$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Изучение клетки поддерживали в культуре (в пробирке анализа) предоставил бесценный понимании фундаментальных принципов и молекулярных механизмов, регулирующих сложные биологические системы и здоровье человека. Обычных методов культуры, стимулирование, и сбор клеток для анализа, которые используют чашки Петри и планшеты для микротитрования, были разработаны для изучения больших популяций клеток (≥ 10 5) в миллилитре масштабе объемов культуры (≥ 0,1 мл). Тем не менее, есть много случаев, в которых только ограниченное количество клеток доступны (например, первичные клетки) или небольшой популяции клеток желательно (например, для уменьшения клетка-клетка изменчивость среди населения) или необходимых реагентов трудно получить или слишком дорого (например, очищенные клетки секретируемых факторов). Такие вопросы могут быть успешно решены путем масштабирования вниз культуре размера, который имеет дополнительное преимущество снижения потребления всехреагенты для анализа в 1,2 пробирке. К сожалению, обычные оборудование и методы, не поддерживают точные и воспроизводимые манипуляции микро-масштабе культур и микрофлюидики основе автоматизированных систем в настоящее время 3-11, слишком сложны и специализированные для рутинного использования в большинстве лабораторий.
В этом докладе мы описываем сборку и использование простой и универсальной технологической платформы для автоматизированного культуры, стимулирование и восстановление малых популяциях клеток (100 - 2000 клеток) в микро-масштабе объемы (1 - 20 мкл). Архитектура платформы (рис. 1) имеет модульную структуру: набор фибронектина покрытием микрокапиллярам ("ячейки перфузии камеры" модуль) служит в качестве площадки для установления, поддержания и стимулирования микро-масштабе культур и цифровые микрофлюидики (DMF ) 12,13 Устройство оснащено "передача" микрокапиллярам ("центральный узел" модуль) 14,15 маршрутах клеткии реагенты, и из перфузии камеры. DMF позволяет пользователю индивидуально адресации нескольких капель и одновременно изменить или изменить порядок манипуляций (т.е. перенастроить поездов обработки образцов) без изменения аппаратного устройства. Его огромную гибкость проявляется в его недавнее появление как ключевая технология в широком диапазоне применений, включая клеточную культуру 16,17, 18,19 ферментные тесты, иммунологические 20,21, 22,23 анализа ДНК, белков переработки, 24,25 и клинической обработки образца. 26,27 Наш центральный узел использует гибкость присущие ДМФА устройств, а также дополнительно усиливает его посредством добавления микрокапиллярных интерфейса, который предоставляет возможность осуществлять подмножество манипуляции (например, клеточная культура) в специализированных периферийных модулей, а не на устройстве ДМФА себя. Компартментализацией обработки поездов на этом пути также упрощает конструкцию плаTForm архитектуры (не нужно строить DMF устройство, которое может выполнять все этапы обработки) и облегчает его эволюцию как новые функции требуется (просто интегрировать новые периферийные модули по мере необходимости). Транспорт клеток и реагентов в пределах центрального узла обусловлен электросмачивания сил, возникающих при последовательной активации электродов в устройстве DMF 13,28; транспорта в, из и в пределах перфузии камеры питается от изменения давления порожденных высокоточных шприца насосе. Все эти жидкости движения управляется с помощью простой электронный интерфейс и автоматизирован посредством использования заранее определенных сценариев.
В качестве иллюстративного примера, мы демонстрируют использование платформы для изучения транскрипционной реакции, индуцируемые в иммунных клетках на заражение бактериями (рис. 2). Проведение этих экспериментов на платформе позволило нам работать с небольшим количеством клеток (~ 1000 в экспериментальныхТаль условие), свести к минимуму эксперимента до эксперимента изменчивости, экономии реагентов и перенаправить практический труд. Учитывая преимущества, что оно придает, а также его доступности и универсальности, эта платформа должна найти применение в самых различных лабораторий и приложений и быть особенно полезно в облегчении анализа клеток и стимулов, которые доступны только в ограниченных количествах.