Un dispositif microfluidique Dégradé génératrices de biologie cellulaire
Summary
Nous décrivons un protocole pour la microfabrication de l'appareil de gradient générant microfluidique qui peuvent générer des gradients spatiaux et temporels bien définis microenvironnement. Dans cette approche, l'appareil de gradient générant microfluidiques peuvent être utilisées pour étudier la migration cellulaire dirigée, l'embryogenèse, la cicatrisation, et les métastases du cancer.
Abstract
La fabrication et le fonctionnement d'un dispositif de gradient générant microfluidique pour étudier le comportement cellulaire est décrite. Une plate-forme microfluidique est un outil permettant d'expérimentation, parce qu'il peut manipuler précisément les flux de fluide, permettant à haut débit des expériences, et de générer des gradients de concentration stables solubles. Comparé à des générateurs de gradient conventionnel, le poly (diméthylsiloxane) (PDMS) à base de dispositifs microfluidiques peuvent générer des gradients de concentration stable de facteurs de croissance avec des profils bien définis. Ici, nous avons développé simples gradient générant des dispositifs microfluidiques avec trois entrées séparées. Trois microcanaux combinés en un microcanal de générer des gradients de concentration. La stabilité et la forme des gradients de facteur de croissance ont été confirmées par la fluorescéine isothyiocyanate (FITC)-dextrane avec un poids moléculaire similaire au facteur de croissance épidermique (EGF). L'utilisation de ce dispositif microfluidique, nous avons démontré que les fibroblastes exposés à des gradients de concentration d'EGF migré vers des concentrations plus élevées. L'orientation directionnelle de la migration cellulaire et la motilité des cellules en migration ont été quantitativement évaluée par l'analyse des cellules de suivi. Ainsi, ce dispositif de gradient générant microfluidique pourrait être utile pour étudier et analyser le comportement des cellules en migration.
Protocol
Discussion
Les cellules exposées à des gradients de concentration stable de l'EGF dans un dispositif microfluidique migré vers des concentrations plus élevées. L'orientation directionnelle de la migration cellulaire, l'index chimiotactique, la motilité des cellules en migration ont été étudiés par l'analyse des cellules de suivi. Par conséquent, cette plate-forme de gradient générant microfluidique pourrait être utile pour étudier les métastases du cancer, l'embryogenèse, et le guidage axonal.
Materials
| Material Name | Type | Company | Catalogue Number | Comment |
|---|---|---|---|---|
| Dextran-FITC | Reagent | Sigma Aldrich | FD10S | Fluorescein isothiocyanate (FITC) conjugated-dextran (10kD) |
| hr-EGF | Invitrogen | 13247-051 | human recombinant Epidermal growth factor | |
| PDMS | K.R. Anderson Co. Inc. | 2065622 | Poly(dimethylsiloxane) (PDMS), Dow Corning Sylgard 184 (8.6 lb) | |
| Negative photoresist | Microchem | SU-8 50 | ||
| Si wafer | silicone wafer, 4 inch | |||
| Petri dishes | ||||
| Polyethylene tubing | Becton Dickinon | PE 20 | ||
| PBS | Invitrogen | |||
| Fibronectin | ||||
| NIH 3T3 | cell-line | fibroblast cells | ||
| Inverted microscope | Nikon | TE 2000 |
References
- Jeon, N. L., Baskaran, H., Dertinger, S. K. W., Whitesides, G. M., Van de Water, L., Toner, M. Neutrophil chemotaxis in linear and complex gradients of interleukin-8 formed in a microfabricated device. Nat. Biotechnol. 20, 826-830 (2002).
- Lin, F., Nguyen, C. M., Wang, S. J., Saadi, W., Gross, S. P., Jeon, N. L. Effective neutrophil chemotaxis is strongly influenced by mean IL-8 concentration. Biochem. Biophys. Res. Commun. 319, 576-581 (2004).
- Chung, B. G., Flanagan, L. A., Rhee, S. W., Schwartz, P. H., Lee, A. P., Monuki, E. S., Jeon, N. L. Human neural stem cell growth and differentiation in a gradient-generating microfluidic device. Lab Chip. 5, 401-406 (2005).
- Saadi, W., Wang, S. J., Lin, F., Jeon, N. L. A parallel-gradient microfluidic chamber for quantitative analysis of breast cancer cell chemotaxis. Biomed. Microdevices. 8, 109-118 (2007).
- Chung, B. G., Park, J. W., Hu, J. S., Huang, C., Monuki, E. S., Jeon, N. L. A hybrid microfluidic-vacuum device for interfacing with conventional cell culture platform. BMC Biotechnol. 7, (2007).
