Verlaagde zwaartekracht Milieu Hardware Demonstraties van een Prototype Geminiaturiseerde doorstroomcytometer en Companion Microfluïdische Mixing Technology

Het algemene doel van deze procedure is om een geminiaturiseerde flowcytometer aan boord van een parabolische vlucht met verminderde zwaartekracht te bedienen met behulp van componenten voorbereiding en procedures tijdens de vlucht die mogelijk aanpasbaar zijn aan andere setups. Dit wordt bereikt door eerst zorgvuldig componenten uit de schappen en op maat gemaakte componenten te selecteren voor gemak van gebruik en veiligheid in verminderde zwaartekracht. De tweede stap is om componenten te assembleren binnen een parabolische vliegtestopstelling die aanvullende elementen bevat voor insluiting, automatisering van de weergave en facilitering van meerdere demonstraties.

Vervolgens bereidt het team zich voor op succesvolle experimenten tijdens de vlucht door middel van zorgvuldige planning, protocolontwikkeling en training. De laatste stap zijn demonstraties met meerdere componenten tijdens de vlucht. Uiteindelijk wordt parabolische vliegtests gebruikt om de potentiële ruimtetoepassingen van technologie te tonen en de effecten van gewichtloosheid, zwaartekrachtveranderingen en trillingen op de prestaties te identificeren.

Hoewel deze methode kan worden toegepast op flowcytometrie en aanverwante technologie, kan deze ook gedeeltelijk worden toegepast op andere soorten individuele diagnostische tests in verminderde zwaartekracht, met name alles wat meerdere demonstraties of triggerprocedures omvat. Daarom besloten we dit video voor JO over parabolische vliegtests te maken omdat er, toen we ons voorbereidden op onze parabolische vluchten met NASA, eigenlijk niet zoveel video's of zelfs literatuur waren die beschreven hoe we ons het beste konden voorbereiden op de experimenten. We moesten eigenlijk heel, heel hard proberen om met de juiste mensen op verschillende locaties binnen NASA te praten om die informatie hier op te graven.

In dit geval willen we deze informatie willen delen voor de lezers van Joe, zodat zij zich ook geschikt kunnen voorbereiden op deze vluchten. Het construeren van een eenvoudig flowcytometriesysteem voor gebruik in omstandigheden met verminderde zwaartekracht vereist meerdere vloeistof-, optische en elektronische prototypecomponenten. Begin met het voorbereiden van een druksysteem met minimale gewichts- en stroombehoeften om het systeem aan te drijven.

De vloeistofverbindingen verbinden een geminiaturiseerde luchtpomp met een differentiële druksensor. Monteer vervolgens een vloeistofbevochtigingscontainer die kan worden geladen zonder lucht te vangen. Een stijve kunststof flesje met een elastisch rubberen membraan, stevig vast te zetten dop en inlaatluchtslang bij de basis van het flesje.

Versluit de verbinding van de inlaatluchtslang met behulp van optische lijm. Plaats een tijdelijke glijbeugel over de dopuitlaatbuis om vloeistofdrijving te voorkomen tijdens en na het inbrengen van de dop. Om het flesje te laden, breidt u het membraan uit met een spuit die is aangesloten op de luchtinlaat.

Plaats vloeistof tot de bovenkant en steek de dop onder een hoek in zodat er geen lucht onder wordt gevangen. Verwijder kort de glijbeugel om de uitlaatbuis te primen en om de samendrukkingsdruk te verminderen die door het membraan wordt uitgeoefend. Zorg ervoor dat de pomp het flesje onder druk zet zonder lucht- of vloeistoflekkage.

Comprimeer het membraan om vloeistofstroom uit de dopuitlaatbuis te drijven. Het derde onderdeel dat nodig is, is een vloeistofafvalbakken om afval te verzamelen zonder een terugdruk op te bouwen die de stroom zal beïnvloeden. Gebruik een flesje dat is vastgelijmd in een flesje dat is ontworpen voor dubbele insluiting.

Dek de flesjes af met een beveiligde schuimsponzen venster dat zwevende vloeistoffen vasthoudt, maar luchtdrukgelijkmaking met de cabineomgeving mogelijk maakt om een steekproeflading voor gebruik en verminderde zwaartekrachtmachine te maken en assembleer een veerbelaste klem met geleiderails zodat deze betrouwbaar als omhulsel is uitgerust capillair tussen twee O-ringen in de vloeistoflijn. Zorg ervoor dat in afwezigheid van een capillair de veren de O-ringen samen drukken om de vloeistoflijn te voltooien en priming zonder lekkage mogelijk te maken. Ontwerp een micromixer die niet afhankelijk is van aangedreven mechanische subcomponenten om te functioneren.

Met behulp van de snelle prototype Polymethyl soane-methode, wordt een micromixer met twee inlaten en spiraalvormige werveling gekozen en gefabriceerd om individuele stromende deeltjes te detecteren. Monteer een op maat gemaakt handpalmgrootte miniatuur optische blok op een microscoop broodplankplaat met behulp van commercieel verkrijgbare optomechanische componenten. De laatste stap in prototypeassemblage is het ontwerpen van elektronica en software voor apparaatbesturing en data-acquisitie.

Voor gemak en vroege prototyping, gebruik handgelast gereedschap verbonden met commercieel verkrijgbare data-acquisitiekaarten, code en programmeer een aangepaste software om apparaatapparaten te bedienen en alle gegevens te synchroniseren. Verwijder de laptopbatterij en stel de laptop in om alleen via de voedingskabel te werken. Om veiligheidsredenen tijdens vluchten met verminderde zwaartekracht, moet het elektrische voedingsschema voor het aandrijven van alle apparaten een mechanisme bevatten voor snelle en volledige elektronische uitschakeling.

Tijdens de vlucht. Een enkele stroomstrip met een enkele aan/uit-knop is verbonden met het stroomverdelingspaneel van het vliegtuig voor een succesvolle prestatie tijdens de vlucht, moet het totale beschikbare ruimte worden overwogen en hoe deze zal worden verdeeld tussen experimentele rigruimte en gebruikersruimte rond de rig. De totale beschikbare ruimte is beperkt tot een kleiner gebied dan dat voor een vergelijkbare demonstratie op de grond is voorzien.

Bepaal welke componenten beter kunnen worden benaderd op vloerniveau of staand. Het is ook belangrijk om te overwegen welke componenten het meest zullen profiteren van de bescherming die binnen een ondersteunende structuur wordt verkregen. De ondersteunende structuur van de rig is hier een verticale apparatuurrek die vliegtuigbeschietingen kan weerstaan ​​en stevig kan worden bevestigd aan het beoogde vliegtuig.

Toewijs componenten op de cabinevloer aan niveaus binnen de rek, Een bovenste laag om de laptop te plaatsen, een middenrek om prototypeonderdelen te bevatten en een