Name: 강력한, 미세 유체 세포 내 전달 플랫폼으로 휴대 뒤쪽에서 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-11-07T19:45:00.000+00:00
Duration: 8 min 2 s
Description: 배우세요 미세유체 장치를 이용한 기계적 변형을 통해 대분자를 세포 내로 효율적으로 전달하는 방법을. 이 기술은 어려운 세포 유형에 대한 물질 전달과 암 치료 및 면역 세포 조작에 응용됩니다.

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우리는 실험 설계와 데이터 분석에 도움이 논의 T. Shatova 감사합니다. G. 파라의 지원과 전문 지식, 기술의 매사 추세 츠 공과 대학에서 코흐 연구소의 핵심 유동 세포 계측법 및 마이크로 기술 연구소의 직원의 인사에 대해 감사의 말을 전한다. 이 작품은 건강 보조금 RC1 EB011187-02, DE013023, DE016516, EB000351의 국립 연구소에 의해 지원되고, 부분적으로 국립 암 연구소 암 센터 지원 (코어)에 의해 P30-CA14051 및 MPP-09Call-랭거-60을 부여했다.

1. 저장 <ol><li> 70 % 에탄올에 저수지, 홀더, O-링과 미세 유체 장치를 저장합니다. 먼지 나 외부 입자에 의해 증발 및 오염을 방지하기 위해 뚜껑이있는 용기 (예를 들어, JAR 또는 비커)를 사용합니다. 셋째로 한 용기 (1), 저수지와 O-링 제 2 용기 (2)의 한 홀더에 장치를 위 (3). </li></ol> 주 : 스토리지 70 % 에탄올의 사용은 불임을 유지하는 것이다. 용액의 성분 만이 에탄올 및 물 (즉 명 변성 에이전트)되는 경우에, 모든 시스템 구성 요소가 완전하게 호환되어야하고 시간이 지남에 따라 열화하지 않을 것이다. <ol start="2"><li> 용기 (2)의 에탄올 용액을 변경하고 (3) 실험을 통해 교차 오염을 방지하고 막힘의 원인이 원하지 않는 입자의 존재를 최소화하기 위해 각 사용하기 전에. </li></ol> 2. 실험 준비 <ol><li> 이쪽 용기 (2) 및 (3) 초음파 배스 FO각 사용하기 전에 R 5​​ ~ 10 분. 이것은 이전의 실험에서 어떤 오염 입자를 제거하는 데 도움이됩니다. </li><li> 70 % 에탄올 용액으로 바이오 안전성 캐비닛 청소 작업 공간. </li><li> 생물 안전 캐비닛 내부를하기 전에 70 %의 에탄올 용액으로 모든 자료 (3 컨테이너 및 핀셋)를 스프레이. </li></ol> 3. 조립 <ol><li> 작업 영역에서 2 ~ 3 저 보풀 와이프를 설정합니다. </li><li> 핀셋과의 컨테이너에서 플라스틱 저수지를 제거하고 내부 표면에서 에탄올 용액의 증발을 촉진하기 위해 잎사귀에 그들을 설정합니다. 부드럽게 표면 저수지 누르거나 에탄올 용액의 제거를 용이하게하기 위해 그들을 통해 공기를 불어. </li><li> 저수지에서 자신의 해당 슬롯에 O-링을 삽입합니다. </li><li> 각각의 용기에서 홀더와 칩을 제거하고 에탄올 (~ 1 ~ 2 분) 증발 할 수 있습니다. </li><li> 홀더에 원하는 칩 앞면 (최대 즉, 액세스 구멍)을 배치 핀셋을 사용합니다. 홀더를 올립니다이 칩은 확인 칩이 홀더에 납작하게되어 있는지 확인하고 필요한 경우 핀셋으로 조정 eyelevel하기로. 중요 : 디바이스 홀더에 적절하게 맞지 않는 경우,이 이후의 단계에서 중단 것이라는 위험이있다. </li><li> 다음, 부드럽게 홀더에 저수지를 배치하고 클립을 맞 춥니 다. O-링은이 과정에서 자신의 슬롯에서 떨어지지 않도록주의하십시오. </li><li> 딸깍 소리가 나면서 고정 될 때까지 조심스럽게 저수지 아래로 누릅니다. 저수지의 양쪽이 안전하고 칩이 올바른 위치에 나타납니다 있는지 확인합니다. </li></ol> 4. 휴대 준비 <ol><li> 부착 세포 (기본 또는 설립 라인)의 경우 : 1-2 일 전에 실험에 플레이트 세포가 실험의 날에는 80 % 이상 합류 없는지 등. </li><li> (PBS 또는 관련 미디어) 서스펜션에 세포를 넣고 1.0 × 10 6 세포 / ml 7 CEL 10 × 1.0의 작동 농도를 목표로LS / ㎖. 참고 : 우리는 인해 세포 농도에 전달 성능에 큰 변화가 관찰되지 않았다. </li><li> 실험 목적 물질의 농도를 구하는 분리 튜브에 세포 및 원하는 전달 물질을 혼합한다. 중요 : 설명 배송 방법 전달을 용이하게하기 위해 확산에 의존하기 때문에, 더 높은 물질 농도가 높은 배달을 얻을 것입니다. 가능한 경우, 초기 임상 시험에 대해 원하는 재료의 1 μm의 솔루션을 사용하는 것이 좋습니다. 필요에 따라이 농도는 향후 실험에서 아래로 적정 할 수있다. 이 장치와 함께 사용보고 최저 농도는 10 nM의 21이다. </li></ol> 5. 조작 <ol><li> 피펫 저수지 (현재의 디자인은 최대 150 ㎕의 용량을 가지고)에 세포 전달 물질의 혼합물. 주 : 대부분의 장치 디자인 때문에 채널을 통해 흐름의 방향이 중요하지 않습니다 완전히 되돌릴 수 있습니다. 샘플은 두 개의 저수지 중 하나에로드 할 수있다. </리&gt; <li> 채워진 탱크에 압력 튜브를 연결하고 적절한 밀봉 (손가락 꽉 충분한 경우가 많습니다)를 보장하기 위해 너트를 조입니다. </li><li> 레귤레이터에 원하는 수준으로 압력을 조정합니다. 이것은 세포가 장치를 통해 이동하는 속도를 제어한다. 버튼을 누를 때까지 세포의 흐름이 시작되지 않습니다. </li></ol> 참고 : 이전의 연구에서, 질소 또는 압축 공기가 캐리어 가스로 동일하게 일했다. <ol start="4"><li> 눈 높이에 장치를 올리고 저수지에서 액체가 쉽게 볼 수 있도록 방향을. 참고 : 저장 비우는 전에 시스템을 차단하기 위해 액체 열을 추적합니다. </li><li> 저수지를 가압 세포의 흐름을 시작하는 버튼을 누릅니다. </li><li> 액면은 저장조의 바닥으로부터 약 2mm 일 때, 신속하게 흐름을 중지 0 PSI에 레귤레이터를 돌려. 중요 : 탱크가 비워지기 전에 하나의 흐름을 중단하지 않을 경우, 하나는 collectio에서 샘플을 배출 위험N 저수지. 또한 유체의 열이 감지 할 수있을 정도의 속도로 이동되지 않았거나 초기 유량 (예를 들어 3 배 느린)에 실질적으로 상대적으로 둔화 한 경우, 장착 된 장치가 아마 막혀 교환 할 필요가 있음을 유의하십시오. 막힌 장치를 작동하면 높은 세포의 죽음으로 이어질 수 있습니다. </li><li> 해당 저장소에서 처리 된 세포를 수집하고 원하는 컬렉션 튜브 / 플레이트에 배치합니다. 중요 : porated 세포가 최대 10 분 (20)에 대한 자료를 통풍 관하는 것 등이 단계에서 어떤 버퍼에 수집 된 세포를 희석하지 마십시오. 이 윈도우가 경과 한 후, 원하는 미디어 / 버퍼에 세포를 희석. </li><li> 필요에 따라 5.7 - 더 많은 처리 된 세포를 수집하거나 다른 실험 조건을 실행하려면 반복 5.1 단계를 반복합니다. 칩을 뒤집을 수 있다는 것을 기억하라, 그러므로 샘플 저수지 중 하나에 장착 할 수 있습니다. 그들이 방해 할 경우 필요에 따라 칩을 교환해야합니다. 막힌 장치를 폐기하십시오. </li></ol> 6. 분해 <ol><li&gt; 부드럽게 옆으로 클립 팔을 밀어 주 홀더에서 저수지를 분리합니다. </li><li> (1 절에 설명) 적절한 저장 용기의 각 부분을 놓습니다. </li><li> 폐기를 위해 별도 용기에 사용되는 칩을 놓습니다. </li></ol>

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</ol>

저자 아르 몬 Sharei, 로버트 랭거 및 Klavs F. 젠슨은이 문서에서 사용되는 마이크로 유체 장치를 생산 SQZ 생명 공학 회사의 주주입니다.

설명 된 실험 절차 (칩 설계 및 동작 속도 이외 즉 인자)의 특정 양상은 시스템에 적용되는 세포 유형 및 전달 재료에 따라 최적화 될 필요가있다. 주소에게 실험을 설계 할 때 고려해야 할 가장 일반적인 요소 중 일부를 다음과 토론. 형광 표지 화합물의 배달 신호를 개선하기 위해, 하나는 배경 형광의 원인을 해결하기 위해 필요합니다. 표면 바인딩 및 엔도 시토 시스, 예를 들면, 문화 또는 추가 처리를하기 전에 여분의 물질을 제거하는 출산 후 세포에게 5 ~ 10 분 세척에 의해 해결 될 수있다. 세척 단계를 포기하도록 선출하면, 주위 용액 중에 표적 물질의 농도를 낮추기 위하여 원하는 매체의 5 배에 의해 처리 된 세포를 희석하고 따라서 세포 내로 요금을 줄이기 위해 유용한 것이다. 어떤 경우에는, 예를 들어 단백질 전달을 위해, 하나는 필요한 능동적 셀 하던가을 차단하는 찾을 수도세륨 (예, 표지되지 않은 소 혈청 알부민을 사용) 전달 물질...

세포의 세포질에 고분자의 배달 치료 및 연구 응용 프로그램에서 중요한 단계입니다. 단백질 전달 임상 3 및 실험실 모두 4 설정에서 세포 기능에 영향을 미치는 유망한 수단 동안 나노 입자 매개 배달, 예를 들어, 유전자 치료 1,2 잠재적 보이고있다. 이러한 작은 분자 약물, 양자 도트 또는 금 나노 입자와 같은 다른 재료는, 5,6 암 치료제 9 추적 세포 내 라벨 7,8, 단일 분자에 이르기까지 다양한 응용 프로그램에 관심이 있습니다. 세포막은 거대 분자에 크게 불 투과성이다. 많은 기존의 기술은 막 중단 또는 세포 내로 전달을 용이하게하는 고분자 나노 입자 10, 11, 리포좀 (12), 또는 화학 물질 수정 (13)를 사용합니다. 이러한 방법에서, 전달 효율 및 세포 생존율 번째의 구조에 종종 의존전자 표적 분자 및 세포 유형. 이러한 방법은 핵산과 같은 구조적으로 균일 한 물질의 전달에 효율적이 될 수 있지만, 종종 단백질 (14, 15) 및 나노 물질 7과 같은 더 구조적으로 다양한 물질의 전달을 위해 아픈 적합합니다. 또한, 이러한 방법의 대부분에 의존하는 엔도 좀의 파괴 메커니즘은 따라서 소포 구조 16에 갇혀 많은 소재를 떠나, 종종 비효율적이다. 마지막으로, 자주 설립 세포 라인과 함께 사용하기 위해 개발 된 방법은 일차 전지에 잘 번역하지 않습니다. 이러한 일렉트로 17,18 및 sonoporation 19 같은 멤브레인 poration 방법은 일부 애플리케이션에서 매력적인 대안이다 있지만, 이들은 낮은 세포 생존율을 일으키는 것으로 알려져 있으며 목표 전달 물질의 전하에 의해 제한 될 수있다. 세포의 빠른 기계적 변형, 배달 미세 유체 접근 방식은, 최근에이 demonstr세포 리 프로그래밍 (20)과 나노 물질 전달 (21)의 맥락에서 현재의 기술에 장점을 ated. 이 방법은 주위의 버퍼에 존재하는 물질의 세포 내 전달을 용이하게 세포막 O를 기계적 파괴에 의존한다. 이 시스템은 이전에 세포 유형에 도전 (예 일차 면역 세포와 줄기 세포) 및 물질 (예 : 항체와 탄소 나노 튜브)에 전위를 가능하게 보여 주었다. 여기서, 대상 고분자의 세포 내 전달을 위해 이러한 장치를 사용하는 일반적인 절차가 설명된다. 그러나, 그것은 이전에보고되지 않은 응용 프로그램에 대해, 우리의 이전에보고 된 설계 가이드 라인 (20)에 설명 된대로 하나의 조건에 대한 간단한 최적화를 수행 할 것을 권장하며이 절차는 대부분의 세포 유형과 전달 물질에 일반화이다. 지금까지, 시스템은 RNA, DNA, 금 나노 입자, 양자점, 탄소 나노 튜브, 단백질의 전달을 위해 성공적으로 사용되어왔다S 및 덱스 트란 중합체 20,21.

<table><tbody><tr><td>장치 홀더 & 플라스틱 저장소</td><td>SQZ Biotechnologies</td><td>Holder</td><td></td></tr><tr><td>LSRFortessa 분석기</td><td>Becton Dickinson</td><td>N / A</td><td>Koch Institute에서 사용되는 유세포 분석 기계 핵심 시설</td></tr><tr><td>미세유체 장치</td><td>SQZ Biotechnologies</td><td>세포 압착</td><td></td></tr><tr><td>O-링</td><td>McMaster</td><td>9452K311</td><td></td></tr><tr><td>장치 작동을 위한 압력 시스템</td><td>SQZ Biotechnologies</td><td>압력 시스템</td><td></td></tr><tr><td>핀셋</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>초음파 수조</td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

강력한, 미세 유체 세포 내 전달 플랫폼으로 휴대 뒤쪽에서

Cell Squeezing as a Robust, Microfluidic Intracellular Delivery Platform

세포의 빠른 기계적인 변형은 고분자 나노 물질의 세포 내 전달을위한 약속, 벡터없는 방법으로 떠오르고있다. 이 기술은 이전에 도전 응용 프로그램을 해결 잠재적 보여 주었다,, 등의 기본 면역 세포, 세포 리 프로그래밍, 탄소 나노 튜브, 양자 도트 배달에 납품 할 수있다. 이 벡터없는 미세 유체 플랫폼은 타겟 재료의 세포질 전달을 용이하게 세포막의 기계적 파괴에 의존한다. 여기서, 우리는 장치의 조립, 세포 준비 및 시스템 운영을 포함하여 이러한 마이크로 유체 장치의 사용의 상세한 방법을 설명합니다. 이 전달 방식은 디바이스 타입 및 이전에보고되지 않은 애플리케이션을위한 작동 조건의 간단한 최적화를 필요로한다. 이 시스템은 전문 버퍼 또는 화학적 변형 / 활용의 단계를 필요로하지 않기 때문에 제공된 지침은 대부분의 세포 유형과 전달 물질에 일반화되어 있습니다. 이 작품은 또한 제공의 장치 성능을 개선하고 막힘, 낮은 전달 효율 및 세포 생존과 관련된 잠재적 인 문제를 문제 촬영하는 방법에 대한 평가.

그림 1은 마이크로 유체 전달 시스템의 개략적 인 설명이 포함되어 있습니다. 2A-B 피규어 찬란 복합 3 kDa의 덱스 트란 (20)의 존재에서 다른 장치의 디자인으로 HeLa 세포 치료의 일반적인 결과를 보여줍니다. 절차가 올바르게 수행 될 경우, 시스템 성능은 디바이스의 종류와 작동 속도에 민감 할 것입니다. 따라서, 하나는 좀 더 복잡한 실험을 진행하기 전에 주어진 애플리케이션에 대한 이러한 조건을 최적화한다. 도면에 도시 된 작동 조건의 범위에서, 세포 생존하지만, 하나는 30 % 생존 정도 아래에 이어질 수 있다고 차선 대금 파라미터 (예를 들어 내용에 대해 칩 분류)을주지해야하며, 80 % 이상 남아있다. 따라서 생존 능력 및 전달 효율은 이전에보고되지 않은 세포 유형 동시에 최적화해야합니다. 장치 설계 대상 세포 유형에 부적절한 경우, 하나없이 배달에서 높은 C까지의 결과를 볼 것이다엘 죽음 (예를 들어,</e...

세포의 빠른 기계적인 변형은 고분자 나노 물질의 세포 내 전달을위한 약속, 벡터없는 방법으로 떠오르고있다. 이 프로토콜은 다양한 애플리케이션을 위해 시스템을 사용하는 방법에 대한 자세한 정보를 제공.

Rapid mechanical deformation of cells has emerged as a promising, vector-free method for intracellular delivery of macromolecules and nanomaterials. This ...

낙하 실험의 전반적인 목표는 기계적 파쇄를 통해 벡터 없이 거대 분자를 표적 세포로 전달하는 것입니다. 이는 먼저 표적 세포 유형을 원하는 전달 물질과 함께 현탁액 상태로 만든 후, 특수 설계된 미세유체 장치의 저장조에 로딩함으로써 이루어집니다. 두 번째 단계로, 미세유체 장치에 압력을 가하면 세포가 일련의 미세유체 채널을 통해 이동하며, 이때 세포가 압착되어 일시적인 세포막 파쇄가 촉진됩니다.다음으로, 물질이 세포질 내로 확산 이동하는 것을 촉진하기 위해 표적 전달 물질이 있는 상태에서 세포를 배양합니다. 이 과정에서 세포막이 복구됩니다. 유세포 분석법을 사용하여 거대 분자가 효과적으로 전달되었음을 보여주는 결과를 얻습니다.이 기술이 electroporation 및 lipofection과 같은 기존 방법보다 갖는 주요 장점은, 다른 방법으로는 효과적으로 전달할 수 없는 까다로운 세포 유형과 물질들을 처리할 수 있다는 점입니다. 이 방법은 세포 재프로그래밍을 개선하는 방법과 같이 생물학 분야의 핵심적인 질문들에 대한 답을 제시할 수 있습니다. 또한, 이 시스템은 면역 세포를 조작하여 항종양 효능을 높일 수 있기 때문에, 이 기술의 영향력은 암의 치료 및 진단 분야까지 확장됩니다.먼저, 여기에 표시되어 있고 함께 제공된 텍스트 프로토콜에 상세히 기재된 미세유체 장치, 장치 홀더, 플라스틱 유체 저장조 및 O-링을 제작하거나 구매한 다음, 밀폐 가능한 용기 3개를 70% ethanol로 일부 채웁니다. 첫 번째 용기에는 장치를, 두 번째 용기에는 저장조와 O-링을, 세 번째 용기에는 홀더를 넣습니다. 그런 다음 용기의 나머지 부분을 70% ethanol로 가득 채웁니다.다음으로, 리저보어와 O-링이 들어 있는 용기 및 홀더가 들어 있는 용기를 사용 전 초음파 세척기에 5~10분 동안 넣어둡니다. 이는 구성품이 초음파 세척되는 동안 바이오 세이프티 캐비닛 내의 작업 공간을 70% ethanol로 닦아내어 이전 실험에서 발생한 오염 입자를 제거하는 데 도움이 됩니다. 그런 다음, 세 개의 용기와 핀셋 한 쌍을 포함하여 필요한 모든 재료를 70% ethanol로 닦아 멸균하고, 조립을 시작하기 위해 바이오 세이프티 캐비닛 내부에 배치합니다.먼저, 작업 영역에 보풀이 적은 와이프를 2~3장 깝니다. 그런 다음 핀셋을 사용하여 에탄올 용기에서 플라스틱 저장조를 꺼내 와이프 위에 올려두어, 내부 표면의 에탄올이 모세관 현상으로 흡수되고 증발하기 쉽게 합니다. 저장조를 가볍게 두드려 에탄올 용액의 제거를 돕습니다.필요한 경우, 가압 가스를 사용하여 리저버(reservoir) 내부를 완전히 퍼지(purge)하십시오. 리저버가 건조되면, 리저버의 적절한 슬롯에 O-링을 삽입하십시오. 그런 다음 핀셋을 사용하여 칩의 앞면이 위로 오도록 장치 홀더에 배치하십시오.칩이 홀더에 평평하게 놓였는지 확인하고, 필요한 경우 핀셋을 사용하여 조정하십시오. 장치가 홀더에 제대로 맞지 않으면 이후 단계에서 파손될 위험이 있습니다. 다음으로, 리저버를 홀더 위에 조심스럽게 놓고 클립에 맞춰 정렬하십시오.O-링이 슬롯에서 빠지지 않도록 주의하십시오. 이 과정에서 리저버가 딸깍 소리가 나며 고정될 때까지 부드럽게 눌러줍니다. 리저버의 양쪽 모두가 단단히 고정되었는지, 그리고 칩이 올바른 위치에 배치되었는지 확인하십시오.리저보어를 과도한 힘으로 누르지 마십시오. 압력으로 인해 일차 세포 또는 부착성 세포주용 칩이 파손될 수 있습니다. 세포는 실험 1~2일 전에 접종하여 합류도(confluency)가 80%를 넘지 않도록 하십시오.실험 당일, 실험 직전에 세포를 회수하고 배지 또는 원하는 다른 버퍼에 1~10 million cells/mL 농도로 현탁합니다. 그런 다음, 세포 덩어리와 매트릭스가 장치를 막는 것을 방지하기 위해 세포 현탁액을 40 micron 세포 스트레이너 메쉬에 조심스럽게 통과시킵니다.여과 후, 별도의 튜브에 세포 현탁액 300 µL와 원하는 농도의 전달 물질을 혼합하였다. 본 시연에서는 세포 현탁액 50 µL당 5 mg/mL 농도의 덱스트린 2 µL와 Alexa 488 동위 효소 대조 항체 2 µL를 첨가하였다.다음으로, 파이펫팅을 통해 세포 100 µL를 부드럽게 섞습니다. 그런 다음 젤 로딩 팁을 사용하여 세포와 전달 물질을 두 개의 저장소 중 하나에 파이펫팅하고, 채워진 저장소에 압력 튜브를 연결한 뒤 매듭을 손으로 조여 밀폐되었는지 확인합니다. 그 후, 레귤레이터의 공기압을 70 PSI로 조절하여 세포가 장치를 통과하는 속도를 제어합니다.압력은 각 실험에 사용되는 특정 세포와 미세유체 칩의 조합에 맞춰 최적화해야 합니다. 모든 준비가 완료되면, 장치를 눈높이까지 들어 올려 저장조의 액체가 잘 보이도록 방향을 맞춥니다. 그다음 푸시 버튼 밸브를 눌러 저장조에 압력을 가해 세포 흐름을 시작합니다.저장조에서 유체가 흐르는 속도를 관찰하십시오. 유체 흐름이 초기 유속에 비해 상당히 느려진다면, 장착된 장치가 막혔을 가능성이 높으며 교체가 필요합니다. 폐쇄로 인해 증가한 전단력은 정상보다 더 많은 세포 사멸을 유발합니다.액체 수위가 저장조 바닥에서 약 2mm 정도 되었을 때, 레귤레이터를 빠르게 0 PSI로 돌려 흐름을 중단시키십시오. 저장조가 완전히 비워지기 전에 공기의 흐름을 멈추는 것이 중요한데, 그렇지 않으면 시료가 수집 저장조 밖으로 튕겨 나갈 수 있기 때문입니다. 그 다음, 유출 저장조에서 처리된 세포를 수집하여 마이크로 원심분리 튜브에 넣으십시오.실온에서 처리된 세포는 최대 10분 동안 물질을 계속 섭취합니다. 10분 후, 추가 배지를 사용하여 세포를 플레이트에 분주하거나 실험적 요구에 따라 세포를 계속 사용하십시오. 필요한 만큼 처리된 세포를 수집하기 위해 이 단계들을 반복하고, 칩이 막히면 필요에 따라 교체하며, 이후 각 샘플에 대해 막힌 장치는 폐기하십시오.막힘 현상을 최소화하기 위해 흐름 방향을 변경하십시오. 세포 수집이 완료되면 클립 암을 옆으로 밀어 리저버를 메인 홀더에서 조심스럽게 분리하십시오. 그 다음 재사용할 각 부품을 적절한 보관 용기에 넣고 신선한 70% ethanol로 채우십시오.마지막으로 사용한 모든 칩을 적절한 폐기를 위해 별도의 용기에 담습니다. HeLa 세포의 전달 효율과 세포 생존율을 측정하였습니다. 일련의 실험을 통해, 세 가지 서로 다른 미세유체 칩을 최대 600 millimeters per second의 속도 범위에서 테스트하였습니다.이러한 테스트 결과, 테스트한 모든 칩에서 유속이 증가함에 따라 3 kDa의 형광 접합 덱스트린이 세포 내로 더 잘 전달되는 것으로 나타났습니다. 또한, 유속의 증가는 테스트한 장치에서 세포 생존율을 약 20% 감소시키는 원인이 되었습니다. 이러한 수준의 세포 사멸은 상대적으로 낮은 수치이며, 부적절하게 설계된 장치에서는 이보다 훨씬 높게 나타나는 경우가 많습니다.왼쪽에 표시된 대조군 세포군으로의 Pacific blue 접합 덱스트린 흡수는 제한적인 표면 결합 및 내포 작용 효과의 결과입니다. 이 세포들은 처리군 세포들과 동일한 시간 동안 전달 물질에 노출되었습니다. 오른쪽은 대조군 세포들과 동일한 농도의 덱스트린에 노출된 상태로 미세유체 장치를 통과한 생존 세포군입니다.음영 처리된 영역의 세포는 전달되지 않은 것으로 간주되며, 선의 오른쪽에 있는 세포는 전달된 것으로 정의됩니다. 이 기술을 숙달하면 적절하게 수행했을 때 1시간 이내에 완료할 수 있습니다. 이 절차 이후에는 전달 효율 및 개발 후 재료의 기능성과 같은 추가적인 질문에 답하기 위해 다른 방법이나 수술 후 분석을 수행할 수 있습니다.이 기술은 재생 의학 분야의 연구자들이 직접적인 단백질 전달을 통해 성체 일차 세포의 세포 프로그래밍을 탐구할 수 있는 길을 열어주었습니다. 이 영상을 시청하고 나면, 원하는 응용 분야에 맞춰 셀 스퀴징(self squeezing) 시스템을 설정하고 작동하는 방법에 대해 충분히 이해하게 될 것입니다.

cell-squeezing-as-robust-microfluidic-intracellular-delivery

Research

연구

JoVE Journal

Bioengineering

생명공학

Microfluidic 장치를 사용하여 셀 캡처

소설 microfluidic 시스템을 수동 펌프의 현상과 사용자가 제어 유체 전달 시스템을 사용하여 개발되었습니다. 이 microfluidic 시스템의 사용의 저렴한 비용으로, 쉽게, 체적 정밀, 고속, repeatability 및 자동화 주어진 생물 학적 응용 프로그램의 다양한에서 사용될 수있는 잠재력이있다.

Microfluidic 장치에 수동 펌핑을위한 고속 비말 기반 전달 시스템

세포 및 입자의 관성 주문과 monodisperse 드롭 생성을 결합하여, 우리는 kHz에서 속도에서 한 방울의 세포 또는 입자의 원하는 숫자를 캡슐하는 방법을 설명합니다. 우리는 두 번 단일 및 이중 입자 술을 정렬되지 않은 캡슐 분들을 초과 효율성을 보여줍니다.

높은 처리량 마이크로 캡슐 단일 셀 및 다중 셀

우리는 마이크로 스케일 세포 자극 실험에 자동 세포 배양 및 심문 플랫폼을 개발했습니다. 플랫폼은 양성 세포의 작은 인구를 자극 분자 분석을위한 해물을 복구하는 간단한 다목적 및 정밀한 컨트롤을 제공합니다. 플랫폼은 물론 귀중한 세포 및 / 또는 시약을 사용하는 연구에 적합합니다.

마이크로 스케일 세포 자극 실험을위한 다목적 자동화 플랫폼

물방울 인터페이스 지질 이중층에 대한 미세 유체 분사는 막 비대칭, 횡단 단백질의 결합, 재료의 캡슐화 제어와 소포를 생성 할 수있는 신뢰할 수있는 방법을 제공합니다. 이 기술은 구획화 된 생체 분자가 소망되는 생물학적 시스템의 다양한 연구에 적용 할 수있다.

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미세 유체 와류를 이용한 일렉트로 플랫폼은 정확하고 독립적 인 투여 량 제어와 동일한 세포 집단에 여러 분자의 순차적 전달을 위해 개발되었다. 시스템의 크기에 기초하여 목표 셀 정제 단계 이전 일렉트로 분자 전달 효율 및 처리 된 세포의 생존 능력을 향상시키는 데 도움.

마이크로 소용돌이를 이용한 순차 분자 전달을위한 Electroporator을

여기에서는 고효율 단세포 분리 및 장기 클론 배양을 가능하게 하는 새로운 마이크로웰 설계 개념을 활용하는 미세유체 플랫폼으로 단일 세포를 분리 및 배양하기 위한 프로토콜을 제시합니다.

높은 처리량 단일 세포의 분리 및 문화를위한 미세 유체 플랫폼

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 초음파 조영제에 의해 유도된 초음파 조영제에 의해 유도된 초음파 포기화를 통해 세포에 급속한 분자 전달을 위한 저비용 acoustofluidic 장치의 조립 및 작동을 설명합니다.

세포에 분자 화합물의 향상된 전달을 위한 부동 유체 장치의 조립 및 작동

본 프로토콜은 최소한의 사용자 개입으로 수백 개의 초파리 멜라노가스터 배아를 정렬, 고정 및 정밀하게 압축할 수 있는 미세유체 시스템의 설계, 제조 및 특성화를 설명합니다. 이 시스템은 자극 후 분석을 위한 샘플의 고해상도 이미징 및 회수를 가능하게 하며 다른 다세포 생물학적 시스템을 수용하도록 확장할 수 있습니다.

고처리량 미세유체 압축 시스템을 통한 다세포 유기체의 기계자극

배우세요 미세유체 장치를 이용한 기계적 변형을 통해 대분자를 세포 내로 효율적으로 전달하는 방법을. 이 기술은 어려운 세포 유형에 대한 물질 전달과 암 치료 및 면역 세포 조작에 응용됩니다.

강력한, 미세 유체 세포 내 전달 플랫폼으로 휴대 뒤쪽에서

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