Name: 프로토 타입 소형 흐름 사이토와 동반자 미세 유체 혼합 기술의 감소 - 중력 환경 하드웨어 데모 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-11-13T15:00:00.000+00:00
Duration: 13 min 59 s
Description: 학습하세요 저중력 환경에서 소형 흐름 사이토미터를 운영하는 방법을 탐구하세요. 이 연구는 우주 비행 건강 진단 기술의 타당성을 입증하고 무중력 상태에서 장비 성능 변화를 식별합니다.

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하드웨어 개발은​​ NASA SBIR 계약의 NNX09CA44C 및 NNX10CA97C에 의해 지원되었다. 광학 블록 및 샘플 로더 시위에 대한 데이터 분석은 NASA 단계 III 계약 NNC11CA04C에 의해 지원되었다. 인간 혈액 수집은 NASA IRB 프로토콜 # SA-10-008를 사용하여 수행 하였다. 내쇼날 인스트루먼트의 의료 기기 그랜트 프로그램을 통해 제공되는 제어 / 수집 소프트웨어. 마이크로 칩에 대한 금형은 존스 홉킨스 미세 시설 및 나노 시스템에 대한 하버드 센터에서 이루어졌다. 오토 J. Briner 복음과 누가 복음 제피 (DNA 의학 연구소) 비행 주 동안 2010 년 여름 NASA 비행 영상 직원이 제공하는 비디오 영상 중에 랙 어셈블리에 도움. 카를로스 바리 (DNA 의학 연구소) 사진과 그림 도움을 제공했다. 기술 2010 프로그램에 대한 공간 환경으로의 촉진 액세스, NASA 감소 중력 사무실, 인간의 적응 및 대책 부, NASA 글렌 연구 센터에 대한 특별 감사,ZIN 기술, 및 인간 연구 프로그램.

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</ol>

유진 Y. 찬, 캔디스 배, 줄리아 Z. 샤프는 DNA 의학 연구소, 상업 기업을 통해 신청 관련 기술 특허에 발명자이다.

여기에 설명 된 방법은 지상 시험 비교 결과, 2010 FAST 포물선 항공편 중 주요 기술 구성 요소 (샘플 로딩, 미세 유체 혼합 및 광 검출)을 효과적으로 시연 가능. 여기에 기술 교육 및 SOP 방법은 특히 효과적이었고, 포물선 비행 온보드 사용할 수없는 것입니다 연습 시위에 의존 도구와 다른 &#39;목발&#39;의 존재를 조명하는 데 도움이. 개선을위한 지역 봉쇄와 레이아웃을 포함한다. 사용자 정의 아크릴 구성 요소는 봉쇄 목적을 위해 충분히 강력하지 않을 수 있습니다. &#39;글러브&#39;상자가 중력 전환하는 동안 기내 승객 치고 이후 거친 비행기 착륙하는 동안 무너졌다. 미세 유체 칩에 연결된 튜브는 잠시 오두막 환경에 음식 염료 누출, 파랑 - 노랑 염료 혼합 데모 중 벗겨되었다. 이 중 고정 될 필요가마이크로 보어 튜브를 다시 연결하는 것은 손재주와 사용자의 안정성을 필요로하기 때문에 특히 어려웠다 고 g 간격. 레이아웃의 관점에서, 기립 높이에서 노트북...

현재의 공간을 준비 건강 진단의 무능력은 깊은 유인 우주 탐사에 대한 제한 요소를 제공합니다. 진단, 종합 감소 중력에서 사용하기 쉬운, 그리고 발사 및 우주 비행 (예를 들어, 높은 G-힘, 진동, 방사선, 온도 변화 및 기내 압력 변화)의 스트레스에 의해 상대적으로 영향을받지 않을 필요가있다. 현장 진료 검사 (POCT)의 발전은 작은 환자 표본 (예를 들어, 손가락 찌르기), 단순하고 작은 유체 공학 (즉, 미세 유체)의 사용을 통해 효과적인 우주 비행 솔루션 번역 및 기타 중, 전력 요구 사항을 줄일 수 있습니다 장점. 하나 매력적인 방식은 셀 카운팅과 바이오 마커 정량뿐만 아니라 상당한 소형화 전위 향해 포함한 때문에 기술의 광범위한 효용의 공간 POC 대해 유동 세포 계측법이다. 이전 공간 관련 유동 세포 계측기는 &#39;핵 포장 effic 포함iency &#39;동시 아크 램프 유도 형광 및 전자 볼륨 (풀 베는 볼륨) 측정 1-4 사용 (NPE) 악기, 대표 사이토 상대적으로 작은 벤치 탑 흐름&#39;무중력 &#39;5시 데이터 세포 계측법 실시간 흐름의 1 세대, &#39;사이토 쉬스 마이크로 플로우&#39;는 4 - 5 부분으로 백혈구 (WBC) 차동 수있는 5 μL 전체 혈액 샘플 6-9를 전처리하고, 사용하는 &#39;광섬유 기반의&#39;최근 국제에 내장 된 테스트의 유동 세포 계측기 우주 정거장 10. 잠재적 인 공간 응용 프로그램에 대한 평가 진단 기술은 일반적으로 무중력 상태 (예를 들어, 무중력, 화성의 중력) (11)의 선택 수준을 시뮬레이션하기 위해 약 포물선 비행 궤도를 사용 감소 중력 항공기 수행됩니다. 비행의 기회가 제한되어 있기 때문에 평가가 도전, repet미세 중력의 짧은 창을 직관적으로 어려운 방법이나 일반적으로 20 ~ 40 초 이상 중단 기간을 필요로 프로세스를 평가하기 위해 할 수 있습니다, 시위 쉽게 기내 12-15 활용되지 않은 추가 장비가 필요할 수 있습니다. 또한, 체외 진단 (IVD) 기술의 사용, 또는 감소 중력을 위해 설계의 이전 시위는 제한되어 있으며 많은 작업이 게시되지 않은 남아있다. 상기 유동 세포 계측기에 더하여, 문헌에 기술 된 다른 공간 관련 IVD-기술은 자동화 12 사이토 카메라 기반 면역 표현형 애플리케이션 16 전혈 염색 장치, 통합 전위차, amperometry 및 conductometry위한 휴대용 임상 분석기를 포함 12,17, 진단 플랫폼 1 &#39;CD에 랩&#39;확산 기반 혼합 및 분리 (18), 및 회전에 의존하는 분석 정량 분석을위한 미세 유체 &#39;T-센서&#39;장치9,20. 장치 평가가 가능하도록 시도 (또는 가능한 무엇인지 파악) 할 때 감소 중력 테스트를 처음으로 사용하는 사람은, 또한 체외 진단 관련이없는 포물선 비행 시범을 보일 수 있습니다. 잘 문서화 비행 준비, 기내 전략, 비행 시험 장비와 다른 이전 의료 또는 생물학적 실험에서 데모 표 1 ~ 15, 21 ~ 35에 포함되어 있습니다. 이 때문에 수동 비행 작​​업, 전문 장비의 사용 및 실험 봉쇄의 포함에 유익 할 수있다. <table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0"><tbody><tr height="17"><td height="17" style="height:17px;width:133px;"> 범주 </td><td style="width:497px;"> 예 </td></tr><tr height="40"><td height="40" style="height:40px;width:133px;"> 응급 의료 </td><td style="width:497px;"> 기관 삽관 (후두경 유도에 매닉21)에서, 심장 생활 지원 (마취 돼지) (22) </td></tr><tr height="20"><td height="20" style="height:20px;width:133px;"> 외과 치료 </td><td style="width:497px;"> 복강경 수술 (영상 (24, 25), 마취 된 돼지 23 시뮬레이션) </td></tr><tr height="41"><td height="41" style="height:41px;width:133px;"> 의학 화상 진찰 또는 생리 평가 </td><td style="width:497px;"> 하체 부압 실 (26), 도플러 유량계 (헤드 장착) (27), 중심 정맥압 모니터 (28)와 초음파 </td></tr><tr height="65"><td height="65" style="height:65px;width:133px;"> 전문 생물학적 장비 </td><td style="width:497px;"> 마이크로 플레이트 리더 (및 기내 글로브 박스) (29), 세포주기 실험 30, 현미경 용 온도 제어 시스템 (시야, 위상차, 및 멀티 채널 형광 능력) (15), 모세관전기 영동 장치는 비디오 현미경 (31)에 결합 </td></tr><tr height="20"><td height="20" style="height:20px;width:133px;"> 다른 </td><td style="width:497px;"> 관찰 집게 (32)와 공장 수확, 포함 된 쥐 33, 34 및 물고기 (35) </td></tr></tbody></table> 잘 설명 된 방법 / 실험을 표 1. 포물선 비행 데모 예제 앞의 예에서 확장하여 성공적인 비행 시위에 더 큰 통찰력을 제공하기 위해, 우리는 포물선 비행 시험 장비의 일부로서 관련 미세 유체 혼합 기술의 유동 세포 계측기 프로토 타입의 건설 및 운영을위한 모듈 형 및 적응 절차를 제시한다. 장비는 샘플 로딩, 미세 유체 혼합, 형광 입자 검출 시연을 가능하게하고, 공간 환경에 2010 년 NASA의 촉진 액세스 (FAST) 포물선 flig 온보드 테스트되었습니다9 월 29 일부터 10 월 1 일에 비행 HTS는 2010 년이 시위는 손가락 끝 크기의 혈액 샘플을로드 희석 또는 시약과 혼합되는 잠재적 인 장치 워크 플로우의 각각 시작, 중간 및 끝에서 끌어, 광학을 통해 분석 검출. 소형 장치에 흐름 cytometer 스케일링 혁신과주의 부품 선택이 필요합니다. 사용자 정의 및 기성 구성 요소는 마지막 구성 요소 선택의 가장 초기 근사치로 선정, 여기에 사용되며, 다른 혁신의 설계에 적용 할 수 있습니다. 프로토 성분 선택의 윤곽을 따라 설치가 감싸고 조립 골격로서의지지 구조체에 대하여 설명한다. 프로토 타입 구성 요소는 위치를 할당 확보, 성공적인 실험에 필요한 추가 구성 요소와 함께 제공됩니다. 주의는 표준 운영 절차 (SOP) 개발, 교육 및 기타 물류를 포함하는 더 추상적 인 절차에 이동합니다. 마지막으로, 데모 특정 절차는설명. 특정 프로토 타입 여기를 구현하지만 여기에 설명 된 전략과 장비 구성 요소 (예를 들어, 현미경, 아크릴 상자, 등) 지원의 선택, 감소 된 중력 환경에서 어떤 혈액 진단 장비를 테스트에 관련된 일반적인 문제와 도전 이야기 . 2010 년에 위치한 두 개의 달 중력은 (약 1/6 지구 중력을 달성) 궁극적으로이 3 일에 걸쳐 일정이 변경 되었더라도 두 개의 마이크로 중력 비행은 4 일에 걸쳐 예정되었다. 데모는 수정 개인적으로 운영, 좁은 바디 제트 여객기 36 내장 하였다. 각 비행은 각각 높은 중력이 감소 - 중력 상태의 20 ~ 25 초 다음에 (약 1.8 g)의 20 초를 산출, 30 ~ 40 포물선을 제공했다. 포물선의 절반이 실행 된 후, 비행기는 턴어라운드 비행기를 활성화하고 체육 동안 착륙 지점을 향해 다시 머리를 수평 비행에서 약 5 ~ 10 분 동안 일시 중지포물선의 나머지 부분을 rforming.

<table><tbody><tr><td>마이크로 에어 펌프</td><td>스마트 제품, Inc.</td><td>AP-2P02A</td><td>최대 압력 = 6.76psi, 1.301" x 0.394" x 0.650", 0.28oz(8g), Smart Products</td></tr><tr><td>차압 센서</td><td>Honeywell International, Inc.</td>에서 직접 사용 가능<td>ASDX015D44R</td><td>범위&nbsp; 0-15psi; 0.974" x 0.550" x 0.440", 0.09oz(2.565g); 공급업체: Digi-Key 및 Mouser Electronics</td></tr><tr><td>경질 플라스틱 바이알(소형 크기)</td><td>Loritz & 어소시에이츠, Inc.</td><td>55-05</td><td>폴리스티렌; ID 0.81"(20.6mm), IH 2.06"(52.4mm); LA Container Inc.에서 직접 구매 가능; Dynalab Corp.에서 제공하는 유사한 제품</td></tr><tr><td>라텍스 검사 장갑</td><td>Dynarex Corporation</td><td>2337</td><td>가운데 손가락은 유체 소스 바이알의 라텍스 다이어프램에 사용됩니다.&nbsp; 기타 브랜드(예: , Aurelia &reg> </tr><tr><td>광학 접착제</td><td>Norland 제품</td><td>NOA 88</td><td>저가스 방출 접착제; Norland에서 직접 사용 가능; Edmund Optics Inc.에서도 입수</td></tr> 가능<tr><td>3-방향 솔레노이드 밸브</td><td>LEE Company</td>는 가스 밸브<td>를 LHDA0531115H</td><td>하지만, 액체와 함께 작동할 수 있습니다; 1.29" L, 0.28" D.&nbsp; 단종되었습니다.&nbsp; The LEE Company에서 유사한 제품을 구입할 수 있습니다.</td></tr><tr><td>체적 유량계</td><td>OMEGA Engineering inc.&nbsp;</td><td>FLR-1602A</td><td>비접촉식 유량계를 강력히 선호합니다.&nbsp; nl/min에서 최대 5ml/min의 유량을 위해 SENSIRION LG16 OEM 액체 유량 센서를 권장합니다.</td></tr><tr><td>PCD-mini 광자 검출기&nbsp;</td><td>Sensl</td><td>PCDMini-00100</td><td>형광 검출용, Sensl</td></tr><tr><td>Accelerometer</td><td>Crossbow Technology, Inc.에서</td> 직접 구매 가능<td>CXL02LF3</td><td>3-demensional 힘 감지.&nbsp; NASA가 DMI에 공급했습니다. Vernier Software & 에서 사용 가능한 유사한 제품 테크놀로지, LLC.&nbsp;</td></tr><tr><td>실체현미경</td><td>AmScope</td><td>SE305R-AZ-E</td><td></td></tr><tr><td>CCD 카메라</td><td>Thorlabs</td><td></td><td>DCU223C 1,024 x 768 해상도, 컬러, USB 2.0; Thorlabs</td></tr><tr><td>USB 및 CCD 카메라용 트리거 케이블(입력/출력)에서</td> 직접 사용 가능 <td>Thorlabs</td><td>CAB-DCU-T1</td><td>Thorlabs</td></tr><tr><td>Microbore 튜빙</td><td>Saint-Gobain Corporation</td>에서 직접 사용 <td>가능AAD04103</td><td>타이곤&reg;; ID 0.02", OD 0.06", 500피트, 0.02인치 벽. 공급업체: VWR, Thermo Fisher Scientific Inc.</td></tr><tr><td>중공 강철 핀</td><td>뉴잉글랜드 소형 튜브</td><td>(맞춤형)</td><td>0.025" OD, 0.017" ID, 0.500" L, 스테인레스 스틸 튜브, 유형 304, 절단, 디버링, 부동태화; 마이크로보어 튜빙 연결, 칩 튜빙 연결</td></tr><tr><td>가능 슬라이드 클램프</td><td>World Precision Instruments, Inc.</td><td>14042</td><td>World Precision Instruments</td></tr><tr><td>Leur 어댑터 피스</td><td>World Precision Instruments, Inc.</td>에서 직접 사용 가능<td>14011</td><td>World Precision Instruments</td></tr><tr><td>Silicon wafer</td><td>Addison Engineering, Inc.</td>에서 직접 사용 가능<td></td><td>6" 지름; SU-8 금형 제작</td></tr><tr><td>Polydimethylsiloxane (PDMS) 엘라스토머 경화제</td><td>Dow Corning</td><td>3097358-1004</td><td>공급업체: Global Industrial SLP, LLC</td></tr><tr><td>Needle (23 게이지), 베벨 팁</td><td>Terumo Medical Corporation</td><td>NN-2338R</td><td>초박형 벽; 23 G x 1.5"; 22 G도 사용 가능; 공급업체: Careforde, Inc.,&nbsp; 포트 시티 의료</td></tr><tr><td>디스펜싱 바늘 (23 게이지), 무딘 팁</td><td>CML 공급</td><td>901-23-100</td><td>23 G x 1 "; &nbsp; CML 공급</td></tr><tr><td>커버 유리</td><td>Thermo Fisher Scientific, Inc.</td>에서 사용 가능<td>12-518-105E</td><td>Gold Seal&trade; 비부식성 붕규산 유리; PDMS 칩 커버용; 24 x 60 mm; Thermo Fisher Scientific, Inc.에서 구매 가능</td></tr><tr><td>진공 펌프</td><td>Mountain</td><td>MTN8407</td><td>PDMS 탈기용; 공급 업체:&nbsp; 라이더 시스템, Inc.&nbsp;</td></tr><tr><td>진공 챔버</td><td>Thermo Fisher Scientific, Inc.</td><td>5311-0250</td><td>Nalgene&trade; 투명 폴리카보네이트; Thermo Fisher Scientific, Inc.에서 입수</td></tr> 가능<tr><td>플라즈마 클리너</td><td>Harrick Plasma</td><td>PDC-32G</td><td></td></tr><tr><td>손 돋보기</td><td>Mitutoyo</td><td>183-131</td><td>~15인치에서 볼 수 있도록 역방향으로 사용하십시오.</td></tr><tr><td>에탄올</td><td>캐롤라이나</td><td>861283</td><td>칩 청소용. 밀리포어 물을 사용하여 70%로 희석합니다.</td></tr><tr><td>정수 시스템</td><td>Thermo Fisher Scientific, Inc.</td><td>D11901</td><td>Thermo Fisher Scientific, Inc.에서 직접 구매 가능</td></tr><tr><td>광기계 변환 마운트</td><td>Thorlabs</td><td>K6X</td><td>6-Axis Kinematic Optic Mount; 단종된 제품; 신제품(K6XS)은 Thorlabs</td></tr><tr><td>Laptop</td><td>Hewlett-Packard</td><td>VP209AV</td><td>HP Pavilion Laptop running Windows 7</td></tr><tr><td>Laptop tray (spring loaded)</td><td>National Products, INC.</td>에서 직접 구매 가능합니다.<td>램-234-3&nbsp;</td><td>RAM 터프 트레이&트레이드;. 10-16인치 너비의 노트북을 수용할 수 있습니다.</td></tr><tr><td>USB 스플리터</td><td>Connectland Technology Limited</td><td>3401167</td><td></td></tr><tr><td>USB 데이터 수집 카드 (8 아날로그 입력, 12 디지털 I/O)</td><td>내쇼날인스트루먼트</td>NI <td>USB-6008</td><td>12-비트, 10 kS/s 저가형 다기능 DAQ</td></tr><tr><td>USB 데이터 수집 카드 (16 아날로그 입력, 32 디지털 I/O)</td><td>내쇼날인스트루먼트</td>NI <td>USB-6216</td><td>16-비트, 400 kS/s 절연 M 시리즈 MIO DAQ, 버스 전원</td></tr><tr><td>컨트롤/ 취득 소프트웨어</td><td>National Instruments</td><td>LabVIEW 2009</td><td>맞춤형 코드 내쇼날인스트루먼트(NI) LabVIEW&nbsp;</td></tr><tr><td>3D 솔리드 모델링 소프트웨어</td><td>Dassault Syst&egrave; MES 솔리드 웍스 Corp.</td><td>솔리드 웍스 2011</td><td></td></tr><tr><td>2D 모델링 소프트웨어</td><td>오토 데스크</td><td>오토 게이트 LT 2008</td><td></td></tr><tr><td>수직 장비 랙</td> <td>(NASA 제공)</td> <td>N / A</td><td></td></tr><tr><td>솔리드 알루미늄 광학 브레드 보드</td><td>Thorlabs</td><td>MB2424</td><td>24 "x 24"x 1/2", 1/4"-20 탭; Thorlabs</td></tr><tr><td>산업용 철강 및 경화제</td>에서 직접 사용 가능 <td>JB Weld Company</td><td></td><td>J-B 용접 강철 강화 에폭시 접착제</td></tr><tr><td>마이크로 헤마토크릿 캐필러리&nbsp;</td><td>Fisher Scientific</td><td>22-362-574</td><td>내부 직경 1.1 - 1.2 mm</td></tr><tr><td>1 ml 주사기</td><td>Henke-Sass, Wolf</td><td>4010.200V0</td><td>NORM-JECT&reg;; 공급업체: Grainger, Inc.</td></tr><tr><td>인간 적혈구</td><td>혁신적인 연구</td><td>IPLA-WB3</td><td>공급업체에 의해 검사되고 음성으로 판명되었습니다: HBsAg, HCV, HIV-1, HIV-2, HIV-1Ag 또는 HIV 1-NAT, ALT, 그리고 FDA 승인 방법에 의한 매독. 어떤 테스트 방법도 감염원의 부재를 100% 확실하게 보장할 수 없기 때문에 인간 유래 제품은 잠재적으로 감염될 수 있는 인간 혈청 또는 혈액 표본에 대해 미생물 및 생물 의학 실험실의 생물 안전성에 대한 미국 보건 복지부 매뉴얼에 제안된 대로 처리해야 합니다.</td></tr> 인<tr><td>산염 완충 식염수 농축액</td><td>P5493</td><td>SIGMA</td><td>10x; 1x</td></tr><tr><td>Tween</td><td>P9416</td><td>SIGMA</td><td>로 희석트윈&reg; 20</td></tr><tr><td>원심분리기</td><td>LW Scientific</td><td>STRAIGHT8-5K</td><td>스윙 아웃 8개 원심분리기.&nbsp; 공인 대리점을 통해 구입할 수 있습니다.&nbsp; 다른 원심분리기는 LW Scientific에서 직접 구입할 수 있습니다.</td></tr><tr><td>HD 비디오 레코더</td><td>Sony</td><td>MHS-CM5</td><td></td></tr><tr><td>오렌지 형광 핵산 염색</td>제 <td>Invitrogen</td><td>S-11364</td><td>SYTO&reg; 83 오렌지 형광 핵산 염색제.&nbsp; DMSO 용매에 보관됩니다. 항상 권장되는 개인 보호 장비를 착용하십시오. 특별한 취급 조언이 필요하지 않습니다.</td></tr><tr><td>형광 계수 구슬</td><td>Invitrogen</td><td>MP 36950</td><td>CountBright&trade; 절대 계수 구슬.&nbsp; 항상 권장되는 개인 보호 장비를 착용하십시오. 특별한 취급 조언이 필요하지 않습니다.</td></tr></tbody></table>

프로토 타입 소형 흐름 사이토와 동반자 미세 유체 혼합 기술의 감소 - 중력 환경 하드웨어 데모

Reduced-gravity Environment Hardware Demonstrations of a Prototype Miniaturized Flow Cytometer and Companion Microfluidic Mixing Technology

최근까지, 우주 비행사 혈액 샘플, 기내 수집 된 우주 왕복선에 지구로 전송하고, 지상 실험실에서 분석 하였다. 인간이 낮은 지구 궤도를 넘어 여행하는 경우, 공간 준비, 현장 진료으로 전환 (POC) 테스트가 필요합니다. 이러한 시험 발사 및 우주 비행의 스트레스에 의한 종합 감소 된 중력 환경에서 수행하기 쉽고, 영향을받지 할 필요가있다. 수많은 POC 장치는 실험실 규모 대응을 모방하기 위해 개발되었지만, 가장 좁은 애플리케이션을 가지고 거의 기내, 감소 된 중력 환경에서 사용이 입증. 사실, 감소 중력에서 생물 의학 진단의 시위는 새로운 기술을 테스트하고자 할 때 어려운 구성 요소의 선택과 특정 물류 도전에 접근 할 수있게, 모두 제한됩니다. 빈 공간을 채울 수 있도록하기 위해, 우리는 건설 및 운영 프로토 타입 혈액 진단 장치 및 그 관련 페이지에 대한 모듈 식 방법을 제시하고 있습니다포물선 비행 감소 중력 기내 비행 테스트를위한 기준을 충족 arabolic 비행 시험 장비입니다. 이 방법은 첫 번째 비행 감소 중력 유동 세포 계수기의 테스트 및 동반자 미세 유체 혼합 칩 장비의 조립에 초점을 맞추고있다. 구성 요소는 microvolume 샘플 로더로 다른 디자인 및 일부 사용자 지정 구성 요소에 적용 할 수 있으며 마이크로 믹서이 특히 관심의 대상이 될 수있다. 방법은 다음의 변화는 사용자 교육, 표준 운영 절차 (SOP)의 개발, 및 기타 문제와 관련하여 성공적인 비행 시험을 준비하기 위해 가이드 라인과 제안을 제공함으로써, 비행 준비에 초점을 맞추고있다. 마지막으로, 우리의 시위에 특정 비행 실험 절차가 설명되어 있습니다.

실체 현미경에 장착 된 CCD 카메라로 볼 때 마이크로 믹서의 데모 대표 결과, 그림 7에 나타납니다. 혈액 / 식염수와 파란색 / 노란색 염료 : 혼합은 시각적으로뿐만 아니라 유체의 두 세트를 포함하는 실험 종료 채널에 나선 어느 지점에서 평가 될 수있다. 출판물 38-40에 나타낸 바와 같이 2 차원 화상의 정량 분석은, 서로 다른 영역에서의 채널 폭에 걸쳐 균일 그늘의 결정을 포함 할 수있다. 자세한 내용은 보충 그림 1을 참조하십시오. 미세 유체 칩에 의해 거품 취급을 보여주는 보충 그림 2를 참조하십시오. 광학 블록 및 샘플 로더 시위의 입자 검출 결과는 각각 그림 7 (c) 및 D에 나타납니다. 형광 표지 백혈구의 광학 블록 검출 (FIgure 7C) ...

우주 비행 혈액 진단은 혁신이 필요합니다. 몇몇 시위, 기내 감소 중력 건강 진단 기술을 설명하는 발표되었다. 여기에서 우리는 구성 요소와 다른 설정에 적용 할 준비 전략과 프로토 타입 현장 진료 흐름 세포 계측법 설계를위한 포물선 비행 시험 장비의 건설 및 운영을위한 방법을 제시한다.

Until recently, astronaut blood samples were collected in-flight, transported to earth on the Space Shuttle, and analyzed in terrestrial laboratories. If ...

본 절차의 전반적인 목표는 다른 설정에도 잠재적으로 적용 가능한 구성 요소 준비 및 비행 중 절차를 사용하여, 저중력 포물선 비행 중에 소형 유세포 분석기를 작동시키는 것입니다. 이는 먼저 저중력 환경에서의 사용 편의성과 안전성을 위해 기성품 및 맞춤 제작 구성 요소를 신중하게 선택함으로써 달성됩니다. 두 번째 단계는 격리, 시각화 자동화 및 다수의 시연 촉진을 위한 추가 요소가 포함된 포물선 비행 테스트 리그 내에 구성 요소를 조립하는 것입니다.다음으로, 연구팀은 세심한 계획 수립, 프로토콜 개발 및 교육을 통해 성공적인 비행 실험을 준비합니다. 마지막 단계는 비행 중 다중 구성 요소 시연입니다. 궁극적으로, 포물선 비행 시험은 기술의 잠재적 우주 적용 가능성을 입증하고, 무중력 상태의 중력 변화 및 진동이 성능에 미치는 영향을 확인하는 데 사용됩니다.이 방법은 유세포 분석 및 관련 기술에 적용할 수 있을 뿐만 아니라, 저중력 상태에서의 다른 유형의 개별 진단 테스트, 특히 여러 번의 시연이나 트리거 절차가 포함된 모든 항목에 부분적으로 적용할 수 있습니다. 저희가 NASA와 함께 포물선 비행 시험을 준비할 때, 실제로 실험을 어떻게 최선으로 준비해야 하는지를 설명하는 비디오나 문헌이 거의 없었기 때문에 JO를 위해 이 영상을 제작하기로 결정했습니다. 저희는 이러한 정보를 얻기 위해 NASA 내 여러 부서의 적절한 담당자들과 소통하며 매우 열심히 노력해야만 했습니다.이 사례에서는 JoVE의 독자들이 이러한 비행에 적절히 대비할 수 있도록 해당 정보를 공유하고자 합니다. 저중력 조건에서 사용할 수 있는 간단한 유세포 분석 시스템을 구축하려면 여러 가지 유체, 광학 및 전자 프로토타입 부품이 필요합니다. 먼저 시스템을 구동하기 위해 무게와 전력 소모를 최소화한 압력 시스템을 준비하십시오.유체 시스템을 통해 소형 공기 펌프와 차압 센서를 연결합니다. 다음으로, 공기가 유입되지 않도록 충전 가능한 유체 공급 용기를 조립합니다. 이 용기는 탄성 고무 다이아프램, 단단히 고정 가능한 캡, 그리고 용기 하단의 공기 유입 튜브가 포함된 단단한 플라스틱 바이알로 구성됩니다.광학 접착제를 사용하여 공기 유입 튜브 연결 부위를 밀봉합니다. 캡 삽입 중 및 삽입 후 액체가 배출되는 것을 방지하기 위해 캡 배출 튜브 위에 임시 슬라이드 클램프를 설치합니다. 바이알을 로드하려면 공기 유입구에 연결된 주사기를 사용하여 다이아프램을 확장

reduced-gravity-environment-hardware-demonstrations-prototype

Research

연구

JoVE Journal

Biology

생물학

우리는 탄성 polydimethylsiloxane (PDMS) 기반 photolithographically 정의 정확한 볼륨을 닫고 기능을 더 추가 에너지를 필요가 없다 microvalve 배열을 제조 및 자동화 프로토콜을 보여줍니다. 병렬 subnanoliter 볼륨 믹서와 통합 microfluidic 재관류 시스템을 소개하는 부분이있다.

Microfluidic 칩은 탄성 Microvalve의 배열을 제어

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

이 작품에서 우리는 ~ 8 μs 두 솔루션을 혼합 수 microfluidic 믹서의 제조 및 사용을 설명합니다. 또한 자외선 형광 및 형광 공명 에너지 전달을 (무서워)를 사용 spectroscopic 감지 이러한 믹서의 사용을 보여줍니다.

단백질 접기 유학을위한 Microfluidic 믹서

이 프로토콜은 미세유체 소자를 사용하여 자동화된 소량(0.15–1.5ml) 입자 분리를 수행하기 위한 시스템 아키텍처를 설명하고 음향 유체 소자 성능 및 작동을 최적화하는 방법에 대해 설명합니다.

미세 유체 정밀 작은 볼륨 샘플 처리를위한 플랫폼 및 음향 마이크로 디바이스로 구분 생물 입자 크기의 사용

우리는 다수의 미세 채널에서 입자의 검출 및 사이징 다중화, 코드 분할 다중 접속 (CDMA)과 저항 펄스 센서 (RPS)를 결합하는 집적 표면 전극 네트워크와 미세 유체 플랫폼을 보여준다.

입자의 공간 추적을위한 멀티 플렉스 전자 감지와 미세 유체 플랫폼

여기 상세한 콜 로이드 반도체 nanocrystal 종합의 체계적인 특성에 대 한 모듈형 미세 심사 플랫폼의 운영 및 어셈블리 프로토콜이 있습니다. 완벽 하 게 조절 시스템 협정을 통해 매우 효율적인 스펙트럼 컬렉션 대량 전송 제어 샘플링 공간 내에서 4 배나 반응 시간의 척도 걸쳐 실시 수 있습니다.

콜 로이드 반도체 나노의 체계적인 연구를 위한 모듈형 미세 기술

우리는 1500 배양 장치, 향상된 연동 펌프의 배열및 현장 믹싱 계수로 구성된 복잡한 생명 기계에 대한 높은 처리량 연구를위한 미세 유체 시스템을 제시합니다. 미세 유체 칩은 생체 내 매우 복잡하고 역동적인 미세 환경 조건을 분석할 수 있게 해줍니다.

고처리량 미세 유체 장치를 사용하여 동적 환경 조건의 생성

이 프로토콜은 개방형 웰 형식과 유체 흐름 기능을 통합하는 재구성 가능한 멤브레인 기반 세포 배양 플랫폼을 설명합니다. 이 플랫폼은 표준 프로토콜과 호환되며 오픈 웰과 미세유체 배양 모드 간의 가역적 전환이 가능하여 엔지니어링 및 생명과학 실험실의 요구 사항을 모두 수용할 수 있습니다.

정적 장벽 조직 모델을 동적 미세생리학 시스템으로 변환

이 프로토콜은 미세소관 고분자 역학을 조사하는 데 적합한 미세유체 장치의 설계 및 제작에 대해 자세히 설명합니다. 미세 가공, 자동화된 흐름 제어 및 컴퓨터 모델링 기술의 합성은 세포 세포골격을 in vitro 프로빙하는 데 이상적으로 적합한 유연한 시스템을 가능하게 합니다.

미세소관 고분자 역학 조사를 위한 미세유체역학 기반 접근법 개발

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

학습하세요 저중력 환경에서 소형 흐름 사이토미터를 운영하는 방법을 탐구하세요. 이 연구는 우주 비행 건강 진단 기술의 타당성을 입증하고 무중력 상태에서 장비 성능 변화를 식별합니다.

프로토 타입 소형 흐름 사이토와 동반자 미세 유체 혼합 기술의 감소 - 중력 환경 하드웨어 데모

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