$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
1 Cel Sferoïde groeit en Incubation
- Experiment 1: Cell sferoïden geïncubeerd met een chemotherapeutisch geneesmiddel
- Bereid agarose 1,5% in kweekmedium door toevoeging van 0,45 g agarose met 30 ml kweekmedium (voldoende voor 6 platen).
- Verwarm het mengsel uit stap 1.1.1 tot ten minste 80 ° C terwijl het roeren van tijd tot tijd.
- Vul 50 ul van het verwarmde mengsel uit stap 1.1.2 in elk putje van een 96-well plaat en laten stollen in 1-2 uur. Bewaar de platen afgesloten en bedekt in de koelkast bij 5 ° C tot gebruik.
- Seed ongeveer 150 MCF-7 borstkankercellen in elke well van de bereide 96-well plaat in Dulbecco's gemodificeerd Eagle's medium (DMEM) en Ham's F-12 kweekmedium aangevuld met 10% foetaal kalf serum (FCS) en 1% penicilline / streptomycine .
- Groei sferoïden voor 5-7 dagen tot een diameter van ongeveer 200-300 urn in een incubator bij 5% CO2 en 3776, C.
- Incubeer de cel sferoïden met anthracycline antibiotische doxorubicine hydrochloride gedurende 6 uur bij een concentratie variërend tussen 2 pm en 8 urn (in kweekmedium) in een incubator bij 5% CO2 en 37 ° C.
- Was de cellen met kweekmedium sferoïden of Earle's Balanced Salt Solution (EBSS) voor microscopie.
- Experiment 2: Oxidatie proces in bolletjes uitdrukken van een redox sensor
- Seed ongeveer 400 U251-MG-L106 glioblastoomcellen permanent getransfecteerd met het glutathion gevoelige green fluorescent redox sensor Grx1-roGFP2 in agarose-gel beklede putjes (procedure beschreven in stap 1.1.1-1.1.3) van een 96-putjesplaat in DMEM kweekmedium aangevuld met 10% FCS, 1% penicilline / streptomycine en hygromycine B (150 ug / ml).
- Groei sferoïden voor 5-7 dagen tot een diameter van ongeveer 200-300 urn in een incubator bij 5% CO2 en 37 ° C.
- Voeg 10 & #181, l waterstofperoxideoplossing (purum pa, ≥ 30%) en 990 gl bi-gedestilleerd water om een 100 mM voorraadoplossing te maken te worden gebruikt binnen 12 uur.
- Verdun de stockoplossing van stap 1.2.3 tot 50 uM in EBSS vlak voor het experiment.
- Incubeer de cel sferoïden via het microfluïdische systeem tijdens de meting met waterstofperoxide 50 uM in EBSS voor de oxidatie van de redox sensor.
- Experiment 3: Initiatie en etikettering van cellulaire necrose binnen sferoiden
- Seed ongeveer 400 cellen (bijvoorbeeld U251-MG-L106-Grx1-roGFP2 glioblastoma cellen) in agarose-gel beklede putjes (procedure beschreven in stap 1.1.1-1.1.3) van een 96-wells plaat in DMEM kweekmedium aangevuld met 10% FCS, 1% penicilline / streptomycine en hygromycine B (150 mg / ml).
- Groei sferoïden voor 5-7 dagen tot een diameter van ongeveer 200-300 urn in een incubator bij 5% CO2 en 37 ° C.
- Incubeer de celsferoïden met het mitochondriale elektronentransport inhibitor rotenon gedurende 3 uur bij een concentratie van 1 uM in kweekmedium cellulaire necrose. Daarnaast co-incuberen met een groene kleurstof cytotoxiciteit voor 3 uur bij een concentratie van 1 gl in 1 ml kweekmedium necrotische cellen te labelen.
- Was de cel bolletjes met kweekmedium of EBSS voor microscopie.
2 Licht Gezinsblad Adjustment
OPMERKING: Voor het bereiken van de beste resultaten moet worden gewaarborgd dat de bundeldiameter van licht plaat in de focus vlak van de objectieflens. De positie van de bundeldiameter alleen worden aangepast door het observeren van het licht blad in verticale positie ten opzichte van het capillair (zie stap 2,5-2,8).
- Gebruik een omgekeerde microscoop en zet de SPIM excitatie module, zoals beschreven in Ref. 16, op de voetplaat van de positioneertafel (zie figuur 1A).
- Rust de microscoop met een 10X / 0.3 of 20X / 0,5 microscoop objectief en een geschikt long pass filter (bijvoorbeeld λ ≥ 515 nm) in het detectiepad van de microscoop.
- Monteer een integrerende camera aan de detectie-poort van de microscoop.
- Gebruik een parallelle gerichte lichtstraal van een laser of een laserdiode met een golflengte van 470 nm, bij voorkeur en pas het toe op de SPIM module.
- Draai de cilindrische lens 90 graden, waarbij de lichtwaaier overdraagt in een verticale positie voor een axiale aanpassing van de bundeldiameter van de lichtwaaier.
- Plaats een capillair met een vloeistof met een fluorescerende kleurstof in de monsterhouder.
- Bevestig de monsterhouder met de capillaire de positioneertafel van de microscoop en lijn de positie van de capillaire zodat deze gecentreerd en de bundeldiameter van licht vel in focus.
- Stel de bundeldiameter door variatie van de axiale positie van de cilindrische lens zelf. Terugdraaien van de lens na advertentieren.
3 Cell Sferoïde Toepassing en Microscoop Feed Synchronisatie
- Plaats de cel sferoïden afzonderlijk of in groepen in rechthoekige borosilicaatglas capillairen 16 met een inwendige dwarsdoorsnede van 600 urn x 600 urn en een wanddikte van 120 urn. Twee technieken voor het aanbrengen van een cel spheroïde hebben bewezen succesvol te zijn.
- Neem de lege capillaire rechtop, met de duim en middelvinger en sluit de bovenste opening met je wijsvinger. Breng de onderste opening dichtbij de cel sferoïde in omgeving vloeistof (EBSS of kweekmedium). Laat de wijsvinger van de bovenste opening. Vloeistof met de cel spheroïde daarin wordt meteen ondergedompeld in door capillaire krachten. Stel de positie van de sferoïde binnen de gevulde capillair door zwaartekracht in respectievelijke rechtop van de capillair.
- Ook verzoeken de cel spheroid om de capillaire via pipetteren. Verzorgen that de opening van de punt van de pipet, enerzijds, groot genoeg voor de bolvormige grootte en, anderzijds, kleiner of even groot als de binnendiameter van het capillair.
- Plaats de capillair met sferoïde daarin in een speciale monsterhouder voor microscopie.
- Bevestig de monsterhouder met de capillaire de positioneertafel van de microscoop en lijn de positie van de cel sferoïde zodat wordt gecentreerd en geconcentreerd.
- Stel de matching tussen het licht plaat en het brandvlak van de microscoop objectief lens in het detectiepad door de positie van de reflecterende spiegel en de cilindrische lens (zie stelschroef in figuur 1B).
- Stel de micrometer (zie Figuur 1B) overeenkomstig de brekingsindices en de numerieke apertuur van de objectieflens het aquarium effect te compenseren.
OPMERKING: Verschillende refractie indices van het monster en de media rondom thij objectief leiden tot een verschil tussen de verschuiving van het objectief en de verschuiving van de focal plane. Aangezien de lichtwaaier wordt bewogen door de doelstelling toren wordt de mismatch tussen de verschuiving van de lichtwaaier (overeenkomend met de verschuiving van de objectieflens) en de verschuiving van het brandvlak gecompenseerd door een hefboomarm (zie figuur 1B). De micrometer wordt gebruikt om de afstand tussen de bovenste en de onderste pen aanpassen aan de verschuiving van het licht plaat volgens de numerieke apertuur van de objectieflens en de brekingsindices passen.

Figuur 1 (A) Foto van de enkel vlak verlichting module gemonteerd op de grondplaat van de positionering tafel van een omgekeerde microscoop, (B) instellen van de enkel vlak verlichtingmodule en de microscoop voer synchronisatie met de opheffing-mismatch (aquarium effect) tussen focal plane en verlichting vliegtuig te compenseren. Az o geeft de verschuiving van de objectieflens en Az f de verschuiving van het brandpuntsvlak en de lichtwaaier. De inlay toont dwarsdoorsneden van spheroïde bevatten haarvaten. Links: rechthoekig capillair met een inwendige diameter van 600 micrometer (wand 120 micrometer). Rechts: Setup gebruikt voor afwisseling. Een rond kanaal capillair (binnendiameter 400 urn, 550 urn buitendiameter) wordt geroteerd binnen de buitenste rechthoekige capillaire. De ruimte tussen de beide capillairen is gevuld met een vloeistof ondergedompeld.
4 Meting in Dynamic Liquid Milieu
OPMERKING: De vorige protocol wordt gebruikt voor statische incubatie vóór een meting waarbij de cel bolvormige eerder geïncubeerd en vervolgens in plaats van het capillair door eenvoudige zwaartekracht. Er is geen aanvullende fixatiop. Voor metingen in stromende media waar een dynamisch incubatie en dus een dynamische omgeving wenselijk opnamekinetiek meten is, kan deze sub-protocol volbrengen. Stappen 4,5-4,9 zijn essentieel luchtbellen bereiken van het monster te voorkomen.
- Vul het capillair met FCS gedurende 30 minuten later cellulaire adhesie van een cel sferoïde het binnenste glazen oppervlak ondersteunen.
- Laat de overblijvende FCS coating in het uitgeputte capillaire drogen gedurende ten minste 12 uur.
- Breng de cel sferoïde de FCS beklede capillaire zoals beschreven in stap 3.2.
- Laat het capillair in de incubator bij 5% CO2 en 37 ° C gedurende 2-4 uur tot extra cellulaire adhesie van de sferoïde veroorzaken.
- Stel de toevloed van het microfluïdische systeem (zie figuur 2). Gebruik van een peristaltische pomp aan de toevloed van de buis vullen (binnendiameter: 0,89 mm) met kweekmedium dat de fluorescerende kleurstof, geneesmiddel of agens.
- ConneCT toevloed van het microfluïdische systeem naar een opvanginrichting (zie figuur 2).
- Klem eerst de capillaire luchtbellen de toevloed buis en klem de andere zijde van de capillaire de afvoerslangen.
- Stem de vloeistof temperatuur van het waterbad de gewenste waarde (bijvoorbeeld 37 ° C).
- Stel de peristaltische pomp naar de gewenste pomp snelheid (bijvoorbeeld, stroomsnelheid: 9 pl / min; pomp snelheid in de capillaire: 25 mm / min).
- Verzamel de te verpompen vloeistof, hetzij in een ontvanger (open-loop setup), voer het terug naar de bron (closed-loop setup) of voer deze direct in de slang van de peristaltische pomp (strakke closed-loop setup).

Figuur 2 Microfluidic setup (open-loop en strakke closed-loop); inlay: Verlichting van een spheroid binnen een micro-capillaire middels lichtwaaier gebaseerd fluorescentie microscopie gekoppeld met een omgekeerde microscoop.
5 Data Acquisition and Analysis
- Stel het laservermogen en de integratie tijd voor de afbeelding overname.
- Zorg ervoor dat de parameters gedefinieerd in stap 5.1 niet overschrijden lichte dosis waarden ongeveer 50-100 J / cm 2 voor inheemse cellen of 10-20 J / cm 2 voor de cellen geïncubeerd met een fluorescerende kleurstof of getransfecteerd met een fluorescerend eiwit coderen plasmide voorkomen fototoxiciteit (voor details zie Ref. 12).
- Stel de stapgrootte voor de z-stapel Az = 5-10 urn die voorkeur 3 dimensionale data analyse licht plaatdikte ongeveer 10 urn.
- Voeren metingen van afzonderlijke beelden of z-stacks door variatie van de focal plane in de cel spheroïde.