Name: Mechano-Node-Pore 감지: 다중 파라미터 단일 셀 점탄성 측정을 위한 신속한 무표지 플랫폼 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2022-12-02T14:20:00.000+00:00
Duration: 5 min 49 s
Description: 배우세요 단일 세포의 점탄성 특성을 측정하는 mechano-NPS 플랫폼을 활용한 기계적 표현형 분석 방법을. 전자 기반 마이크로유체 시스템으로 탄성과 점성을 동시에 측정하며, 최소한의 샘플 준비와 비파괴 분석이 가능합니다.

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이 연구는 NIBIB 1R01EB024989-01 및 NCI 1R01CA190843-01의 보조금으로 지원되었습니다. AL과 R. R.은 H2H8 협회 대학원 연구 펠로우십의 지원을 받았습니다. KLC는 National Science Foundation Graduate Research Fellowship과 Siebel Scholar Fellowship의 지원을 받았습니다.

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L. L. S는 2022년 7월 12일 발행된 미국 특허 제11,383,241호 "Mechano-node-pore sensing", J. Kim, S. Han 및 L. L. Sohn을 보유하고 있습니다.

이 기계 성형 기술을 사용하여 단일 셀의 기계적 특성을 측정하는 것은 장치 제조, 데이터 수집 및 데이터 분석의 세 단계로 구성됩니다. 각 단계에는 실험 결과에 큰 영향을 미칠 수있는 주목할만한 측면이 있습니다. 장치 제작 중에 정확하고 반복 가능한 결과를 얻으려면 일관된 채널 형상과 장치 간 균일성이 필수적입니다. 특히 각 장치의 측벽은 비교적 매끄러워야 하며(그림 4Ai) 복제 장치의 채널 높이는 비슷해야 합니다. 특히 수축 채널(그림 4Aii)에서 세포 흐름을 부분적으로 방해하는 결함이 있는 모든 장치는 폐기해야 합니다. 채널 지오메트리에서 식별 가능한 결함이 있는 장치를 사용하면 부정확하고 재현할 수 없는 결과가 발생합니다. 데이터 수집 중에 사용자가 데이터 수집 중에 채널에 막힘이 있음을 인식할 수 있어야 합니다. 예제 스크립트인 "NPS.m"(https://github.com/sohnlab/node-pore-se...

단일 세포는 역동적이고 점탄성 재료입니다1. 다수의 내부 및 외부 과정 (예 : 유사 분열의 발병 또는 세포 외 기질 [ECM]의 리모델링)은 구조와 구성 2,3,4에 영향을 미치며 종종 현재 상태를 보완하는 뚜렷한 생물 물리학 적 특성을 초래합니다. 특히, 기계적 특성은 세포 발달, 생리학 및 병리학의 중요한 바이오마커로 나타났으며, 표준 분자 및 유전적 접근 5,6,7을 보완할 수 있는 귀중한 정량적 정보를 산출합니다. 예를 들어, Li 등은 최근 약물 내성 및 약물 반응성 급성 전골수성 백혈병 세포 사이의 기계적 차이를 설명하면서 RNA-seq를 사용하여 차등적으로 발현된 세포골격 관련 유전자8를 밝혀냈습니다. 단일 세포 역학과 세포 기능 간의 복잡한 상호 작용을 이해함으로써 기계 분석은 기초 과학 및 임상 진단을 변화시키는 데 더 광범위하게 적용됩니다9.
단일 세포 역학을 측정하기 위해 가장 널리 채택되는 도구는 원자력 현미경(AFM)입니다. AFM은 세포 기계적 특성의 고분해능, 국부적 인 측정을 가능하게하지만 <0.01 cells/s10의 처리량으로 제한됩니다. 대안적으로, 부유된 단일 세포(11)를 포획하고 변형시키기 위해 2개의 발산 레이저 빔을 사용하는 광학 들것은 <1 cell/s(12)의 약간 더 높은 처리량으로 제한된다. 최근 미세유체 기술의 발전으로 신속한 단일 세포 기계적 평가를 위한 차세대 장치가 가능해졌습니다12,13. 이들 기술은 좁은 수축 채널(14,15), 전단 흐름(16) 또는 유체역학적 스트레칭(17)을 사용하여 10-1,000 cells/s(18)의 처리량으로 세포를 신속하게 변형시킨다. 이러한 접근 방식의 측정 속도는 기존 기술보다 훨씬 빠르지만 제한된 기계적 판독을 위해 높은 처리량 기능을 교환하는 경우가 많습니다(보충 표 1). 앞서 언급한 모든 신속한 미세유체 방법은 세포의 탄성 특성만 반영하는 이동 시간 또는 변형성 비율과 같은 기본 단일 매개변수 메트릭에 중점을 둡니다. 그러나 단일 세포의 고유 점탄성 특성을 고려할 때 세포의 견고하고 철저한 기계적 특성화에는 탄성 성분뿐만 아니라 점성 반응도 고려해야 합니다.
Mechano-node-pore sensing (mechano-NPS) 2,8 (그림 1A)은 단일 세포 Mechanophenotyping의 기존 한계를 해결하는 미세 유체 플랫폼입니다. 이 방법을 사용하면 세포 직경, 상대 변형성 및 변형 후 회복 시간을 포함한 여러 생물물리학적 매개변수를 동시에 측정할 수 있으며 1-10 cells/s의 적당한 처리량으로 측정할 수 있습니다. 이 기술은 노드 기공 감지 (NPS) 19,20,21,22,23,24를 기반으로하며, 여기에는 4 점 프로브 측정을 사용하여 "노드"라고하는 더 넓은 영역으로 분할 된 미세 유체 채널을 통과하는 세포에 의해 생성 된 변조 전류 펄스를 측정하는 것이 포함됩니다. 변조된 전류 펄스는 셀이 세그먼트(즉, "기공") 및 노드에서 전류의 흐름을 부분적으로 차단한 결과이며, 후자보다 전자에서 더 많은 전류가 차단됩니다. mechano-NPS에서 하나의 세그먼트 인 "수축 채널"은 셀 직경보다 좁습니다. 결과적으로 셀은 전체 채널을 통과하기 위해 변형되어야 합니다(그림 1B). 셀 직경은 셀이 수축 채널 이전에 노드 기공을 통과할 때 생성되는 서브펄스의 크기에 의해 결정될 수 있습니다(그림 1B,C). 여기서, |ΔIenp|, 즉 세포가 기공 내에 있을 때의 전류 강하는 기공에 대한 세포의 부피비, V cell/V기공 2,8,19에 비례한다. 세포 강성은 세포가 수축 채널을 통과할 때 생성되는 극적으로 더 큰 서브펄스의 지속시간인 ΔTc에 의해 결정될 수 있다(도 1B,C). 더 단단한 셀은 부드러운 셀보다 채널을 통과하는 데 더 오래 걸립니다 2,8. 마지막으로, 변형 후 원래 크기와 모양으로 돌아가는 세포의 능력인 셀 "회복"은 세포가 수축 채널 후 노드 기공을 통과할 때 생성되는 일련의 서브펄스에 의해 결정될 수 있습니다(그림 1B,C). 회복 시간 ΔTr은 셀이 압착되기 전에 현재 서브 펄스가 이전 서브 펄스의 크기로 돌아가는 데 걸리는 시간입니다. 전반적으로, 세포가 미세유체 채널을 통과할 때 생성된 변조 전류 펄스를 기록하고 분석하여 관련 단일 세포 기계적 파라미터를 추출합니다(그림 1D)2,8.
이 전자 기반 미세 유체 플랫폼의 재현성 및 사용 용이성은 이전에 입증되었습니다25. 또한 이 플랫폼은 단일 셀 기계형 분석을 위한 진입 장벽이 낮습니다. 표준 소프트 리소그래피는 미세 유체 장치를 제조하는 데 사용됩니다. 측정 하드웨어는 간단한 인쇄 회로 기판(PCB), 전원 공급 장치, 프리앰프, 데이터 수집 보드(DAQ) 및 컴퓨터를 포함한 저렴한 구성 요소로 구성됩니다. 마지막으로, 사용자 친화적인 코드를 데이터 수집 및 분석에 사용할 수 있으므로 간단하게 구현할 수 있습니다. 이 기계 형 분석 기술은 비 악성 및 악성 유방 및 폐 상피 세포주의 집단을 구별하고, 일차 인간 유방 상피 세포의 하위 계통을 구별하고, 세포 골격 섭동 및 기타 약리학 적 제제의 효과를 특성화 할 수 있습니다 2,8. 전반적으로이 플랫폼은 단일 세포의 기계 성형을위한 효과적인 접근 방식입니다.

<table><tbody><tr><td>아세톤</td><td>J.T. 베이커</td><td>5356-05</td><td>순도 (GC)&nbsp; &ge; 99.5% (https://us.vwr.com/store/product/6057739/acetone-99-5-vlsi-j-t-baker)</td></tr><tr><td>알루미늄 호일</td><td>n/a</td> n<td>/a</td><td></td></tr><tr><td>아날로그 로우패스 필터</td><td>ThorLabs</td><td>EF504</td><td>&le; 240kHz 통과대역, 동축 BNC 피드스루&nbsp; (https://www.thorlabs.com/thorproduct.cfm?partnumber=EF504#ad-image-0)</td></tr><tr><td>Biopsy Punch</td><td>Integra Miltex</td><td>33-31AA-P/25</td><td>1mm, 일회용, 플런저 포함 (https://mms.mckesson.com/product/573313/Miltex-33-31AA-P25)</td></tr><tr><td>블레이드</td><td>n/a</td><td>n/a</td><td></td></tr><tr><td>BNC 케이블</td><td>Pomona Electronics</td><td>2249-C-12</td><td>https://www.digikey.com/en/products/detail/pomona-electronics/2249-C-12/603323?utm_adgroup=Coaxial%20Cables%20%28RF%29&utm_source=google&utm_ 매체=CPC& utm_campaign= Shopping_Product_Cable%20Assemblies_NEW& utm_term= & utm_content=Coaxial%20Cables%20%28RF%29& gclid=Cj0KCQjwlK-WBhDjARIsAO2sErQqnVJ pj5OXVObuTI8ZUf1ZeIn7zvzGnx mCWdePrG6SdEJMF3X6ubUaAs w-EALw_wcB</td></tr><tr><td>클린룸 폴리에스터 면봉</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>18383</td><td></td></tr><tr><td>https://www.fishersci.com/shop/products/texwipe-cleantip-alpha-polyester-series-swabs-6/18383 전류 프리앰프</td><td>DL Instruments</td><td>1211</td><td>https://www.brltest.com/index.php?main_page=product_info&products_ id=1419</td></tr><tr><td>사용자 정의 PCB (w/ components)</td><td>n/a</td><td>해당 사항</td><td>없음 추가 파일 참조 4 및 5</td></tr><tr><td>DAQ 터미널 블록</td><td>National Instruments</td><td>BNC-2120</td><td>https://www.ni.com/en-in/support/model.bnc-2120.html</td></tr><tr><td>DAQ to BNC-2110 케이블&nbsp;</td><td>내쇼날인스트루먼트</td><td>SHC68-68-EPM</td><td></td></tr><tr><td>https://www.ni.com/en-in/support/model.shc68-68-epm.html 데이터 수집 보드 (DAQ)</td><td>내쇼날인스트루먼트</td><td>PCI-6251</td><td>https://www.ni.com/docs/en-US/bundle/pci-6251-feature/page/overview.html</td></tr><tr><td>디시케이터</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>5311-0250</td><td></td></tr><tr><td>https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/5311-0250 암 BNC to 바나나 플러그 어댑터</td><td>Pomona Electronics</td><td>72909</td><td>https://www.digikey.com/en/products/detail/pomona-electronics/72909/1196318</td></tr><tr><td>소 태아 혈청 (FBS)</td><td>VWR</td><td>89510-186</td><td>https://us.vwr.com/store/product/18706419/avantor-seradigm-select-grade-usda-approved-origin-fetal-bovine-serum-fbs</td></tr><tr><td>유리 커터</td><td>Chemglass</td><td>CG-1179-21</td><td>https://chemglass.com/plate-glass-cutters-diamond-tips</td></tr><tr><td>골드 에칭트 TFA</td><td>트랜스센</td><td>NC0977944</td><td>https://www.fishersci.com/shop/products/NC0977944/NC0977944</td></tr><tr><td>핫 플레이트</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>SP131825&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>이소 프로필 알코올</td><td>스펙트럼 화학</td><td>I1056-4LTPL</td><td>순도 (GC)&nbsp; &ge; 99.5% (https://www.spectrumchemical.com/isopropyl-alcohol-99-percent-fcc-i1056)</td></tr><tr><td>금속 하드웨어 인클로저</td><td>Hammond Manufacturing</td><td>EJ12126</td><td>https://www.digikey.com/en/products/detail/hammond-manufacturing/EJ12126/2423415</td></tr><tr><td>메탄올</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>34860</td><td>순도 (GC)&nbsp; &ge; 99.8% (https://www.sigmaaldrich.com/IN/en/substance/methanol320467561)</td></tr><tr><td>MF-321 개발자</td><td>Kayaku Advanced Materials</td><td>n/a</td><td>https://kayakuam.com/products/mf-321/</td></tr> <tr><td>MICROPOSIT S1813 포지티브 포토레지스트</td><td>DuPont</td><td>n/a</td><td>https://kayakuam.com/products/microposit-s1800-g2-series-photoresists/</td></tr> <tr><td>인산염 완충 식염수(PBS)</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>10010049</td><td>https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/10010049?SID=srch-hj-10010049</td></tr><tr><td>Photomask</td><td>Fineline Imaging</td><td>n/a</td><td>Photomask는 우리의 CAD 디자인 (https://www.fineline-imaging.com/)</td></tr><tr><td>Plain Glass Microscope Slide</td><td>Fisher Scientific</td><td>12-553-5B</td><td>재료: 소다 라임, L75 x W50 mm, 두께: 0.90&ndash; 1.10 mm&nbsp;</td></tr><tr><td>플라즈마 클리너</td><td>Harrick Plasma</td><td>PDC-001</td><td>https://harrickplasma.com/plasma-cleaners/expanded-plasma-cleaner/</td></tr> <tr><td>플라스틱 페트리 접시</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>FB0875712</td><td>100mm (https://www.fishersci.com/shop/products/fisherbrand-petri-dishes-clear-lid-raised-ridge-100-x-15mm/FB0875712)</td></tr><tr><td>압력 컨트롤러</td><td>플루이젠</td>트 <td>MFCS-EZ</td><td>https://www.fluigent.com/research/instruments/pressure-flow-controllers/mfcs-series/</td></tr> <tr><td>압력 컨트롤러 소프트웨어</td><td>Fluigent</td><td>MAESFLO</td><td></td></tr><tr><td>프로그래밍 & 데이터</td><td>수집 및 분석을 위한</td> 계산 소프트웨어 <td>MATLAB</td><td>R2021b</td> (https://www.mathworks.com/products/matlab.html)</tr><tr><td>PTFE 튜빙</td><td>Cole Parmer</td><td>06417-31</td><td>0.032" ID x 0.056"&nbsp;( https://www.coleparmer.com/i/masterflex-transfer-tubing-microbore-ptfe-0-032-id-x-0-056-od-100-ft-roll/0641731)</td></tr><tr><td>Scepter 2.0 휴대용 자동 셀 카운터</td><td>Millapore Sigma</td><td>PHCC20060</td><td>https://www.sigmaaldrich.com/IN/en/product/mm/phcc20060</td></tr><tr><td>실리콘 웨이퍼</td><td>웨이퍼 월드</td><td>2885</td><td>76.2 mm, 단면 광택 (https://www.waferworld.com/product/2885)</td></tr><tr><td>스핀 코터</td><td>n/a</td><td></td><td>해당 없음</td></tr><tr><td>SU-8 3025 네거티브 포토레지</td>스트 <td>Kayaku 고급 재료</td><td>해당 없음</td><td>https://kayakuam.com/products/su-8-2000/</td></tr> <tr><td>SU8 개발자</td><td>Kayaku 고급 재료</td><td>해당 없음</td><td>https://kayakuam.com/products/su-8-developer/</td></tr> <tr><td>Sygard 184 폴리디메틀릭실록산</td><td>다우 화학</td><td>4019862</td><td>https://www.ellsworth.com/products/by-market/consumer-products/encapsulants/silicone/dow-sylgard-184-silicone-encapsulant-clear-0.5-kg-kit/</td></tr> <tr><td>테이프</td><td>스카치</td><td>810-341296</td><td>https://www.staples.com/Scotch-Magic-Tape-810-3-4-x-36-yds-1-Core/product_130567?cid=PS:GS:SBD:PLA:OS&gclid= Cj0KCQjwlK-WBhDjARIsAO 2sErRwzrrgjU0NjFkDkne1xm vT7ekS3tdzvAgiMDwPoxocgH VTQZi7vJgaAvQZEALw_wcB</td></tr><tr><td>티타늄, 플래티넘, 골드</td><td>n/a</td><td>n/a</td><td></td></tr><tr><td>트리플 출력 전원 공급 장치</td><td>Keysight</td><td>E36311A</td><td>https://www.newark.com/keysight-technologies/e36311a/dc-power-supply-3o-p-6v-5a-prog/dp/15AC9653</td></tr><tr><td>UV 마스크 얼라이너</td><td>Karl Suss America</td><td>MJB3 마스크 얼라이너&nbsp;</td><td></td></tr></tbody></table>

mechano-node-pore 감지: 다중 파라미터 단일 셀 점탄성 측정을 위한 신속한 무표지 플랫폼

Mechano-Node-Pore Sensing: A Rapid, Label-Free Platform for Multi-Parameter Single-Cell Viscoelastic Measurements

세포의 기계적 특성은 줄기 세포 분화에서 암 전이에 이르기까지 다양한 생물학적 과정과 질병에 관여합니다. 원자력 현미경 (AFM) 및 마이크로 피펫 흡인 (MA)과 같은 이러한 특성을 측정하는 기존의 방법은 세포의 전체 점탄성 반응을 반영하여 풍부한 정보를 캡처합니다. 그러나 이러한 방법은 처리량이 매우 낮기 때문에 제한됩니다. 실시간 변형성 세포분석(RT-DC)과 같은 고처리량 접근 방식은 종종 세포의 탄성 특성만 반영하는 단일 파라미터 판독값으로 제한되기 때문에 제한된 기계적 정보만 측정할 수 있습니다. 이러한 방법과 달리 메카노-노드-기공 감지(mechano-NPS)는 중간 처리량으로 세포의 다중 파라미터 점탄성 측정을 달성하는 데 있어 격차를 해소하는 유연하고 비표지 미세유체 플랫폼입니다. 직류(DC) 측정은 세포가 미세유체 채널을 통과할 때 세포를 모니터링하여 좁은 수축을 통과하기 전, 도중 및 후에 세포의 크기와 속도를 추적하는 데 사용됩니다. 이 정보(즉, 크기 및 속도)는 각 셀의 횡방향 변형, 변형에 대한 저항 및 변형으로부터의 회복을 정량화하는 데 사용됩니다. 일반적으로이 전자 기반 미세 유체 플랫폼은 여러 점탄성 세포 특성을 제공하므로 세포의 기계적 상태를보다 완벽하게 파악할 수 있습니다. 최소한의 샘플 준비가 필요하고 간단한 전자 측정(고속 카메라와 달리)을 활용하며 표준 소프트 리소그래피 제조를 활용하기 때문에 이 플랫폼의 구현은 간단하고 액세스 가능하며 다운스트림 분석에 적용할 수 있습니다. 이 플랫폼의 유연성, 유용성 및 감도는 다양한 범위의 세포에 대한 고유한 기계적 정보를 제공했으며 기초 과학 및 임상 진단 분야에서 더 많은 응용 분야를 지원할 수 있습니다.

여기에 제시된 기계 성형 플랫폼은 중간 처리량으로 단일 세포의 생물 물리학 적 특성을 측정하기위한 간단하고 다양한 접근 방식입니다. 세포는 일정한 압력 구동 유동을 사용하여 마이크로유체 채널 (도 1A)을 통해 유동된다. 세포가 통과함에 따라, 생성된 마이크로유체 채널의 길이 및 전류 펄스는 데이터 획득 하드웨어를 사용하여 기록된다. 수집된 신호(그림 1B,C)는 MATLAB의 맞춤형 소프트웨어를 사용하여 처리되어 관련 단일 셀 기계적 특성을 추출합니다. 도 1D는 실험 프로토콜의 그래픽 개요를 제시한다.
장치를 제작하기 위해 처음에는 네거티브 마스터 몰드가 생성되어 PDMS를 주조하는 데 사용됩니다(그림 2). 보충 그림 ...

여기에 제시된 것은 mechano-node-pore sensing (mechano-NPS)라고하는 전자 기반 미세 유체 플랫폼을 사용하여 단일 세포를 기계적으로 표현형하는 방법입니다. 이 플랫폼은 1-10 cells/s의 적당한 처리량을 유지하면서 세포의 탄성 및 점성 생물물리학적 특성을 모두 측정합니다.

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

Cellular mechanical properties are involved in a wide variety of biological processes and diseases, ranging from stem cell differentiation to cancer ...

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.

mechano-node-pore-sensing-rapid-label-free-platform-for-multi

Research

연구

JoVE Journal

Bioengineering

생명공학

여기 셀 강성을 측정 할 수있는 빠르고 간단한 방법을 설명합니다. 이 방법의 일반적인 원리는 세포 표면에 micropipette를 통해 적용 잘 정의 된 부정적인 압력에 대한 응답으로 막 변형을 측정하는 것입니다. 이 방법은 기판에 연결된 세포의 biomechanical 속성을 연구 할 수있는 강력한 도구를 제공합니다.

기판에 연결된 전지의 Micropipette의 열망은 셀 강성을 추정하기 위해

광학적 바이오 센서 기술은 살아있는 세포에서 세포막 근처 질량의 변화를 감지 한 개별 세포와 세포 집단 모두에서 세포 반응을 수행 할 수있다. 이 프로토콜은 이러한 접근법을 사용하여 그대로 세포에서 G-단백질 결합 수용체에 의해 칼륨 채널의 변조의 검출에 대해서 설명한다.

G-단백질 결합 수용체에 의해 칼륨 채널의 변조를 감지하기 위해 라벨이없는 광 바이오 센서의 사용

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

미세 유체 기술은 셀 변형능을 검사 할

많은 포유류 세포는 듀로타시스를 통해 더 단단한 기질 또는 기질로 우선적으로 이동합니다. 이 프로토콜의 목표는 유리 커버슬립과 인터페이스하여 정의된 강성의 폴리디메틸실록산(PDMS) 기질을 통합하여 세포 듀로타시스 거동을 연구하고 조작하는 데 사용할 수 있는 간단한 체외 시스템을 제공하는 것입니다.

평가 셀 Mechanosensing 및 Durotaxis에 대한 단순화 된 시스템<em&gt; 체외</em

Described는 부착 세포와 미세 구조 기질 사이의 기계적 상호 작용을 정량화하기 위한 프로토콜입니다. 이러한 상호 작용은 이동, 증식, 분화 및 세포사멸을 포함한 필수 세포 행동과 밀접하게 연결되어 있습니다. 이 프로토콜은 MechProfiler라는 오픈 소스 이미지 분석 소프트웨어를 제공하며, 이를 통해 각 마이크로포스트에 관련된 힘을 결정할 수 있습니다.

Micropost 배열에 쉽고 정확한 - 기계 프로파일

이 프로토콜 varicosities 뉴런에서의 빠르고 가역 유도 순수 관련, 압력 액체 접근 방식을 설명합니다.

공부 Varicosity 형성 및 중앙 신경 축 삭에서 복구 하기 위한 Microbiomechanical 시스템

우리는 원뿔 판 점도를 사용 하 여 혈소판 표면 수용 체에 균일 한 전단을 적용 하는 인 솔루션 방법을 설명 합니다. 이 방법은 또한 다른 세포 유형 및 세포 단편에 전단을 적용 하 고 특정 리간드-수용 체 쌍을 표적으로 할 필요가 없는 더 광범위 하 게 사용 될 수 있다.

원뿔형 플레이트 점도를 통한 인간 혈소판 및 세포 표면 수용 체에 대 한 균일 한 전단 분석

기계적 힘은 세포 이동을 제어하는 데 중요합니다. 이 프로토콜은 유리 마이크로파이펫 및 마이크로매니퓰레이터를 사용하여 변형될 수 있는 탄성 하이드로겔의 사용을 입증하여 세포 구조 및 이동의 변화를 유도하기 위해 국소 강성 구배를 가진 세포를 자극한다.

세포 운동 및 관련 신호 이벤트의 기계적 제어를 평가하기위한 단일 세포 Durotaxis 분석

이 연구는 형광 단백질 마이크로패턴의 시각화된 변위를 기반으로 단일 세포 수축력의 단순화되고 핸드오프 정량화를 위해 마이크로웰 형식으로 형광 표지된 엘라스토머 수축성 표면(FLECS) 기술을 활용하기 위한 유연한 프로토콜을 제시합니다.

마이크로 패턴화된 엘라스토머를 이용한 단일 세포 수축성의 단순화된 고처리량 분석

이 프로토콜은 하이드로겔 및 세포를 포함한 연질 물질 나노인덴테이션 실험을 위한 완전한 워크플로우를 제공합니다. 첫째, 힘 분광법 데이터를 획득하기 위한 실험 단계가 자세히 설명되어 있습니다. 그런 다음 이러한 데이터의 분석은 GitHub에서 무료로 다운로드할 수 있는 새로 개발된 오픈 소스 Python 소프트웨어를 통해 자세히 설명됩니다.

연질 물질 나노인덴테이션을 위한 실험 및 데이터 분석 워크플로우

배우세요 단일 세포의 점탄성 특성을 측정하는 mechano-NPS 플랫폼을 활용한 기계적 표현형 분석 방법을. 전자 기반 마이크로유체 시스템으로 탄성과 점성을 동시에 측정하며, 최소한의 샘플 준비와 비파괴 분석이 가능합니다.

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

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