Поколение динамических экологических условий с использованием микрофлюидного устройства с высокой пропускной способностью

Summary

Мы представляем микрофлюидную систему для высокой пропускной способности исследований на сложных жизненных механизмов, которая состоит из 1500 единиц культуры, массив расширенных перистальтических насосов и на месте смешивания модуль. Микрофлюидный чип позволяет проводить анализ очень сложных и динамичных микро-экологических условий in vivo.

Abstract

Имитация условий окружающей среды in vivo имеет решающее значение для исследований in vitro по сложному жизненному механизму. Тем не менее, современные методы ориентации живых клеток и органов либо очень дорого, как робототехника, или отсутствие нанолитрового объема и миллисекундной точности времени в жидких манипуляций. Здесь мы представляем дизайн и изготовление микрофлюидной системы, которая состоит из 1500 единиц культуры, массив расширенных перистальтических насосов и на месте смешивания модуль. Для демонстрации возможностей микрофлюидного устройства в предлагаемой системе поддерживаются сферы нервных стволовых клеток (НСК). Мы заметили, что, когда сфера НСК подвергается воздействию CXCL в день 1 и EGF в день 2, круглая конформация в хорошо поддерживается. Изменение порядка ввода 6 препаратов вызывает морфологические изменения в сфере НСК и репрезентативный маркер уровня экспрессии для стволов НСК (т.е. Hes5 и Dcx). Эти результаты свидетельствуют о том, что динамические и сложные условия окружающей среды имеют большое влияние на дифференциацию и самообувечение НСК, а предлагаемое микрофлюидное устройство является подходящей платформой для высокой пропускной способности исследований на сложном жизненном механизме.

Introduction

Высокие методы пропускной способности имеют решающее значение для биомедицинских и клинических исследований. Параллельно проводя миллионы химических, генетических или живых клеток и органоидных тестов, исследователи могут быстро определить гены, которые модулируют био-молекулярный путь, и настроить последовательные ввода наркотиков для своих конкретных потребностей. Робототехника¹ и микрофлюидные чипы в сочетании с программой управления устройством позволяют автоматизировать сложные экспериментальные процедуры, охватывающие манипуляции с клетками/тканями, обработку жидкости, визуализацию и обработку/контроль^{данных 2,}

Protocol

1. Конструкция микрофлюидных чипов

1. Дизайн микрофлюидного мультиплексера, состоящего из 18 входов, каждый из которых управляется отдельным клапаном и перистальтическим насосом. Для увеличения объема жидкости, обусловленной циклом перекачки, перистальтический насос состоит из 3 каналов управления, которые были специально расширены до 200 мкм, и 10 соединенных линий потока.
2. Дизайн камеры культуры, свободной от стрижки. Репликация 2-уровня культуры единицы состоит из нижней камеры культуры клеток (400 мкм х 400 мкм х 150 мкм) и более высокий буферный слой (400 мкм х 400 мкм х 75 мкм), который предотвращает нежелательные сляния нагрузки на клетки во вре....

Results

Обычный перистальтический насос на чипе был впервые описан Стивеном Кваке в 2000 году, с помощью которого перистализ был активирован шаблоном 101, 100, 110, 010, 011, 001 ^8,10. Число 0 и 1 указывает на "открытое" и "закрытие" 3 горизонтальных линий управления. Исследования с использованием более 3 клапанов (например, пять) также были зарегистрированы¹¹. Несмотря на то, что перисталтический насос, состоящий из 3 линий управления и 3 линий п.......

Discussion

Разработаны различные микрофлюидные устройства для выполнения мультиплексированных и^{сложных экспериментов 17,18,19,20.} Например, микроуэллы из массива топологических углублений могут ловушку отдельных клеток без использования внешней силы, показывая выгодные символы, включая небольшой размер выборки, параллелизация, более низкая стоимость материала, более быстрая^{реакция, высок.......}

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
2713 Loker Avenue West	Torrey pines scientific
AZ-50X	AZ Electronic Materials, Люксембург
Хлортриметилсилан (TMCS) 92360-25mL	Sigma
CO2 инкубатор HP151	Heal Force
Настольный дырокол для чипов PDMS WH-CF-14	Сучжоу Wenhao Microfluidic Technology Co., Ltd.
DMEM (L-глутамин, высокий уровень глюкозы, henol Red)	Invitrogen
UTP-313 Max: 600 г, e: 0,1 г, d: 0,01 г	Shanghai Hochoice Apparatus Manufacturer Co., LTD.
FBS	Sigma
Fibronection 0,25 мг/мл	Millipore, Австрия
Glutamax 100x	Gibco
Нагревательный инкубатор BGG-9240A	Shanghai bluepard instruments Co., Ltd.
Nikon Model Eclipse Ti2-E	Nikon
Pen/Strep 10 единиц/мл Пенициллин 10 мкг/мл Стрептомицин	Инвитроген
Очиститель плазмы PDC-002	Harrick Плазменный
(PDMS)	Momentive
полилизин 0,01%	Sigma
Spin Coater ARE-310	Awatori Rentaro
Spin Coater TDZ5-WS	Cence
Spin Coater WH-SC-01	Сучжоу Wenhao Microfluidic Technology Co., Ltd.
SU-8 3025	MicroChem, Вестборо, Массачусетс, США
SU-8 3075	MicroChem, Вестборо, Массачусетс, США