Отделение нейтрофилов от секреции трахеи без меток с помощью спирального микрофлюидного канала

Нейтрофилы — иммунные клетки с многодолевыми ядрами, регулируют иммунитет трахеи, поглощая вторгшиеся патогены.

Чтобы отделить нейтрофилы от секреции трахеи, начните со спирального микрофлюидного канала.

Спиральный канал берет начало от центрального входа, постепенно расширяясь и разветвляясь на внутренние и внешние отверстия стенки. Бифуркационный канал имеет различную толщину, что обеспечивает эффективное разделение. Каждый изогнутый канал напоминает трапецию, при этом высота наружной стенки больше внутренней стенки, что создает переменную схему потока.

Заполните входное отверстие предварительно отфильтрованной, разбавленной трахеальной секрецией человека, содержащей агрегаты муцина, нейтрофилы и эритроциты в качестве случайных загрязнителей. Пропустите образец с определенной скоростью потока через спиральный микроканал, что приведет к рассеиванию клеток и агрегатов.

Когда клетки проходят через трапециевидный канал, они испытывают сопротивление Дина и инерционную подъемную силу. Взаимодействие между этими двумя силами создает равновесие, разделяющее ячейки по их размерам. В результате нейтрофилы большего размера накапливаются вблизи внутренней стенки канала, в то время как агрегаты эритроцитов и муцина остаются вблизи внешней стенки канала.

Наконец, нейтрофилы перемещаются по более широкому каналу и собираются на выходе внутренней стенки.

В отличие от этого, узкий канал собирает эритроциты и агрегаты муцина на выходе из наружной стенки, обеспечивая эффективное разделение нейтрофилов.

С помощью шприца объемом 10 миллилитров соберите 1 миллилитр образцов секрета дыхательных путей в 9 миллилитрах фосфатно-солевого буфера. Затем с помощью тупой пипетки гомогенизируйте образец слизи. Затем используйте нейлоновое сетчатое фильтр толщиной 40 микрон, чтобы процедить разбавитель и удалить большие куски ткани или сгустки крови. После того как процеживание будет завершено, положите образец на лед.

Затем добавьте 50 миллилитров фосфатно-солевого буфера к 0,5-миллилитровому разбавителю образца для достижения конечной концентрации, в 1000 раз превышающей разбавленную пробу. Используйте проводник жидкости для сборки микросхемы PDMS, чтобы обеспечить равномерный поток в каждом из четырех спиральных микроканалов. Затем используйте штекерный разъем Люэра диаметром 1/16 дюйма для подключения к входному отверстию, выходному отверстию внутренней стенки и выходным отверстиям внешней стенки проводника жидкости.

Затем подсоедините силиконовую трубку к суспензии образца. Далее подсоедините перистальтический насос к входной трубке. Поместите выпускную трубку с наружной стенкой в резервуар для отходов. Затем поместите конец входной трубки и выпускную трубку с внутренней стенкой в резервуар для образца.

После установки трубки оставьте в резервуаре для образца 50-миллилитровую пробирку, заполненную 5 миллилитрами фосфатно-солевого буфера без кальция и магния. Затем, чтобы заправить устройство, начните откачку со скоростью расхода примерно 1 миллилитр в минуту.

Поместив пробу в резервуар для пробы, включите перистальтический насос и установите скорость потока на уровне 4 миллилитров в минуту. После того, как объем образца достигнет желаемого объема примерно от 1 до 2 миллилитров, остановите работу и отсоедините трубку.