Een Gradient-genererende Microfluïdische Device for Cell Biology
Summary
Beschrijven we een protocol voor de microfabricage van de gradiënt-genererende microfluïdische apparaat dat kan genereren ruimtelijke en temporele gradiënten in goed gedefinieerde micro-omgeving. In deze benadering kan de gradiënt-genererende microfluïdische apparaat worden gebruikt om gerichte celmigratie, embryogenese, wondgenezing, en kanker metastase te bestuderen.
Abstract
De fabricage en de werking van een gradiënt-genererende microfluïdische apparaat voor het bestuderen van cellulaire gedrag wordt beschreven. Een microfluïdische platform is een mogelijk experimenteel instrument, want het kan precies manipuleren vloeistof stroomt, zodat high-throughput experimenten, en het genereren van stabiele oplosbare concentratie gradiënten. Vergeleken met conventionele gradiënt generatoren, poly (dimethylsiloxaan) (PDMS)-gebaseerde microfluïdische apparaten kunnen genereren stabiele concentratie gradiënten van groeifactoren met goed gedefinieerde profielen. Hier hebben we eenvoudige gradiënt-genererende microfluïdische apparaten ontwikkeld met drie aparte ingangen. Drie microkanalen gecombineerd in een microkanaal om de concentratie gradiënten te genereren. De stabiliteit en de vorm van groeifactor gradiënten werden bevestigd door fluoresceïne isothyiocyanate (FITC)-dextran met een moleculair gewicht vergelijkbaar met epidermale groeifactor (EGF). Met behulp van deze microfluïdische apparaat, hebben we aangetoond dat fibroblasten blootgesteld aan de concentratie gradiënten van de EFG-gemigreerd naar hogere concentraties. De gerichte oriëntatie van cel-migratie en de beweeglijkheid van de migrerende cellen werden kwantitatief beoordeeld door cell tracking-analyse. Zo zouden deze gradiënt-genererende microfluïdische apparaat nuttig zijn voor het bestuderen en analyseren van het gedrag van migrerende cellen.
Protocol
Discussion
Cellen blootgesteld aan stabiele concentratie gradiënten van het EFG in een microfluïdische apparaat gemigreerd naar hogere concentraties. De gerichte oriëntatie van celmigratie, chemotactische index, de beweeglijkheid van de migrerende cellen werden onderzocht door de cel-tracking analyse. Daarom kan deze gradiënt-genererende microfluïdische platform nuttig zijn voor het bestuderen van kanker metastase, embryogenese, en axon begeleiding.
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).
