Name: 전기천공 임계값의 정량화를 위한 고처리량 가능 3차원 조직 모델 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2025-08-19T13:20:00.000+00:00
Duration: 8 min 23 s
Description: 배우세요 전기천공 임계값 정량화를 위한 계산 모델링 기법을 활용한 고처리량 3차원 조직 모델링 방법입니다. 이 연구는 세포막 투과성 향상 및 유전자 전달 효율 최적화에 활용됩니다.

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<table><tbody><tr><td>0.25% 트립신-EDTA</td><td>깁코</td><td>25200056</td><td></td></tr><tr><td>1000 uL 피펫 팁</td><td>피셔 사이언티픽</td><td>13-811-164</td><td></td></tr><tr><td>15 mL 원뿔형 튜브</td><td>피셔 사이언티픽</td><td>14-959-70C</td><td></td></tr><tr><td>200 uL 피펫 팁</td><td>피셔 사이언티픽</td><td>13-811-139</td><td></td></tr><tr><td>304 스테인레스 스틸 무딘 팁 바늘</td><td>맥마스터 카</td><td>75165A753</td><td></td></tr><tr><td>316 스테인레스 스틸 튜브</td><td>맥마스터 카</td><td>89785K319</td><td></td></tr><tr><td>아크릴</td><td>맥마스터 카</td><td>8505K754</td><td></td></tr><tr><td>생물안전 캐비닛</td><td>피셔 사이언티픽</td><td>13-261-312</td><td></td></tr><tr><td>CAD 소프트웨어</td><td>다쏘 시스템</td><td>솔리드웍스</td><td></td></tr><tr><td>원심 분리기</td><td>누에르</td><td>뉴-C200R</td><td></td></tr><tr><td>전기천공기</td><td>Hbio</td><td>45-0662</td><td>이 연구에서는 맞춤형 장치와 BTX ECM 830 시스템이 사용되었습니다</td></tr><tr><td>에벬</td><td>피셔 사이언티픽</td><td>MT10009CV</td><td>이것은 다를 수 있습니다&nbsp; HEK293 이외의 세포주를 사용하는 경우</td></tr><tr><td>Falcon 12웰 투명 플랫 바닥 TC 처리 멀티웰 세포 배양 플레이트, 뚜껑 포함</td><td>코 닝</td><td>353043</td><td>모든 12웰 플레이트를 사용할 수 있지만 전극 홀더를 제작할 때 웰 치수를 고려해야 합니다.</td></tr><tr><td>FBS</td><td>피셔 사이언티픽</td><td>A5670701</td><td></td></tr><tr><td>광섬유 온도 프로브</td><td>마이크로노르 주식회사</td><td>TS5-20MM-02 시리즈</td><td></td></tr><tr><td>GFP-플라스미드</td><td>알드베론</td><td>지위즈-GFP</td><td></td></tr><tr><td>HEK293 세포</td><td>ATCC</td><td>CRL-1573 시리즈</td><td>다른 세포주를 사용할 수 있지만 올바른 배양 배지를 사용해야 합니다.</td></tr><tr><td>핫 플레이트</td><td>열전 냉각 미국 공사</td><td>AHP-301CPV</td><td></td></tr><tr><td>얼음 또는 냉장 구슬 목욕</td><td>피셔 사이언티픽</td><td>10-876-001</td><td></td></tr><tr><td>이미지 분석 소프트웨어</td><td>라이카</td><td>라스 엑스</td><td></td></tr><tr><td>부 화기</td><td>피셔 사이언티픽</td><td>15-015-2633</td><td></td></tr><tr><td>도립 형광 현미경</td><td>라이카</td><td>디미8</td><td></td></tr><tr><td>레이저 커터</td><td>맥마스터 카</td><td>7344N11</td><td></td></tr><tr><td>페니실린-스트렙토마이신</td><td>피셔 사이언티픽</td><td>15140122</td><td></td></tr><tr><td>피펫 키트</td><td>피셔 사이언티픽</td><td>14-388-100</td><td></td></tr><tr><td>시뮬레이션 소프트웨어</td><td>컴솔</td><td>COMSOL 멀티피직스 6.2</td><td></td></tr><tr><td>T75 플라스크</td><td>피셔 사이언티픽</td><td>156499</td><td></td></tr><tr><td>I형 소 콜라겐 용액</td><td>고급 바이오매트릭스</td><td>5005</td><td>3 mg/mL</td></tr></tbody></table>

전기천공 임계값의 정량화를 위한 고처리량 가능 3차원 조직 모델

High-Throughput Capable Three-Dimensional Tissue Model for Quantification of Electroporation Thresholds

링 및 핀 전극은 녹색 형광 단백질(GFP)을 암호화하는 DNA 플라스미드를 HEK293 세포가 포매된 3D 콜라겐 조직 모방체에 성공적으로 전달했습니다. 성공적인 RE 임계값 정량화는 그림 2와 같이 형질감염된 영역의 외부 반경을 측정하고 실험 설정의 계산 모델에서 해당 전계 강도를 도출함으로써 달성되었습니다. IRE 역치는 형질감염된 영역의 내부 반경을 측정하여 유사하게 정량화되었습니다. 그림 3A-C는 양극성 마이크로초 PEF를 사용한 세 가지 프로토콜에 대한 결과 RE 및 IRE 임계값(각각 흰색과 빨간색으로 윤곽선으로 표시됨)을 강조 표시합니다. 프로토콜은 "PND" 표기법을 사용하여 파형의 양수(P) 및 음수(N) 펄스 지속 시간과 이 두 구성 요소 간의 지연(D)을 설명했습니다. 각 파형은 약...

Electroporation is a promising technology utilizing electrical pulses for macromolecule delivery and soft-tissue ablation, with applications that include ...

우리의 연구는 암을 치료하기 위해 전기천공법, 특히 양극성 마이크로초 펄스를 사용하는 데 중점을 두고 있습니다. 현재 우리는 연조직 절제를 살펴보고 있지만 이러한 펄스를 사용하여 생체 내 형질감염으로도 전환하고 있습니다. 우리의 프로토콜을 사용하면 실제로 비가역적 및 가역적 전기천공 임계값을 보다 효율적으로 볼 수 있습니다.또한 2D 환경이 아닌 3D로 볼 수 있기 때문에 큐브 기반 시스템보다 조금 더 나을 수 있습니다. 그리고 3D 환경은 우리가 조직에서 볼 수 있는 것과 훨씬 더 유사할 것입니다. 앞으로 우리는 이 모델에서 본 것을 생체 내에서 번역하는 것을 검토할 것이며, 이 모델이 실제로 하는 일은 DNA 백신, 화학 요법 및 CRISPR-Cas9 시스템과 같은 것을 전달하려고 할 때 우리가 할 매개변수 선택을 알리는 것입니다.시작하려면 세포 현탁액과 필요한 시약을 생물 안전 캐비닛에 넣으십시오. 준비된 세포 현탁액을 1형 소 콜라겐 용액과 1:1 비율로 완전히 혼합합니다. 조기 중합을 방지하기 위해 혼합물을 얼음 위에 놓거나 차가운 구슬 욕조에 넣으십시오.그런 다음 500마이크로리터의 결합 용액을 피펫팅하여 12웰 플레이트의 각 웰 바닥을 코팅합니다. 젤이 각 웰의 벽에 닿도록 플레이트를 부드럽게 소용돌이칩니다. 섭씨 37도로 설정된 가습 인큐베이터에서 5% 이산화탄소와 함께 6시간 동안 또는 겔이 단단해질 때까지 겔을 배양합니다.그런 다음 웰 플레이트를 기울이고 각 웰에 500마이크로리터의 배양 배지를 부드럽게 추가하여 플레이트 벽 아래로 미끄러지도록 합니다. 두 개의 1.64mm 304 스테인리스 스틸 무딘 팁 주사기 바늘에서 플라스틱 미끼 연결부를 제거합니다. 핀 전극 역할을 할 바늘 하나를 따로 보관하십시오.다른 바늘의 경우 한쪽 끝의 마지막 5mm를 평평하게 만듭니다. 그런 다음 웰 플레이트 바닥과 같은 높이에 놓일 수 있을 만큼 직경 19mm의 316 스테인리스강 튜브 섹션을 절단하여 링 전극을 만듭니다. CAD 소프트웨어를 사용하여 전극 구성 요소에 맞게 전극 홀더를 설계합니다.링 및 핀 전극을 전극 홀더에 끼워 전극을 조립하고 끝이 평평한 바늘을 홀더에 압입하여 링 전극을 고정합니다. 생물 안전 캐비닛에서 준비된 플레이트를 기울이고 각 웰에서 400마이크로리터의 배양 배지를 흡인합니다. 흡인된 웰에 마이크로리터당 5마이크로그램의 20마이크로리터를 첨가합니다.용액이 젤 표면에 고르게 퍼지도록 플레이트를 부드럽게 휘젓습니다. 겔을 섭씨 37도로 설정된 가습 인큐베이터에서 5% 이산화탄소와 함께 10분 동안 배양합니다. 그런 다음 광섬유 온도 프로브를 핀 전극에 삽입하고 온도 기록을 시작합니다.전기천공기의 양극 리드를 핀 전극에 연결하고 음극 리드를 바늘에 연결하여 링 전극을 고정합니다. 이제 핫플레이트를 켜고 젤을 가열하여 섭씨 37도의 온도를 유지합니다. 그런 다음 온도 프로브가 있는 조립된 링과 핀 전극을 웰에 삽입하고 젤이 섭씨 37도의 온도에 도달했는지 확인합니다.전기천공기를 활성화하여 치료를 전달합니다. 그런 다음 건조해 보이는 젤에 100마이크로리터의 배양 배지를 추가하고 처리되지 않은 젤을 계속 전기연화합니다. 모든 처리가 완료되면 5% 이산화탄소와 함께 섭씨 37도의 가습 인큐베이터에서 젤을 10분 동안 배양합니다.배양 후, 플레이트 벽을 따라 각 웰에 500마이크로리터의 배양 배지를 부드럽게 첨가합니다. 가습된 인큐베이터에서 젤을 다시 24시간 동안 배양합니다. 플레이트를 기울이고 각 웰에서 배양 배지를 흡인합니다.그런 다음 플레이트 벽을 따라 각 웰에 500마이크로리터의 PBS를 부드럽게 추가합니다. 겔을 섭씨 37도의 가습 인큐베이터에서 5% 이산화탄소와 함께 5분 동안 배양합니다. 그런 다음 각 웰에서 PBS를 흡인합니다.PBS 500마이크로리터를 각 웰에 부드럽게 첨가하여 플레이트 벽 아래로 미끄러지도록 합니다. 플레이트를 부드럽게 휘인 다음 기울여 각 웰에서 PBS를 흡인합니다. 이제 각 웰에 100마이크로리터의 신선한 PBS를 추가하여 이미징을 위해 겔을 수화시킵니다.그런 다음 표준 형광 현미경 기술을 사용하여 플레이트를 이미지화합니다. 이미징 후, 플레이트의 각 웰에 500마이크로리터의 배양 배지를 추가하고 24시간 동안 배양합니다. 지정된 각 시점에 대해 전체 이미징 및 복구 워크플로를 반복합니다.계산 모델을 만든 후 현미경 소프트웨어를 사용하여 수직 및 수평 축을 따라 토러스 모양 영역의 바깥쪽 및 내부 가장자리의 직경을 모두 측정합니다. 외경과 내경을 각각 평균화하고 2로 나누어 해당 반지름을 계산합니다. 마지막으로 이전에 만든 조회 테이블을 사용하여 측정된 반경에서 전기장 강도를 도출합니다.형질감염된 영역의 외부 반경을 사용하여 계산 모델의 전기장 강도와 상관 관계를 파악하여 가역적 전기천공 또는 RE 임계값을 정량화했습니다. 내부 반경은 비가역적 전기천공 또는 IRE 임계값을 결정하는 데 사용되었습니다. 세 가지 양극성 마이크로초 펄스 프로토콜 모두 RE 및 IRE 경계가 명확하게 보이는 토러스 모양의 형질감염 영역을 생성했습니다.테스트된 파형 중 2-1-1 버스트 균형 파형은 가장 높은 IRE 임계값을 생성한 반면 2-1-1 불균형 파형은 가장 낮은 것으로 나타났습니다. 420볼트를 사용하는 표준 단극 전기천공 프로토콜은 RE 임계값이 센티미터당 642볼트인 원형 형질감염 영역을 생성했지만 세포 사멸을 일으키지 못하여 IRE 역치 결정을 방해했습니다. 겔 분해로 인한 시간이 지남에 따라 조직이 변형되면 형질감염된 영역이 원형 모양을 잃어 정확한 RE 및 IRE 정량화가 어려워졌습니다.링 및 핀 전극이 웰 바닥과 정렬되지 않으면 비대칭 비원형 형질감염 패턴이 생성되어 임계값 측정이 복잡해졌습니다.

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생명공학

고효율을위한 신뢰할 수있는...

표현과 HEK - 293T 세포의 재조합 전압 - 게이 티드 이온 채널 Electrophysiological 녹음에 최적화된 Transfection 전략

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

이 프로토콜은 랩온어칩, 마이크로유체 전기천공 장치를 구축하는 데 필요한 미세 가공 기술을 설명합니다. 실험 설정은 연속 흐름에서 제어된 단일 세포 수준 형질주입을 수행하며 집단 기반 제어를 통해 더 높은 처리량으로 확장할 수 있습니다. 세포막 투과 정도를 실시간으로 전기적으로 모니터링하는 기능을 보여주는 분석이 제공됩니다.

연속 흐름의 제조 및 작동, 투과화 감지 기능이 있는 미세 전기 천공 시스템

이 작업은 3D 뇌종양 모델, 즉 시험관 내 배양, 생체 내 모델 및 생체 내 쥐 모델에서 구현하기 위한 유연한 상호 디지털화 전극의 개발을 설명합니다. 제안된 방법은 상이한 수준의 복잡성에서 종양에 대한 펄스 전기장의 효과를 평가하기 위해 사용될 수 있다.

교모세포종의 펄스 전기장 치료를 위한 유연한 유기 전자 장치

다공성 기판 전기천공법(PSEP)은 높은 세포 생존율과 일관되고 높은 처리량 전달을 결합합니다. 경상피 전기 임피던스(TEEI) 측정의 도입은 PSEP의 중간 프로세스에 대한 통찰력을 제공하고 무표지 전달을 가능하게 합니다. 이 기사에서는 PSEP 전달 실험과 TEEI 측정 분석을 동시에 수행하는 방법에 대해 설명합니다.

Transepithelial Electrical Impedance Monitoring을 사용한 다공성 기판 기반 전기천공법

체외에서 흥분성 세포의 반응을 연구하기 위해 이 프로토콜은 유전적으로 조작된 tet-on 스파이킹 HEK 세포의 간단한 흥분성 세포 모델에 대한 전기천공으로 인한 활동 전위 생성의 변화와 관련 매개변수의 자동 추출을 통한 막관통 전압의 변화에 대한 광학 모니터링을 설명합니다.

유전자 조작 Tet-On 스파이킹 HEK 세포에서 전기천공법으로 유도된 작용 전위 생성 변화 모니터링

여기에서는 전기천공법에 의한 절쇄된 인간 피질 오가노이드의 급성 유전자 조작을 제시합니다. 이러한 피질 오가노이드 모델은 절단 후 심실과 같은 구조를 쉽게 식별할 수 있기 때문에 특히 주입이 용이하여 인간의 피질 발달, 신경 발달 장애 및 피질 진화에 대한 기능적 연구를 가능하게 합니다.

유전자 기능 연구를 위한 sliced human cortical organoids의 Electroporation

전기천공법(Electroporation)은 펄스 전기장(PEF)을 사용하여 세포 배양에 일시적인 공극을 만들어 분자 화물을 도입하는 것입니다. 이 기술은 최근 연구 및 임상 환경에서 널리 사용되고 있습니다. 여기에서는 최근 개발된 "Electroporation Cytometry System"을 사용하여 살아있는 세포, 형광 현미경 검사를 수행하기 위한 전기천공법 기술에 대해 설명합니다.

U2 OS 세포 배양을 사용한 라이브 셀, 형광 현미경 검사를 위한 전기천공법 세포 분석 프로토콜

여기에서는 상피 조직 항상성의 전기기계적 조절을 연구하기 위해 고유한 2층 미세유체 장치를 제작하기 위한 프로토콜을 제시합니다. 이 장치는 조직 평면에 수직인 정적 생리학적 전류를 적용하여 세포 간 접착, 증식 및 압출에 영향을 미칩니다. 살아있는 세포 이미징 및 기계적 응력 측정은 이러한 과정의 메커니즘을 보여줍니다.

2층 미세유체 장치를 이용한 조직 항상성의 전기기계적 제어 공개

이 프로토콜은 척추 전이에 대한 환자별 전기장 시뮬레이션 및 검증을 위한 완전하고 재현 가능한 워크플로우를 설명합니다. 이 워크플로우는 다중 모달 영상, 반자동 및 수동 분할, 조직 전도도 모델링, 선형 유한 요소 전기장 시뮬레이션, 그리고 시술 후 MRI 기반 괴사 중복 분석을 통한 실험적 검증을 통합합니다.

척추 전이 전기화학요법에서의 환자별 전기장 시뮬레이션

배우세요 전기천공 임계값 정량화를 위한 계산 모델링 기법을 활용한 고처리량 3차원 조직 모델링 방법입니다. 이 연구는 세포막 투과성 향상 및 유전자 전달 효율 최적화에 활용됩니다.

전기천공 임계값의 정량화를 위한 고처리량 가능 3차원 조직 모델

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