단을 공부하고 자연 다공성 매체의 주요 기능을 모방한 것이었 간단한 microfluidic 장치를 개발했습니다.

다공성 매체에서 미생물 교통 유학에 대한 간단한 Microfluidic 시스템 : 미생물의 창

우리는 클린 룸이나 부드러운 리소그래피 필요없이 여러 독특한 변종에 유사한 동적 조건을 적용 할 수있는 마이크로 유체 장치를 생산하는 간단한 방법을 제시한다.

여러 고유 긴장 유학을위한 마이크로 유체 장치

출처: Scheidweiler, D. 외. 유체 장치와 현미경 및 유동 세포분석을 결합하여 공간적 규모를 넘어 다공성 배지 내 미생물 수송을 연구합니다. J. Vis. 경험 (2020).이 영상은 무작위로 배열된 기둥들로 구성된 다공성 매트릭스를 통해 박테리아의 운동성을 정량화하기 위해 마이크로플루이딕 장치를 사용하는 방법을 시연합니다. 형광 표지된 박테리아를 장치에 투입하고, 다공성 매트릭스를 통과해 관찰 채널로 이동하는 동안 현미경으로 영상화한 후 분석하여 돌파 곡선(BTC)을 생성합니다.

마이크로플루이딕 장치를 이용한 박테리아 운동성 평가

이 문서에서 우리는 단일 세포 분석을위한 마이크로 유체 칩을 제시한다. 그것은 수있는 세포 내 단백질, 효소, 조효소, 형광 분석이나 면역에 의해 두 번째 메신저의 정량화.

단일 세포의 다목적 화학 분석을위한 미세 유체 칩

우리는 미크론 크기의 긴축의 시퀀스를 통해 전송하여 셀에 대한 척도를 측정하기 위해 마이크로 유체 기반 분석을 보여준다.

미세 유체 기술은 셀 변형능을 검사 할

유체 구성 요소와 통합된 미세 가공 장치는 생체 내 미세 환경을 모방한 세포 연구를 위한 체외 플랫폼을 제공합니다. 우리는 단일 또는 공존하는 화학적/전기적/전단 응력 자극 하에서 세포 반응을 연구하기 위해 폴리메틸메타크릴레이트 기반 미세유체 칩을 개발했습니다.

단일 또는 공존 화학 / 전기 / 전단 응력 자극에서 세포 응답 유학을위한 미세 유체 장치 설계

미세유체 칩을 제작하여 탠덤 버블 생성을 위한 한 쌍의 금색 점과 근처의 단세포 패터닝을 위한 피브로넥틴 코팅 섬을 생성했습니다. 그 결과 생성된 유동장은 입자 이미지 속도계로 특징지어졌으며 세포막 반작용, 막 변형 및 세포 내 칼슘 반응을 포함한 다양한 생체 효과를 연구하는 데 사용되었습니다.

단일 세포 수준에서 캐비테이션 버블 (들) -cell 상호 작용 및 결과 Bioeffects을 조사하기위한 표면 패터닝와 마이크로 유체 시스템

이 프로토콜은 또한 중합체 매트릭스로부터 약물의 확산 속도를 결정하기 위해 사용될 수있다 화학 유인 물질에 응답하여 세포 이동을 측정하는 방법을 자세히 맞춤형.

측정 셀 마이그레이션에 대한 사용자 정의 상공 회의소

화학적 및 산소 구배의 제어는 세포 배양에 필수적입니다. 이 논문은 세포 이동 연구를 위한 화학적 및 산소 구배의 조합을 안정적으로 생성할 수 있는 폴리디메틸실록산-폴리카보네이트(PDMS-PC) 미세유체 장치를 보고하며, 이는 정교한 기기 없이 생물학 실험실에서 실용적으로 활용할 수 있습니다.

셀 마이그레이션 연구에서 수직 화학 산소 그라디언트에 대한 폴리 디메틸 실록산 - 폴리 카보네이트 미세 유체 장치

우리는 미세 유체 플랫폼에서 모세혈관 보조 어셈블리를 사용하여 박테리아 및 콜로이드와 같은 액체에 매달려있는 미세 크기의 물체를 폴리디메틸실록산 기판에 규정 된 배열로 패턴화하는 기술을 제시합니다.

순차모세혈관 보조 어셈블리를 통한 미생물 및 미생물 입자의 패터닝

배우세요 그루브 패턴 마이크로유체 장치 제작법으로 세포 포착 및 배양을 위한 저전단응력 환경을 만드는 방법을 익히세요. 이 기술은 세포 생물학 및 바이오엔지니어링 연구에 활용됩니다.

세포 행동 유학을위한 그루브 패턴 Microfluidic 장치

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