Mechano-Node-Pore 감지: 다중 파라미터 단일 셀 점탄성 측정을 위한 신속한 무표지 플랫폼

우리는 단일 세포의 기계적 표현형을 위한 전자 기반 미세유체 플랫폼을 제시합니다. 특히, 우리는 초당 최대 10 셀의 처리량으로 단일 셀 탄성 및 점성 특성을 측정합니다. 당사의 방법은 최소한의 샘플 준비가 필요하고 간단한 전자 측정을 활용하여 값 비싼 광학 하드웨어 및 복잡한 이미지 분석을 대체하며 비파괴 적이므로 당사의 접근 방식은 다운 스트림 분석과 호환됩니다.

Mechano-NPS는 1차 샘플을 포함한 많은 세포 유형에 적용되었으며 단일 세포 점탄성에 대한 세포하 성분의 영향을 측정했습니다. 세포 행동을 이해하고, 질병 진행을 결정하거나, 약물 반응을 모니터링하는 데 사용할 수 있습니다. 시작하려면 플라즈마 챔버에서 플라즈마 처리 된 구성 요소를 제거하십시오.

미리 만들어진 전극으로 유리 기판 위에 메탄올과 탈이온수의 2:1 용액을 피펫팅합니다. 그런 다음 피쳐 면이 아래로 향하도록 PDMS 몰드를 유리 기판 위에 놓습니다. 장치를 스테레오스코프 아래에 놓아 정렬을 조정합니다.

정렬된 장치를 베이크하여 장치 제작을 완료합니다. 압력 소스, PCB, 벤치탑 하드웨어 및 데이터 수집 소프트웨어를 준비합니다. 다음으로, 클램프 헤더 핀을 PCB의 구멍에 맞추고 클램프 스프링 장착 핀을 미세 유체 장치의 전극 접촉 패드에 맞 춥니 다.

그런 다음 클램프 헤더 핀을 PCB 구멍에 삽입하여 스프링 장착 핀이 전극 접촉 패드와 정렬되어 있는지 확인합니다. 전자 하드웨어를 설정하고 연결합니다. 다음으로, 값을 설정하여 데이터 수집 세션을 초기화하고 수집을 위한 샘플 속도를 설정합니다.

배양하고 선택한 세포주의 적절한 세포 배양 프로토콜에 따라 세포를 준비하였다. 그런 다음 밀리리터 당 100, 000 및 500, 000 세포 사이의 농도로 2 % FBS 및 1X PBS의 준비된 용액에 세포를 현탁시킵니다. 실험 기간 동안 세포를 얼음 위에 두십시오.

세포를 미세 유체 장치에 넣으려면 면도날로 폴리 테트라 플루오로 에틸렌 튜브 30cm를 자릅니다. 주사기를 사용하여 세포 샘플을 튜브 끝에 떨어뜨리고 동일한 끝을 장치 입구에 연결합니다. 마지막으로 튜브의 반대쪽 끝을 미세 유체 압력 컨트롤러에 연결합니다.

실험을 실행하려면 압력 컨트롤러 소프트웨어에서 원하는 일정한 구동 압력을 설정하고 샘플이 장치를 채우도록 합니다. 미세 유체 채널에 기포가 형성되면 막 다른 충전물을 사용하십시오. 장치 콘센트를 막고 입구에 낮은 압력을 가하여 가스 투과성 PDMS를 통해 공기를 강제로 배출합니다.

그런 다음 전원 공급 장치의 전압 노브를 돌려 원하는 전압을 설정하고 켜기 버튼을 눌러 전압을 활성화합니다. 전류 전치를 켜십시오.amp 감도를 가능한 한 낮게 설정하십시오. 또는 프리앰프에 과부하가 걸리거나 DAQ의 최대 아날로그 입력 전압을 초과하지 않고 게인을 최대한 높게 설정하십시오.

MATLAB 리본 메뉴에서 녹색 Run 버튼을 눌러 데이터 수집 스크립트 NPS를 시작합니다. m을 클릭하고 데이터 샘플링 및 저장을 시작합니다. 실험을 종료하려면 라이브 플롯 창의 왼쪽 하단에 있는 중지 버튼을 눌러 데이터 수집 스크립트를 종료합니다.

그런 다음 On 버튼을 눌러 전원 공급 장치 출력을 비활성화합니다. 마지막으로 압력 컨트롤러 소프트웨어에서 압력 소스를 제로 압력으로 설정합니다. 데이터 분석을 위해 원시 신호는 잡음을 필터링하고 유의한 성분을 추출하기에 충분한 신호 대 잡음비를 가져야 합니다.

비판적으로, 각 노드의 전류 신호 상승은 차동 신호에서 서브펄스를 쉽게 식별할 수 있을 만큼 충분히 견고해야 합니다. 악성 MCF-7 세포는 비악성 MCF-10A 세포보다 더 큰 wCDI 분포를 가지며, 이는 악성 MCF-7 세포가 비악성 MCF-10A 세포보다 더 부드럽다는 것을 나타낸다. 라트룬쿨린으로 처리된 MCF-10A 및 MCF-7 세포는 wCDI의 증가를 나타낸다.

두 가지 일차 세포 유형을 분화하는 뚜렷한 wCDI 분포는 LEP 세포가 MEP 세포보다 부드럽다는 것을 나타냅니다. 비악성 MCF-10A 및 미처리 MCF-10A 및 MCF-7은 즉시 회복되는 세포의 비율이 더 높으며, 이는 악성 또는 라트룬쿨린 처리된 대응물보다 점도가 낮음을 나타냅니다. 라이브 전류 판독값이 비정상적으로 나타나면 실험을 중지하고 미세유체 채널을 검사하십시오.

세포가 입구에서 출구로 자유롭게 흐르도록 기포가없고 막힘이 없는지 확인하십시오. 당사의 방법은 세포에 해를 끼치 지 않기 때문에 RNA-seq 또는 면역 형광과 같은 다운 스트림 분석을 수행 할 수 있습니다. 이것은 세포가 뚜렷한 기계적 표현형을 갖는 몇 가지 근본적인 이유를 밝히는 데 도움이 될 수 있습니다.