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Biology

एक प्रोटोटाइप छोटी फ्लो cytometer और साथी Microfluidic मिश्रण प्रौद्योगिकी के कम गुरुत्वाकर्षण पर्यावरण हार्डवेयर प्रदर्शनों

Published: November 13, 2014 doi: 10.3791/51743
Automatic Translation
*1, *1, 1, 1, 2, 3, 3, 4, 3, 3, 1
1DNA Medicine Institute, 2Harvard Medical School, 3NASA Glenn Research Center, 4ZIN Technologies
* These authors contributed equally

Summary

स्पेसफ्लाइट रक्त निदान नवाचार की जरूरत है. कुछ प्रदर्शनों में उड़ान कम गुरुत्व स्वास्थ्य निदान तकनीक illustrating प्रकाशित किया गया है. यहाँ हम उपकरणों और अन्य setups के लिए अनुकूलनीय तैयारी रणनीतियों के साथ एक प्रोटोटाइप बिंदु का ख्याल प्रवाह cytometry के डिजाइन के लिए एक परवलयिक उड़ान परीक्षण रिग का निर्माण और संचालन के लिए एक विधि प्रस्तुत करते हैं.

Abstract

अभी हाल तक, अंतरिक्ष यात्री खून के नमूने, उड़ान में एकत्र किए गए अंतरिक्ष शटल पर पृथ्वी के लिए ले जाया, और स्थलीय प्रयोगशालाओं में विश्लेषण किया. मनुष्य कम पृथ्वी की कक्षा से आगे की यात्रा के लिए कर रहे हैं, अंतरिक्ष के लिए तैयार, बिंदु का ख्याल दिशा में एक संक्रमण (पीओसी) परीक्षण की आवश्यकता है. इस तरह के परीक्षण प्रक्षेपण और अंतरिक्ष के तनावों से, व्यापक एक कम गुरुत्व वातावरण में प्रदर्शन करने के लिए आसान है, और अप्रभावित होने की जरूरत है. अनगिनत पीओसी उपकरणों प्रयोगशाला पैमाने समकक्षों की नकल करने के लिए विकसित किया गया है, लेकिन सबसे संकीर्ण आवेदन किया है और कुछ एक उड़ान में, कम गुरुत्व वातावरण में प्रत्यक्ष उपयोग कर सकते है. वास्तव में, कम गुरुत्व में जैव चिकित्सा निदान के प्रदर्शनों नई तकनीक का परीक्षण करने की मांग जब मुश्किल घटक विकल्प और कुछ साजो चुनौतियों दृष्टिकोण करने के लिए कर रही है, पूरी तरह सीमित कर रहे हैं. शून्य को भरने में मदद करने के लिए, हम निर्माण और संचालन एक प्रोटोटाइप रक्त नैदानिक ​​उपकरण की और उसके संबंधित पी के लिए एक मॉड्यूलर विधि प्रस्तुत कर रहे हैंएक परवलयिक उड़ान, कम गुरुत्व जहाज पर विमान उड़ान परीक्षण के लिए मानकों को पूरा करने वाले arabolic उड़ान परीक्षण रिग. विधि पहली उड़ान में, कम गुरुत्व कोशिकामापी एक प्रवाह का परीक्षण और एक साथी microfluidic मिश्रण चिप के लिए रिग विधानसभा पर केंद्रित है. अवयव एक ऐसी microvolume नमूना लोडर के रूप में अन्य डिजाइन और कुछ कस्टम घटक, के लिए अनुकूल हैं और micromixer विशेष रुचि का हो सकता है. विधि तो बदलाव उपयोगकर्ता प्रशिक्षण, एक मानक संचालन प्रक्रिया (एसओपी) का विकास, और अन्य मुद्दों के संबंध में एक सफल उड़ान परीक्षण के लिए तैयार करने के लिए दिशा निर्देशों और सुझावों की पेशकश के द्वारा, उड़ान की तैयारी करने के लिए ध्यान केंद्रित. अंत में, हमारे प्रदर्शनों को विशिष्ट उड़ान में प्रयोगात्मक प्रक्रियाओं वर्णित हैं.

Introduction

मौजूदा अंतरिक्ष के लिए तैयार स्वास्थ्य निदान की अपर्याप्तता गहरी मानवयुक्त अंतरिक्ष की खोज के लिए एक सीमित कारक प्रस्तुत करता है. निदान, व्यापक कम गुरुत्व में उपयोग करने के लिए आसान है, और प्रक्षेपण और अंतरिक्ष (उदाहरण के लिए, उच्च जी बलों, कंपन, विकिरण, तापमान परिवर्तन, और केबिन दबाव परिवर्तन) के तनावों से अपेक्षाकृत अप्रभावित रहने की जरूरत है. बिंदु का ख्याल परीक्षण (POCT) के क्षेत्र में विकास छोटे रोगी के नमूनों (जैसे, एक उंगली चुभन), सरल और छोटे fluidics (यानी, microfluidics) के उपयोग के माध्यम से प्रभावी अंतरिक्ष समाधान के लिए अनुवाद, और अन्य के बीच, बिजली की आवश्यकताओं को कम कर सकते हैं फायदे. एक आकर्षक दृष्टिकोण सेल गिनती और बायोमार्कर मात्रा का ठहराव, साथ ही महत्वपूर्ण miniaturization की क्षमता की ओर सहित, क्योंकि प्रौद्योगिकी के व्यापक उपयोगिता के में अंतरिक्ष पीओसी के लिए प्रवाह cytometry है. पिछला अंतरिक्ष प्रासंगिक प्रवाह cytometers 'परमाणु पैकिंग effic शामिलiency 'एक साथ चाप-दीपक प्रेरित प्रतिदीप्ति और इलेक्ट्रॉनिक मात्रा (कल्टर मात्रा) माप 1-4 का उपयोग किया है कि (एनपीई) साधन का प्रतिनिधित्व कोशिकामापी एक अपेक्षाकृत छोटे benchtop प्रवाह' शून्य गुरुत्वाकर्षण '5 दौरान cytometry डेटा वास्तविक समय प्रवाह की पहली पीढ़ी, एक 'कोशिकामापी sheathless microflow' 4- और 5-भाग में सफेद रक्त कोशिका (WBC) अंतर गणना करने में सक्षम 5 μl पूरे रक्त के नमूने 6-9 pretreated, और का उपयोग कर एक 'फाइबर ऑप्टिक आधारित' हाल ही में इंटरनेशनल में जहाज पर परीक्षण किया कोशिकामापी प्रवाह अंतरिक्ष स्टेशन 10.

संभावित अंतरिक्ष अनुप्रयोगों के लिए मूल्यांकन निदान तकनीक आमतौर पर भारहीनता (जैसे, शून्य गुरुत्वाकर्षण, मंगल ग्रह का निवासी गुरुत्व) 11 के एक चुना स्तर अनुकरण करने के लिए लगभग एक परवलयिक उड़ान पथ का उपयोग करने वाले कम गुरुत्व विमान जहाज पर किया जाता है. उड़ान के अवसर सीमित हैं क्योंकि मूल्यांकन चुनौतीपूर्ण है, repetmicrogravity की itive कम Windows यह मुश्किल के तरीके या सामान्य रूप से 20-40 सेकंड से अधिक समय तक निर्बाध समय की आवश्यकता है कि प्रक्रियाओं का आकलन करने के लिए कर सकते हैं, और प्रदर्शनों आसानी से उड़ान में 12-15 उपयोग नहीं अतिरिक्त उपकरणों की आवश्यकता हो सकती है. इसके अलावा, इन विट्रो निदान (IVD) प्रौद्योगिकियों में इस्तेमाल किया, या, कम गुरुत्वाकर्षण के लिए डिजाइन के पिछले प्रदर्शनों सीमित हैं और बहुत काम अप्रकाशित बनी हुई है. ऊपर प्रवाह cytometers के अलावा, साहित्य में वर्णित अन्य अंतरिक्ष प्रासंगिक IVD-प्रौद्योगिकियों एक स्वचालित 12 कोशिकामापी कैमरा आधारित immunophenotyping आवेदनों 16 के लिए एक पूरे रक्त धुंधला डिवाइस, एकीकृत potentiometry, amperometry, और conductometry के लिए एक हाथ में नैदानिक ​​विश्लेषक शामिल 12,17, निदान मंच 1 'एक सीडी पर लैब प्रसार आधारित मिश्रण और जुदाई 18, और एक घूर्णन पर निर्भर करता है कि विश्लेष्य quantitation के लिए एक microfluidic' टी सेंसर 'डिवाइस9,20. डिवाइस मूल्यांकन संभव बनाने के लिए प्रयास कर (या संभव है क्या पता लगाना) जब कम गुरुत्वाकर्षण के परीक्षण के लिए नए चेहरे भी इन विट्रो निदान के लिए असंबंधित परवलयिक उड़ान प्रदर्शनों को देख सकते हैं. अच्छी तरह से प्रलेखित उड़ान तैयारी में उड़ान रणनीतियों, और उड़ान परीक्षण उपकरणों के साथ अन्य पिछले चिकित्सा या जैविक प्रयोगों से प्रदर्शनों तालिका 1 15, 21-35 में शामिल किए गए हैं. ये कारण पुस्तिका में उड़ान कार्यों, विशेष उपकरणों के उपयोग, और प्रयोगात्मक रोकथाम के शामिल किए जाने के लिए सूचनात्मक हो सकता है.

श्रेणी उदाहरण
आपातकालीन चिकित्सा देखभाल सांस की नली इंटुबैषेण (Laryngoscope निर्देशित, पर माणिक21) में, कार्डियक जीवन समर्थन (anesthetized सूअरों) 22
सर्जिकल केयर लेप्रोस्कोपिक सर्जरी (वीडियो 24,25 से anesthetized सूअरों पर, 23 नकली)
मेडिकल इमेजिंग या शरीर क्रिया विज्ञान आकलन कम शरीर नकारात्मक दबाव चैम्बर 26, डॉपलर प्रवाहमापी (सिर घुड़सवार) 27, केंद्रीय शिरापरक दबाव मॉनिटर 28 से अल्ट्रासाउंड
विशिष्ट जैविक उपकरण Microplate रीडर (और में उड़ान दस्ताना बॉक्स) 29, सेल चक्र प्रयोगों 30, माइक्रोस्कोप के लिए तापमान नियंत्रण प्रणाली (brightfield, चरण विपरीत, और मल्टी चैनल प्रतिदीप्ति सक्षम) 15, केशिकावैद्युतकणसंचलन इकाई वीडियो माइक्रोस्कोप से 31 युग्मित
अन्य अवलोकन के लिए संदंश 32 के साथ संयंत्र कटाई, निहित चूहों 33,34 और मछली 35

अच्छी तरह से वर्णित तरीके / प्रयोगों के साथ तालिका 1 पैराबोलिक उड़ान प्रदर्शन उदाहरण

पिछले उदाहरण पर विस्तार और सफल उड़ान प्रदर्शनों में अधिक से अधिक जानकारी प्रदान करने के लिए, हम एक परवलयिक उड़ान परीक्षण योजना के भाग के रूप में संबंधित microfluidic मिश्रण तकनीक के साथ कोशिकामापी प्रवाह एक प्रोटोटाइप के निर्माण और संचालन के लिए एक मॉड्यूलर और अनुकूलनीय प्रक्रिया प्रस्तुत कर रहे हैं. रिग नमूना लोड हो रहा है, microfluidic मिश्रण, और फ्लोरोसेंट कण का पता लगाने के प्रदर्शनों में सक्षम बनाता है, और अंतरिक्ष के वातावरण के लिए 2010 नासा सुविधा पहुँच (फास्ट) परवलयिक flig जहाज पर परीक्षण किया गया था29 सितंबर से 1 अक्टूबर के लिए भेजा HTS, 2010 इन प्रदर्शनों fingerstick आकार के खून के नमूने, लोड पतला या अभिकर्मकों के साथ मिश्रित कर रहे हैं, जिसमें एक संभावित डिवाइस कार्यप्रवाह के क्रमश: शुरुआत, मध्य और अंत से खींच, और ऑप्टिकल के माध्यम से विश्लेषण किया पता लगाने. एक कॉम्पैक्ट यूनिट में एक प्रवाह cytometer स्केलिंग नवाचार और सावधान हिस्सा चयन की आवश्यकता है. कस्टम और मुस्तैद घटकों अंतिम घटक विकल्प का सबसे अच्छा प्रारंभिक अनुमानों के रूप में चुना, यहां इस्तेमाल किया जाता है, और अन्य नवीन आविष्कारों के डिजाइन के लिए अनुकूल हो सकता है. प्रोटोटाइप घटक विकल्पों की एक रूपरेखा के बाद, सेटअप रिग विधानसभा के लिए एक कंकाल के रूप में सेवारत एक समर्थन संरचना पर वर्णित है. प्रोटोटाइप घटकों, स्थानों सौंपा सुरक्षित, और सफल प्रयोग के लिए आवश्यक अतिरिक्त घटकों के साथ कर रहे. ध्यान दें तो मानक संचालन प्रक्रिया (एसओपी) के विकास, प्रशिक्षण, और अन्य रसद शामिल अधिक सार प्रक्रियाओं को पाली. अंत में, प्रदर्शन-विशिष्ट प्रक्रियाओं हैंवर्णित. विशिष्ट प्रोटोटाइप के लिए यहां लागू किया है, हालांकि यहां वर्णित रणनीतियों और रिग घटकों (जैसे, माइक्रोस्कोप, एक्रिलिक बॉक्स, आदि) का समर्थन करने का विकल्प है, एक कम गुरुत्व वातावरण में किसी भी रक्त नैदानिक ​​उपकरण का परीक्षण करने के लिए प्रासंगिक सामान्य मुद्दों और चुनौतियों से बात .

2010 उड़ानों में, दो चंद्र गुरुत्व (लगभग 1/6 पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण प्राप्त) और अंतत: इन 3 दिन भर के समय में परिवर्तन किया गया है, हालांकि दो सूक्ष्म गुरुत्वाकर्षण उड़ानें, 4 दिन भर में निर्धारित किया गया. प्रदर्शनों एक संशोधित निजी तौर पर संचालित, संकीर्ण शरीर जेट विमान 36 जहाज पर प्रदर्शन किया गया. प्रत्येक उड़ान प्रत्येक उच्च गुरुत्वाकर्षण कम गुरुत्वाकर्षण की स्थिति का 20-25 सेकंड द्वारा पीछा (लगभग 1.8 ग्राम) के बारे में 20 सेकंड से बेदखल, 30-40 parabolas प्रदान की. Parabolas के आधे से मार डाला गया के बाद, विमान के चारों ओर मोड़ करने के लिए विमान को सक्षम और पीई जबकि लैंडिंग साइट की ओर वापस सिर करने के लिए स्तर उड़ान में लगभग 5-10 मिनट की अवधि के लिए रोक दियाparabolas के शेष rforming.

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Protocol

इस प्रोटोकॉल में इस्तेमाल मानव रक्त के नमूने न्यूनतम इनवेसिव प्रोटोकॉल (आभार देखें) का उपयोग आईआरबी अनुमोदन से एकत्र किए गए थे.

1. रिग विधानसभा

  1. प्रणाली cytometry के एक सरल प्रवाह के लिए प्रोटोटाइप घटकों (fluidics, ऑप्टिकल, नियंत्रण / डाटा अधिग्रहण इलेक्ट्रॉनिक्स) इकट्ठा कम गुरुत्वाकर्षण की स्थिति में इस्तेमाल किया जाएगा
    1. कम से कम वजन और शक्ति के साथ एक दबाव प्रणाली तैयार प्रणाली fluidics ड्राइव करने की जरूरत है
      1. एक अंतर दबाव सेंसर करने के लिए एक छोटी वायु पंप कनेक्ट करें.
      2. एक निरंतर ड्राइविंग दबाव बनाए रखने पल्स चौड़ाई मॉडुलन और कस्टम नियंत्रण सॉफ्टवेयर में एक आनुपातिक-अभिन्न-व्युत्पन्न नियंत्रक (चरण 1.1.7) का उपयोग विनियमित एक शुल्क साइकिल का उपयोग पंप उत्पादन को नियंत्रित करने के लिए.
    2. हवा फँसाने के बिना लोड किया जा सकता है कि एक तरल पदार्थ स्रोत कंटेनर इकट्ठा (3.4 कदम देखें)
      1. एक लेटेक्स diaphra साथ एक कठोर प्लास्टिक की शीशी (चित्रा 1 ए) फिटजीएम, शीशी आधार पर मजबूती से securable टोपी, और इनलेट हवा ट्यूबिंग (ऑप्टिकल चिपकने का उपयोग कनेक्शन सील).
      2. पंप टोपी बाहर निकलने ट्यूबिंग के बाहर द्रव का प्रवाह ड्राइव करने के लिए डायाफ्राम compressing, हवा या तरल पदार्थ लीक बिना शीशी pressurizes सुनिश्चित करें.
    3. प्रवाह समझौता होगा कि एक backpressure निर्माण के बिना बेकार एकत्र करने के लिए एक द्रव अपशिष्ट कंटेनर डिजाइन
      1. डबल रोकथाम के लिए एक शीशी चिपके-भीतर-एक-शीशी डिजाइन (चित्रा 1 बी) का उपयोग करें.
      2. चल बेकार जाल लेकिन केबिन पर्यावरण के साथ हवा के दबाव समीकरण की अनुमति देता है कि एक सुरक्षित फोम स्पंज खिड़की के साथ शीशियों कैप.
    4. कम गुरुत्व में इस्तेमाल के लिए एक नमूना लोडर बनाओ
      1. मशीन और इसे मज़बूती से तरल पदार्थ लाइन में दो हे छल्ले के बीच एक म्यान से सज्जित केशिका clamps है कि इस तरह guiderails (चित्रा 1C) के साथ एक वसंत लोड दबाना डिजाइन इकट्ठा. सिस्टम पी accommodates, लोड करते समय यह नमूना मात्रा को बरकरार रखता है सुनिश्चित करेंएक नमूना डाला, और गुमराह बुलबुला परिचय टाल नहीं है जब riming.
      2. एक केशिका के अभाव में यह सुनिश्चित करें कि, स्प्रिंग्स (बाएं, चित्रा -1) लीक बिना भड़काना तरल पदार्थ लाइन को पूरा करने और सक्षम करने के लिए एक साथ हे छल्ले दबाएँ.
    5. कार्य करने के लिए संचालित यांत्रिक subcomponents पर निर्भर नहीं करता है कि एक micromixer डिजाइन
      1. Microfluidic चैनलों के भीतर लामिना का प्रवाह पर काबू पाने के लिए आवश्यक अराजक advection प्राप्त होता है कि एक दो इनलेट सर्पिल-भंवर micromixer (चित्रा 1E) गर्भ धारण. इस डिजाइन एक नमूना रन अगले प्रभावित नहीं करता है तो सभी नीचे की ओर द्रव में प्रवेश करने से बचाता है.
      2. सुविधा के लिए, तेजी से प्रोटोटाइप polydimethylsiloxane (PDMS) विधि (चित्रा 1F) का उपयोग कर चुना डिजाइन बनाना. एक cleanroom सुविधा 37 में आवश्यक र -8 ढालना बनाना 20,000 डीपीआई पर मुद्रित एक दो आयामी कंप्यूटर एडेड डिजाइन किए photomask का उपयोग.
        नोट: एक मोदी का प्रयोग करेंएक ऊर्ध्वाधर ड्रिलिंग मिल fied 23 गेज फिट inlets में छेद, भंवर, पता लगाने इनलेट, और पहचान आउटलेट स्पॉट ड्रिल करने के लिए, और एक हाथ ताल सुई उद्देश्य में मदद करने के लिए. एक razorblade का उपयोग PDMS से चिप्स बाहर कट और 0.5 "खोखले स्टील पिंस चिप की गैर-ढाला पीछे की ओर से बाहर चिपके के साथ छेद फिट. Microbore ट्यूबिंग का उपयोग कर पता लगाने चैनल प्रवेश द्वार पिन के लिए केंद्रीय सर्पिल बाहर निकलने पिन कनेक्ट करें.
      3. मैट स्कॉच टेप के साथ इथेनॉल और शुष्क ढाला सतह से अच्छी तरह साफ चिप. पिन के बाहर इथेनॉल उड़ाने के लिए एक खाली सिरिंज का प्रयोग करें. PDMS चिप और प्लाज्मा क्लीनर के अंदर एक प्राचीन कवर गिलास को समझो और, प्रकाश दबाव लागू करने चिप पूरी तरह से चैनल प्रत्यक्षता समझौता किए बिना दबाया जाता है कि प्रकाश माइक्रोस्कोपी द्वारा तुरंत जाँच करके 10 सेकंड के भीतर उन्हें बांड.
    6. व्यक्ति बह कणों का पता लगाने के लिए एक हथेली के आकार लघु ऑप्टिकल ब्लॉक माउंट
      1. चित्रा 2AB में डिजाइन दो रंग ई के लिए उपयुक्त हैpifluorescence लेजर रोशनी और पता लगाने, और एक PDMS सीधे चैनल (200 माइक्रोन से 120) सुविधा के लिए सेल प्रवाह का इस्तेमाल करता.
      2. माउंट ब्लॉक (चित्रा -2) व्यावसायिक रूप से उपलब्ध optomechanical घटकों का उपयोग और फाइबर मिलकर एक फोटान गिनती मॉड्यूल संरेखित.
    7. डिजाइन इलेक्ट्रॉनिक्स और डिवाइस नियंत्रण और डाटा अधिग्रहण के लिए सॉफ्टवेयर
      1. प्रारंभिक प्रोटोटाइप में सुविधा के लिए, डाटा अधिग्रहण (DAQ) कार्ड (चित्रा 2 डी) से जुड़ा हाथ से soldered टुकड़े का उपयोग.
      2. कोड और कार्यक्रम एक कस्टम सॉफ्टवेयर (चित्रा 2 ई में उदाहरण) रिग उपकरणों को संचालित करने और सभी डेटा सिंक्रनाइज़ करने के लिए.
  2. अतिरिक्त घटकों (नहीं औपचारिक रूप से प्रोटोटाइप का हिस्सा)
    1. एक 3-आयामी accelerometer (चित्रा 2 डी, बाएं) और एक प्रवाह दर मीटर (चित्र नहीं) शामिल. एक accelerometer विमान जहाज पर मौजूद है लेकिन (संभावना) सीधे ओ में समन्वयित नहीं किया जा सकतावहाँ डेटा दर्ज की गई.
  3. विद्युत शक्ति योजना
    1. (कम गुरुत्व उड़ानों पर सुरक्षा कारणों के लिए आवश्यक) त्वरित और पूरा इलेक्ट्रॉनिक्स शटडाउन के लिए एक तंत्र
      1. विमान बिजली वितरण पैनल (120 VAC 60 हर्ट्ज) से (एकल आई / ओ बटन के साथ) एक ही शक्ति पट्टी कनेक्ट करें.
      2. अकेले बिजली केबल के माध्यम से संचालित करने के लिए लैपटॉप बैटरी और सेट लैपटॉप निकालें.
    2. सभी उपकरणों के लिए पावर
      1. सीधे लैपटॉप (बैटरी निकाल दिया), एक प्रकाश माइक्रोस्कोप, और शक्ति पट्टी का उपयोग दो फोटोन डिटेक्टरों शक्ति.
      2. लैपटॉप या का उपयोग बैटरी से जुड़े यूएसबी DAQ कार्ड के माध्यम से पावर शेष उपकरणों.
  4. उड़ान के लिए तैयार रिग लेआउट
    1. सफल उड़ान प्रदर्शन के लिए विचार
      1. कुल उपलब्ध अंतरिक्ष जमीन (चित्रा 3 ए) पर एक समान प्रदर्शन के लिए प्रदान की तुलना में एक छोटे क्षेत्र तक सीमित है. कुल उपलब्ध अंतरिक्ष पर विचार करें और कहा कि है कि कैसेगति प्रयोगात्मक रिग अंतरिक्ष के बीच विभाजित किया जाएगा और रिग आसपास के उपयोगकर्ता अंतरिक्ष (उन औपचारिक रूप से प्रोटोटाइप का हिस्सा परे घटकों के लिए भी शामिल है). प्रायोगिक रिसाव आगे या पीछे स्थिति के मामले में भिन्न है, लेकिन यह काफी हद तक (या उड़ान में भौतिकी) उपलब्ध परिचालन अंतरिक्ष को प्रभावित नहीं करता.
      2. अधिक उचित रूप में अच्छी तरह से एक समर्थन संरचना के भीतर प्राप्त संरक्षण से सबसे ज्यादा फायदा होगा जो घटकों पर विचार के रूप में, एक खड़े, घुटना टेककर, या मंजिल ऊंचाई पर पहुँचा रहे हैं जो घटकों का निर्धारण करते हैं.
    2. रिग समर्थन संरचना
      1. प्राप्त या लेआउट आवश्यकताओं पर विचार मिलता है कि एक ऊर्ध्वाधर उपकरण रैक का निर्माण, इरादा विमान केबिन मंजिल को देता है सुरक्षित रूप से, सभी घटकों को शामिल संगठन के लिए विभिन्न ऊर्ध्वाधर स्तरों में सक्षम बनाता है, उड़ान accelerations withstands, और.
      2. लैपटॉप, ग के लिए एक मध्य रैक स्तर स्थान के लिए एक शीर्ष स्तर: उपकरण रैक (3B चित्रा) के भीतर स्तर तक घटकों निरुपितontain प्रोटोटाइप subcomponents और एक मंजिल स्तर अतिरिक्त पोंछे, दस्ताने, और एक विविध अपशिष्ट कंटेनर को रोकने के लिए.
      3. विभिन्न वांछित स्तर को समायोजित करने के लिए रैक के भीतर अतिरिक्त संरचनाओं गर्भ धारण. रिग घटकों नीचे पंगा लेना के लिए. 2 फुट से. एक 2 फुट पकड़ करने के लिए 'mid'-ऊंचाई पर माइक्रोस्कोप breadboard थाली समर्थन मुस्कराते हुए लागू करने, और उच्च समर्थन मुस्कराते हुए लगभग 2 फीट एक उड़ान को मंजूरी दी लैपटॉप गर्त समर्थन करने के लिए.
      4. ऊर्ध्वाधर स्तर के भीतर होने के कारण (जैसे, एक वर्ग रिग के 4 वें पक्ष हो सकता है एक उड़ान जहाज पर रिग खुद की संभावित स्थिति / उन्मुखीकरण के अन्य घटकों की उपस्थिति के साथ-साथ होने के कारण किए गए खाते एक्सेसिबिलिटी सीमाओं में ले रही है, इष्टतम घटक व्यवस्था निर्धारित , विमान दीवार के करीब हो) सुलभ केवल 3 पक्षों छोड़ने.
        नोट: पैर पट्टियों परीक्षण ऑपरेटरों रिग से एक निश्चित दूरी पर हैं और सभी पक्षों पर उपलब्ध नहीं हो सकता है सुरक्षित करने के लिए.
      5. इन निर्धारण के आधार पर, डिकेबिन अंतरिक्ष की ओर इलेक्ट्रॉनिक्स और विमान दीवार की ओर ऑप्टिकल ब्लॉक, और नमूना लोडर और microfluidic चिप के लिए समर्पित स्थानों रखने, 4 quadrants (चित्रा -3 सी) में breadboard थाली ख़बरदार.
  5. प्रोटोटाइप हासिल रोकथाम, और दृश्य सेटअप
    1. सिस्टम इलेक्ट्रॉनिक्स
      1. डिजाइन, लेजर कट, और DAQ कार्ड (नीचे तंगी) और हाथ-soldered बोर्डों को शामिल करने के लिए एक कस्टम एक्रिलिक बॉक्स (चित्रा 2 डी) इकट्ठा (बॉक्स दीवार को खराब कर दिया है).
      2. यूएसबी केबल और तारों के लिए आसान (कपड़े हुक और पाश बांधनेवाला पदार्थ के साथ में उड़ान सुरक्षित) का उपयोग और बाहर निकलने के छेद के लिए एक झूल दरवाजे का उपयोग.
    2. नमूना लोडर
      1. उड़ान केबिन के प्रदूषण के जोखिम के बिना लोडर प्रदर्शन (चित्रा 4C) प्रदर्शन करने के लिए जो में एक घन अंतरिक्ष प्रदान करने के लिए हाथ पहुँच छेद के साथ एक कस्टम एक्रिलिक 'दस्ताने' बॉक्स (चित्रा -4 ए) बनाना.
      2. करने के लिए और बॉक्स के पक्ष में छोटे परिपत्र छेद के माध्यम से लोडर से ट्यूबिंग फ़ीड.
    3. Micromixer
      1. जमीन पर इस्तेमाल किया उपकरण को अपनाना. Breadboard प्लेट को एक stereomicroscope (चित्रा 4 बी) बोल्ट और भी प्लेट के लिए bolted एक कस्टम एक्रिलिक चिप धारक, साथ फिट.
      2. माइक्रोस्कोप ऐपिस करने के लिए एक यूएसबी सीसीडी कैमरा फिट और अन्य डेटा के साथ सिंक्रनाइज़ वीडियो को बचाने के लिए लैपटॉप (चित्रा 4D) को कनेक्ट (गुरुत्वाकर्षण, ड्राइविंग दबाव, और प्रवाह की दर).
    4. ऑप्टिकल ब्लॉक
      1. , ब्लॉक कवर परिवेश प्रकाश से यह परिरक्षण और लेजर खतरों को नियंत्रित करने के लिए (सही, चित्रा -4 ए) एक कस्टम अपारदर्शी एक्रिलिक बॉक्स बनाना.
      2. सुरक्षित रूप से लेजर समारोह की जांच करने के लिए एक ऑप्टिकल फिल्टर 'खिड़की' का उपयोग.
    5. लैपटॉप
      1. समर्थन संरचना के भीतर समर्थन मुस्कराते के लिए एक उड़ान को मंजूरी दी लैपटॉप ट्रे बोल्ट.
      2. प्रयोग हूरैक वास्तुकला के साथ यूएसबी केबल सुरक्षित फास्टनर-और-पाश कश्मीर.
  6. उड़ान में प्रदर्शन कार्यान्वयन
    1. प्रदर्शनों के माध्यम से आगे बढ़ने के लिए सरल उपायों
      1. उड़ान या महत्वपूर्ण कौशल की आवश्यकता होती है या केबिन वातावरण में तरल पदार्थ लीक जोखिम सकता है कि अन्य कार्यों का मार्गदर्शन ट्यूबिंग समायोजन आवश्यक कि खत्म अतिरिक्त घटकों को शामिल.
        1. कस्टम मशीन और एक एल्यूमीनियम सिलेंडर drilled और एक दबाव इनलेट के रूप में सेवारत एक सुई पेंच पर luer एडाप्टर फिट करने के लिए टेप से मिलकर दबाव कई गुना (चित्रा 5A) एकीकृत. हे छल्ले और दुकानों के रूप में microbore ट्यूबिंग फिट करने के लिए परिधि के आसपास छोटे छेद ड्रिल. एक साथ कई स्रोत शीशियों दबाव का प्रयोग करें.
        2. एक DAQ कार्ड को तार मिलकर MOSFET के स्विच (चित्रा 5C) द्वारा नियंत्रित तीन तरह solenoid वाल्व (चित्रा 5 ब) के एक पैनल को इकट्ठा करो. फिट करने के लिए microbore ट्यूबिंग अनुकूलनवाल्व बंदरगाहों. अलग शीशियों से द्रव का प्रवाह नियंत्रित करने के लिए प्रयोग करें.
      2. कार्यक्रम सॉफ्टवेयर प्रदर्शनों के माध्यम से आगे बढ़ने के लिए एक बटन हस्तक्षेप (लैपटॉप पर जैसे, एक क्लिक) का उपयोग (चित्रा 6).
    2. बैकअप मैनुअल नियंत्रण
      1. अप्रत्याशित रूप से ट्यूबिंग काट दिया और उड़ान के दौरान reconnected होने की जरूरत शायद अगर, fluidics पर कुछ मैनुअल नियंत्रण सक्षम करने के लिए तैयार करने के लिए स्लाइड clamps जोड़ें.
      2. उड़ान में लीक होने के मामले में फर्श रैक खंड में पर्याप्त सफाई पोंछे शामिल करें.
  7. उड़ान अशांति तत्परता: संभव अचानक झटका बलों, कंपन, या उड़ान में यात्री टकराव के लिए तैयार प्रणाली.
    1. संरेखण स्थिरीकरण
      1. आसानी से misadjusted रहे हैं कि गठबंधन के घटकों, विशेष रूप से ऑप्टिकल घटकों के लिए त्वरित सुखाने epoxy लागू.
      2. त्वरित सूखी epoxy से अधिक औद्योगिक ग्रेड epoxy लागू करने के साथ ही अन्य componen सुरक्षित करने के लिएमाइक्रोस्कोप ऐपिस को सीसीडी कैमरा लगाव सहित, के रूप में आवश्यक टीएस.
    2. शारीरिक अशांति परीक्षण
      1. जगह में सभी घटकों के साथ रिग समर्थन संरचना हिला.
      2. अशांति, विशेष रूप से गठबंधन ऑप्टिकल घटकों के लिए रिग subjecting के बाद अलग-अलग घटक कार्यक्षमता की जाँच करें.
    3. पैसेंजर जोखिम प्रबंधन
      1. गलती से रिग (चित्रा 4C) में दस्तक देता है कि एक उड़ान में यात्री को नुकसान पहुँचा सकता है कि ऊर्ध्वाधर उपकरण रैक संरचना के क्षेत्रों (कोनों, किनारों) के लिए फोम padding लागू करें.
      2. काला डक्ट टेप के साथ सुरक्षित पैडिंग.

2. प्रदर्शन की तैयारी और रसद

  1. में उड़ान और जमीन टीम भूमिका असाइनमेंट
    1. रिग सेटअप और सब हाथ पर संचालन में उड़ान दोनों प्रदर्शन करने के लिए रिग ऑपरेटर (ओं) निरुपित. रिग सेटअप पूर्ण होने पर हाथ ऑपरेटरों सबसे अच्छा कल्पना कर सकते हैं.
    2. नमूना तैयार करने और नहीं सीधे रिग ऑपरेटरों पर समय बोझ को कम करने, योजना से जुड़े किसी भी अन्य तैयारी कार्य करने के लिए जमीन का समर्थन निरुपित.
  2. प्रारंभिक मानक संचालन प्रक्रिया (एसओपी) विकास
    1. उड़ान में, पूर्व उड़ान (पहले दिन से पहले और सुबह) को शामिल करने के लिए सभी कदम लिखें, और उड़ान स्थान पर उपलब्ध हो जाएगा कि केवल उपकरण और सामग्री के उपयोग के बाद उड़ान प्रक्रियाओं. स्तर विमान उड़ान के 5 से 10 मिनट के ब्लॉक parabolas शुरू होने से पहले अंतिम मिनट सेटअप प्रक्रियाओं के लिए उपलब्ध हो या विमान के रूप में आधे रास्ते बिंदु पर चारों ओर मुड़ता है हो सकता है.
    2. Parabolas संभावना विमान के चारों ओर मोड़ और लैंडिंग के लिए वापस सिर करने के लिए अनुमति देने के लिए के माध्यम से partway अलग हो जाएगा कि टिप्पण, parabolas के लिए समर्पित संख्या में उड़ान प्रयोगात्मक प्रक्रियाओं निरुपितएक अन्य समूह अपेक्षा से मध्य-प्रयोग या उससे कम parabolas भेजा जा सकता है बाहर स्तर पर विमान का अनुरोध कर सकते साइट, और कि.
    3. संभव है जब वास्तविक जैविक नमूनों से परहेज, प्रभावी रोकथाम परे जैविक खतरा जोखिम को कम करने के लिए प्रदर्शन प्रक्रियाओं गर्भ धारण. नीले भोजन डाई नमूना लोडर प्रदर्शन के दौरान रक्त के लिए एक विकल्प के रूप में फ्लोरोसेंट गिनती मोती (चित्रा -1) के साथ नुकीला उपयोग.
  3. प्रदर्शन प्रशिक्षण
    1. पूरी तरह से संशोधित और शराबी को निखारने के साथ-साथ उड़ान डेटा के साथ तुलना करने के लिए पूरी तरह से जमीन नियंत्रण डेटा उत्पन्न करने के लिए पर्याप्त एक प्रशिक्षण कार्यक्रम निर्धारित करते हैं.
    2. पूर्व उड़ान शराबी प्रदर्शन के बाद, उपकरण या जमीन सामग्री के लिए उपयोग में कटौती, उड़ान अनुभव अनुकरण करने के लिए एक कमरे में रिग 'ताला'. और भी सख्त प्रशिक्षण के लिए, उड़ान में 32 उपलब्ध हो जाएगा कि आवंटित आयाम बैठक मंजिल के एक वर्ग से दूर निशान.
    3. प्रशिक्षण के दौरान, शराबी ई पालनxactly, और प्रवेश द्वार और कम गुरुत्वाकर्षण के बाहर निकलें, और साथ ही एक मध्य उड़ान परवलय को तोड़ने का संकेत है, 20 से 30 सेकंड parabolas घोषणा करने के लिए एक स्टॉपवॉच का उपयोग करें.
    4. दिन-की-उड़ान और दिन-पहले-उड़ान के बीच 'पूर्व उड़ान' गतिविधियों को विभाजित, वास्तविक उड़ान दिन के कार्यक्रम में अंतिम रूप रियायतों शामिल.
    5. रिग या अचानक एक प्रयोग के बीच में बाहर समतल विमान से टकराने के अचानक बलों सहित अप्रत्याशित में उड़ान घटनाओं के लिए ट्रेन.
    6. नमूने और अभिकर्मकों की टेस्ट stabilities गतिविधि पूर्व उड़ान प्रक्रियाओं के बीच और उड़ान में एक विस्तारित तोड़ (घंटा या अधिक) के अधीन है. तापमान उड़ान स्थान पर काफी अधिक हो सकता है कि यह भी ध्यान दें.
    7. प्राथमिक ऑपरेटरों दक्षता से उड़ान डिवाइस संचालित करने के लिए के रूप में कई लोगों को प्रशिक्षित. यह parabolas के दौरान बीमार हो जाएगा, और किसी दिए गए उपयोगकर्ता एक उड़ान पर अप्रभावित हो सकता है और एक अन्य पर बीमार हो जाते हैं जो अप्रत्याशित है.
  4. ग्राउंड उपकरण और समर्थनसामग्री
    1. कई अन्य मदों के बीच में हाथ उपकरण, टांका उपकरण, और गोंद / Epoxy सहित मरम्मत के लिए आवश्यक बैकअप उपकरणों और उपकरण, शामिल करने के लिए एक उपकरण बॉक्स इकट्ठे.
    2. एक नमूना या अभिकर्मक पहले से ही उड़ान के लिए तैयार किया गया है के बाद अप्रत्याशित उड़ान स्थगित होती है मामले में अनुसूचित उड़ानों में उपयोग के लिए करना है क्या परे नमूना और अभिकर्मक मात्रा में इकट्ठा होते हैं.
  5. शिपिंग
    1. रिग के परिवहन के लिए आवश्यक सेटअप लदान, जमीन उपकरण (उपकरण, अपकेंद्रित्र, pipets, भंवर मिक्सर, अन्य) और खराब होने (रक्त कोशिकाओं, अभिकर्मकों). उड़ान अभियान के लिए, प्राप्त निरीक्षण, इकट्ठा, और परीक्षण हार्डवेयर के लिए पर्याप्त समय सुनिश्चित करें.
    2. बुलबुला लपेटो का उपयोग कर नीचे छोड़कर सभी पक्षों पर डिब्बे में बंद रिग. फोम पैड और सदमे सामग्री के साथ आंतरिक रूप से सज्जित एक कस्टम लकड़ी के टोकरे बॉक्स का उपयोग शिप रिग,.
    3. पोत का समर्थन जमीन उपकरण / एक कठोर कंटेनर या सीने में उपकरण.
    4. में 1 में जहाज खराब होने. मोटी अछूता4 डिग्री सेल्सियस भंडारण आवश्यकता आइटम के लिए -20 डिग्री सेल्सियस भंडारण और फ्रीजर शांत पैक आवश्यकता आइटम के लिए सूखी बर्फ युक्त फोम बॉक्स,.
  6. पूर्व उड़ान परीक्षण
    कई दिनों उड़ानों से पहले सभी घटकों की कार्यक्षमता की जांच करने के लिए उड़ान स्थान पर पूर्व उड़ान परीक्षण प्रदर्शन.
    उड़ान रिसाव तौल रहे हैं और क्रेन विमान पर लादा, और उड़ान सप्ताह की अवधि के लिए विमान पर बने रहने की संभावना है.

3. में उड़ान प्रदर्शनों

प्रदर्शनों / प्रयोगों दो दिन पदनाम ("दिवस ए 'और नीचे' दिवस बी") के बीच बांटा जाता है. दिन एक micromixing प्रदर्शन के लिए नामित किया गया है और दिन ब कण का पता लगाने और नमूना लोड हो रहा है प्रदर्शनों के लिए नामित किया गया है.

  1. Micromixer प्रदर्शनों के लिए ग्राउंड नमूना तैयारी (दिन एक ही)
    1. 12 मिलीलीटर 1x फॉस्फेट बफर खारा (पीबीएस) में 3 मिलीग्राम नीले भोजन डाई पतला.
    2. 3 मिलीग्राम पीला भोजन डाई मैं पतलाNto पीबीएस 1x 12 मिलीलीटर.
    3. तनाव व्यावसायिक रूप से शुद्ध लाल रक्त कोशिकाओं के 15 मिलीलीटर.
      चेतावनी: कोई परीक्षण तरीकों 100% निश्चितता के एक संक्रामक एजेंट के अभाव के साथ गारंटी ले सकते हैं, क्योंकि मानव व्युत्पन्न उत्पादों को हमेशा जैविक खतरों के रूप में नियंत्रित किया जाना चाहिए.
    4. लोड नमूना शीशियों प्रत्येक नमूने के लिए (कदम 3.3 देखें), के अलावा एक अतिरिक्त शीशी केवल खारा युक्त.
  2. ऑप्टिकल ब्लॉक प्रदर्शन के लिए ग्राउंड नमूना तैयार
    1. 1% बीच साथ पीबीएस 1x 14 मिलीलीटर (4.3 मोती / μl) के साथ 60 μl फ्लोरोसेंट गिनती मोती का मिश्रण. नमूना शीशी में लोड.
      चेतावनी: सावधानी और व्यक्तिगत सुरक्षा उपकरण (पीपीई) का उपयोग कर के साथ सभी रसायनों संभाल.
    2. 1x पीबीएस के साथ एक 50 μl उंगली छड़ी पूरे रक्त नमूना 100 गुना पतला और [अंतिम] = 5 माइक्रोन के लिए SYTO 83 डाई जोड़ें. हल्के भंवर मिश्रण करने के लिए. कमरे के तापमान पर> 5 मिनट के लिए सेते हैं.
      चेतावनी: SYTO 83 डाई dimethylsulfoxi में भंग कर रहा हैआसानी से त्वचा के माध्यम से अवशोषित कर लेता है, जो डे (DMSO के),. आंखों, श्वसन प्रणाली और त्वचा के लिए परेशान किया जा सकता है. पीपीई का उपयोग संभाल.
    3. अपकेंद्रित्र सेल नमूना (4 मिनट के लिए 2300 XG पर), सतह पर तैरनेवाला बंद pipet.
    4. सतह पर तैरनेवाला बंद 4 मिनट pipetting के लिए 2300 XG पर centrifuging, पीबीएस 1x 1 मिलीलीटर जोड़कर दाग सेल नमूना धो लें. दो बार दोहराएँ.
    5. मूल वाणिज्यिक शेयर की 500 गुना कमजोर पड़ने: एक अंतिम 1 तक पहुँचने के लिए 1x पीबीएस के साथ 15 मिलीलीटर मात्रा लौटें. नमूना शीशी में तनाव कोशिकाओं और भार.
  3. नमूना लोडर प्रदर्शन के लिए ग्राउंड नमूना तैयार (दिवस बी ही)
    1. एक धार के साथ 15 मिमी क्षेत्रों में सूक्ष्म हेमाटोक्रिट केशिका ट्यूब काटने से नमूना लोडर प्रदर्शन के लिए केशिका उपभोग्य तैयार करें.
    2. लोडर प्रदर्शन के लिए नमूना तैयार: 250 μl undiluted नीले भोजन डाई के साथ 250 μl शेयर फ्लोरोसेंट मोती (500 मनकों / μl) मिलाएं. दो 1 मिलीलीटर सीरिंज में 250 μl नमूना ड्रा, प्रत्येक एक कुंद टिप पूर्वोत्तर के साथ लगायाबिजली के टेप के साथ बंद टेप है कि edle.
  4. द्रव स्रोत शीशियों लोड
    1. शीशी ताजा, पाउडर मुक्त लेटेक्स डायाफ्राम (दस्ताने स्वीकार्य से कटौती उंगली) लागू करें. डायाफ्राम शीशी मंजिल से विस्तार और शीर्ष बाहरी रिम पर गुना करने के लिए लंबे समय पर्याप्त है सुनिश्चित करें. तह हिस्से पर शीशी अंगूठी स्लाइड.
    2. टोपी प्रविष्टि के दौरान तरल पदार्थ निष्कासन कर पाएगा कि टोपी आउटलेट टयूबिंग पर एक अस्थायी स्लाइड दबाना रखें.
    3. शीशी भरने से पहले, नकारात्मक डायाफ्राम विस्तार करने के लिए एक सिरिंज के साथ शीशी दबाव. शीशी के ऊपर से तरल पदार्थ डालो और कोई हवा (कुछ तरल पदार्थ बाहर गिर जाएगा) टोपी प्लेसमेंट के दौरान टोपी के नीचे फंस गया है कि इस तरह के एक कोण पर टोपी डालें. संक्षेप में डायाफ्राम द्वारा लगाए गए प्रधानमंत्री आउटलेट ट्यूबिंग और रिहाई गिर दबाव के लिए स्लाइड दबाना हटा दें.
  5. रिग प्रदर्शनों की तैयारी
    1. कनेक्ट और सभी ट्यूबिंग कनेक्शन की जांच
    2. प्रणाली में स्रोत शीशियों हुक. एक कस्टम acry में फिट शीशियोंएलआईसी शीशी धारक और साथ और हुक और पाश बांधनेवाला पदार्थ उन्हें सुरक्षित.
    3. शीशियों या डिब्बे में किसी भी निहित बेकार खाली.
    4. हार्ड ड्राइव अंतरिक्ष और स्टार्टअप कस्टम प्रदर्शन सॉफ्टवेयर की जाँच करें.
    5. प्रत्येक प्रदर्शन के लिए विशिष्ट प्रक्रिया भड़काना प्रणाली fluidics प्रदर्शन करना.
    6. किसी भी बैटरी संचालित डिवाइस (जैसे, accelerometer) के लिए नई बैटरी में स्वैप.
    7. मैन्युअल फ्लोरोसेंट कण नमूने हिला.
    8. संक्षिप्त पूर्व उड़ान परीक्षण प्रयोग चलाएं.
  6. उड़ान गति बीमारी से बचें
    1. (उड़ान में गति बीमारी को रोकने के लिए दोनों सुरक्षित और प्रभावी scopolamine और dextroamphetamine,) प्रदान की दवा लेने
    2. ध्यान (सीधे शरीर के साथ, जैसे, फ्लैट पर वापस वृद्धि की गुरुत्वाकर्षण के दौरान झूठ और सिर आगे उठा हुआ है, और शरीर कम गुरुत्वाकर्षण के संक्रमण के दौरान अपने आप ही ऊपर फ्लोट करने की अनुमति) में उड़ान शरीर रणनीतियों की सिफारिश की. यदि संभव हो तो, गुरुत्वाकर्षण परिवर्तन के लिए समायोजित करने के लिए कई जल्दी parabolas का उपयोग करें. एक सामने जेब में आसानी से सुलभ एक प्लास्टिक की उल्टी बैग रखें. उल्टी अचानक और मतली पूर्ववर्ती बिना हो सकता है.
  7. समर्पित परवलय हवाई क्षेत्र में होने जा रही स्थिति रिग ऑपरेटरों एक बार में उड़ान,. रिग ऑपरेटरों उच्च गुरुत्वाकर्षण के अंतराल के दौरान लेट जाओ और पैर पट्टियों के लिए उपयोग को सक्षम करने के लिए अनुमति देने के लिए पर्याप्त स्थान प्रदान करें. Parabolas शुरू हो जाने के बाद यह ऊपर भी जल्दी से और कुछ हद तक खतरनाक तरीके से शरीर भेज सकता है, के रूप में कम गुरुत्वाकर्षण के दौरान शरीर पर मजबूत बलों लागू नहीं है.
  8. Microfluidic मिक्सर प्रदर्शन प्रदर्शन (दिन एक ही)
    1. मैन्युअल परीक्षण चलाने से पहले रक्त शीशी हिला.
    2. अन्य रीडिंग के लिए सिंक्रनाइज़ वीडियो डेटा रिकॉर्डिंग, कम से कम 2 parabolas प्रत्येक के लिए, 1.5, 2, 3, 4, 5, और 6 साई पर: 1 के अनुपात में एक 1 में रक्त और खारा मिलाएं.
    3. परीक्षण करने के लिए खारा इनलेट में हवा इंजेक्षन चैनल वास्तुकला इच्छा जाल इष्टतम मिश्रण को रोकने सकता है कि एक बुलबुला है.
    4. 1.5, 2, 3, 4, 5 में नीले और पीले खाद्य रंजक मिक्स, और कम से कम 2 के लिए 6 साईप्रत्येक parabolas, फिर सिंक्रनाइज़ डेटा रिकॉर्डिंग.
    5. आगे अपशिष्ट उत्पादन को रोकने के लिए जब समाप्त प्रणाली fluidics करने के लिए स्लाइड clamps लागू करें.
    6. आवश्यकता है मामला डेमो दोहराने में इलेक्ट्रॉनिक्स नीचे बंद करने से पहले डेटा अखंडता की जाँच करें.
  9. ऑप्टिकल ब्लॉक और नमूना लोडर प्रदर्शनों प्रदर्शन (दिवस बी ही)
    1. मैन्युअल चलाने से पहले नमूने हिला.
    2. 3 parabolas के लिए ऑप्टिकल ब्लॉक के माध्यम से फ्लोरोसेंट गिनती मोती ड्राइव. नमूना प्रकार के बीच कम से कम 1 परवलय के लिए नमक के साथ फ्लश सिस्टम.
    3. फ्लोरोसेंट हाइड्रोजेल कणों और WBCs के लिए 3.9.2 दोहराएँ.
    4. नमूना लोडर प्रदर्शन पर जाने से पहले दोहराया जाना चाहिए कि किसी भी लापता संस्थाओं के लिए डेटा की जाँच करें.
    5. HD वीडियो रिकॉर्डर का उपयोग नमूना लोडर प्रदर्शन रिकॉर्डिंग शुरू.
    6. विमान गुरुत्वाकर्षण कम प्रवेश करती है, एक उंगली चुभन नमूना अनुकरण करने के लिए एक उंगलियों पर गिनती मनका डाई मिश्रण की एक बूंद स्थान के लिए एक नमूना सिरिंज का उपयोग करें. का प्रयोग करें एकunrealistically बड़ी गिरावट (चित्रा -1) कम गुरुत्वाकर्षण के दौरान एक उंगली पर एक उंगली चुभन नमूना रखने की सीमा का परीक्षण करने के लिए.
    7. केशिका लोडर में उंगली और लोड बंद नमूना (लगभग 10 μl) लेने के लिए केशिका उपभोज्य का प्रयोग करें.
    8. बॉक्स में शामिल पोंछे का उपयोग उंगली बंद शेष नमूना साफ कर लें.
    9. पता लगाने के लिए ऑप्टिकल प्रणाली में नमूना ड्राइव.
    10. विभिन्न ऑपरेटरों का उपयोग कर दोहराएँ परीक्षण कई बार.
    11. इलेक्ट्रॉनिक्स नीचे बंद करने से पहले दोहराया जाना चाहिए कि किसी भी लापता संस्थाओं के लिए डेटा की जाँच करें.
  10. पोस्ट-उड़ान शटडाउन
    1. खाली और निपटान के कचरे को ठीक से आवश्यक के रूप में Biohazard लेबल रोकथाम पात्र का उपयोग. खतरनाक अपशिष्ट विमान सुविधा के बाहर लदान आवश्यकता हो सकती है.
    2. सशक्त सफाई प्रदान करने के लिए पानी से भरी हुई एक 5 मिलीलीटर सिरिंज का उपयोग अच्छी तरह फ्लश सिस्टम,. फ्लश वाल्व पीछे और आगे सभी 3 बंदरगाहों के माध्यम से.
    3. शराब पोंछे का उपयोग कर किसी भी गंदगी नीचे साफ कर लें.
    4. अगले प्रदर्शन के लिए Reprime प्रणाली.

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Representative Results

Stereomicroscope के लिए फिट सीसीडी कैमरे से देखा के रूप में micromixer प्रदर्शन के लिए प्रतिनिधि परिणाम, चित्रा 7 में दिखाई देते हैं. रक्त / खारा और नीले / पीले रंग: मिश्रण नेत्रहीन के साथ ही तरल पदार्थ के दो सेट से जुड़े प्रयोगों के लिए बाहर निकलें चैनल में, सर्पिल के साथ किसी भी बिंदु पर मूल्यांकन किया जा सकता. अन्य प्रकाशनों 38-40 में दिखाया गया के रूप में दो-आयामी छवियों के मात्रात्मक विश्लेषण, विभिन्न क्षेत्रों में चैनल चौड़ाई में छाया एकरूपता का निर्धारण शामिल कर सकते हैं. अधिक जानकारी के लिए अनुपूरक चित्रा 1 देखें. Microfluidic चिप से बुलबुला निपटने के प्रदर्शन के लिए अनुपूरक चित्रा 2 देखें.

ऑप्टिकल ब्लॉक और नमूना लोडर प्रदर्शनों में कण का पता लगाने के लिए परिणाम क्रमश: चित्रा 7C और डी में दिखाई देते हैं. Fluorescently लेबल सफेद रक्त कोशिकाओं की ऑप्टिकल ब्लॉक का पता लगाने (फ़ाईgure 7C) लगभग शून्य-जी के लिए लगभग 1.5 जी से एक संक्रमण से अपेक्षाकृत बेफिक्र दिखाई देता है, और वापस 1.5 जी के लिए संक्रमण के दौरान जारी है. नमूना लोडर डेटा एक नमूना सफलतापूर्वक (चंद्र गुरुत्वाकर्षण शर्तों के तहत यहाँ) भरी हुई है और पता लगाने के लिए ऑप्टिकल ब्लॉक (चित्रा 7 दिन) तक पहुँच गया था कि यह दर्शाता है. डेटा को पढ़ने के मात्रात्मक विश्लेषण सामान्य और उच्च गुरुत्वाकर्षण की स्थिति बनाम कम में गिना जाता है और संकेत करने वाली शोर अनुपात तुलना करने के लिए एक कस्टम शिखर गिनती एल्गोरिथ्म का इस्तेमाल करता. विस्तारित निशान और उदाहरण के विश्लेषण के लिए अनुपूरक चित्रा 3 देखें.

चित्रा 1
चित्रा 1:. Fluidics subcomponents (ए) के उम्मीदवार स्रोत शीशी अपने INSE साथ दो हे छल्ले के साथ लगे एक कस्टम machined एल्यूमीनियम टोपी का उपयोग करता हैrted भाग. शीर्ष में कटौती खोलने के माध्यम से पारित करने के लिए तरल पदार्थ टोपी ऊपरी शीशी रिम के खिलाफ मजबूती से टोपी धारण शीशी नीचे शिकंजा 'अंगूठी,'. (बी) के उम्मीदवार अपशिष्ट शीशी टोपी हवा की अनुमति देता है, लेकिन नहीं. (सी) के उम्मीदवार नमूना लोडर अलग-अलग दो guiderails के लिए फिट है machined सिर, केंद्र, और पैर टुकड़े, शामिल हैं. Guiderail रिक्ति केशिका स्थिति की सुविधा. (डी) एक उंगली टिप से एक एकत्र नमूना ड्रॉप तरल पदार्थ लाइन. (ई) के उम्मीदवार सर्पिल-भंवर micromixer ('1', एक 3-रोटेशन के माध्यम से दो समाधान घोला जा सकता है '2' में भरी हुई है, '3') सर्पिल (1.9 मिमी 0.9) और भंवर नाली ('वी', व्यास 320 माइक्रोन) से भीतर की त्रिज्या. द्रव तो एक निकास चैनल ('ई') को microbore ट्यूबिंग के माध्यम से गुजरता है. चैनल उच्च 120 माइक्रोन से विस्तृत 200 माइक्रोन हैं. भंवर नाली (वी) की ऊंचाई 1-2 मिमी पिन बैठक से पहले है. (एफ) चिप पदचिह्न हैएक पैसा भी की तुलना में छोटे.

चित्रा 2
चित्रा 2: ऑप्टिकल और इलेक्ट्रॉनिक subcomponents. (ए) के उम्मीदवार ऑप्टिकल ब्लॉक घटक डिजाइन दो लेज़रों ('ग्रीन' और 'लाल') के साथ साथ कई beamsplitters ('बी'), लेंस, और फोटोन डिटेक्टरों ('पीडी'). (बी) एक ठोस मॉडलिंग डिजाइन (इनसेट) शामिल , machined anodized, और इकट्ठा किया है. , सेल प्लेसमेंट साइट (नीले तीर), लाल लेजर (लाल तीर) प्रवाह स्टेज (एस) चिह्नित कर रहे हैं. (सी) में उड़ान परीक्षण के लिए, ब्लॉक भी फाइबर ऑप्टिक्स फोटोन को खिला पकड़ है, जो clamps और संरेखण जुड़नार का उपयोग कर ठीक किया गया है मॉड्यूल गिनती. (डी) बड़े DAQ बोर्डों और हाथ-soldered इलेक्ट्रॉनिक्स नियंत्रण से पहले व्यावहारिक समाधान कर रहे हैं / अधिग्रहण इलेक्ट्रॉनिक्स शास्त्रीय equivale को कम किया जा सकता है एनटीएस. (बाईं ओर लेबल हटाया गया एक कस्टम काले एक्रिलिक बॉक्स में कवर किया,) ऑप्टिकल ब्लॉक एक accelerometer ('एसीसी.') शीर्ष पर तय साथ तस्वीर में दिख रहा है. micromixer प्रदर्शन के लिए (ई) उदाहरण कस्टम सॉफ्टवेयर एक साथ डिवाइस नियंत्रण सक्षम बनाता है, readouts, और डेटा भंडारण.

चित्रा 3
चित्रा 3:. टेस्ट रिग लेआउट (ए) उड़ान वातावरण एक साथ उड़ान प्रयोगों चल रहे हैं कि कितने समूहों के आधार पर भीड़ हो सकती है (बी) रिग घटकों 3 स्तरों के बीच विभाजित एक ऊर्ध्वाधर उपकरण रैक पर इकट्ठा कर रहे हैं.. (लाल और पीले) पैर पट्टियों रैक के चारों ओर एक चाप में दिखाई दे रहे हैं. (सी) माइक्रोस्कोप breadboard थाली प्रदर्शनों और इलेक्ट्रॉनिक्स बॉक्स के स्थान के लिए 4 quadrants में विभाजित है.

हमेशा ">:" रख-together.within पृष्ठ = के लिए "ve_content चित्रा 4
चित्रा 4: रोकथाम और दृश्य. (ए) एक कस्टम निर्मित एक्रिलिक 'दस्ताने' बॉक्स में उड़ान नमूना लोडर प्रदर्शन में सक्षम बनाता है. इनर डिब्बे नमूने, केशिकाओं, और एक कस्टम निर्मित microfluidic चिप धारक के साथ लगे बेकार. (बी) के एक stereomicroscope micromixer प्रदर्शन की उड़ान में दृश्य के लिए सक्षम बनाता पकड़. माइक्रोस्कोप दो चिप्स एक साथ कि जल्दी से दो पदों में से एक में यह धारण करने के लिए मैग्नेट के साथ लगे एक चिप ट्रे का उपयोग कर के बीच फ़्लिप किया जा सकता है जो मानती चिप धारक, के लिए जगह बनाने के लिए एक विस्तारित गर्दन के साथ संशोधित किया गया है. (सी) एक रिग ऑपरेटर प्रदर्शन नमूना लोडर प्रदर्शन में उड़ान घुटना टेककर है. एक दूसरे ऑपरेटर उसकी बाईं ओर एक वीडियो कैमरा चल रही है. (डी) micromixer लैपटॉप पर दिख रहा है.


चित्रा 5: अतिरिक्त घटकों सरल हस्तक्षेप के माध्यम से संचालित करने के लिए प्रदर्शनों सकें. (ए) के हवा के दबाव फाड़नेवाला एक आंशिक रूप से खोखले होते हैं और एक सुई अनुकूलित है जो करने के लिए सिलेंडर उपयोग किया. दबाव दुकानों चुनिंदा होना आउटलेट बंदरगाहों की संख्या कम करने के लिए clamped कर सकते हैं. (बी) 12 तीन तरह solenoid वाल्व के पैनल (सी) में मिलकर MOSFET के सर्किट के माध्यम से नियंत्रित किया जाता है.

चित्रा 6
चित्रा 6:. इन-फ्लाइट प्रदर्शनों तीन तरह solenoid वाल्व हमेशा या तो डिफ़ॉल्ट रवाना पोर से जुड़ा है कि एक आम बंदरगाह (सफेद तीर टिप) हैT (लाल) या बंदरगाह पर (हरा). पर राज्य करने के लिए स्विच 5-वाल्ट मैं / हे संकेत के साथ शुरू हो रहा है. (ए) नमूना लोडर प्रदर्शन एक नमूना लोड हो रहा है और पता लगाने के लिए ऑप्टिकल ब्लॉक (ओ) के लिए नमूना ड्राइविंग शामिल हैं. सेटअप दो वाल्व, पहले एक और लोडर के बाद एक का इस्तेमाल करता. लोड करने के दौरान, दोनों वाल्व लोडर उपयोग किया जाता है के रूप में तरल पदार्थ आंदोलन को रोकने, बंद की तैयारी में हैं. वाल्व मोड़ पर खारा (एस) से देने fluidics मार्ग, अपशिष्ट (डब्ल्यू) शीशी शीशी विश्लेषण के लिए नमूना ड्राइव करने के लिए पंप की अनुमति खोलता है. (ख) '1-बटन' हस्तक्षेप करने के लिए 'मैनुअल' से संक्रमण ट्यूबिंग कनेक्शन reconfigure करने के लिए एक आवश्यकता के बिना - फ्लोरोसेंट गिनती मोती (सीबी), एक मालिकाना फ्लोरोसेंट हाइड्रोजेल microparticle (एन एस), और fluorescently लेबल WBCs - ऑप्टिकल ब्लॉक प्रदर्शन में तीन अलग नमूना प्रकार की अनुक्रमिक परीक्षण की अनुमति देता है. खारा नमूने के बीच सिस्टम फ्लश करने में सक्षम है. SPL. = एयरदबाव फाड़नेवाला.

चित्रा 7
चित्रा 7: प्रतिनिधि परिणाम. (ए) सूक्ष्म गुरुत्वाकर्षण परिस्थितियों में मिश्रण ब्लू-पीले रंग. (बी) के चंद्र गुरुत्वाकर्षण परिस्थितियों में रक्त-खारा मिश्रण. Microgravity उड़ान के दौरान (सी) WBC पता लगाने. डेटा प्रवाह cytometry के लिए महत्वपूर्ण प्रदर्शन मेट्रिक्स, संकेत करने वाली शोर अनुपात, शिखर गिनती की दरें और पहचान दक्षता शिखर तीव्रता की भिन्नता का गुणांक शामिल हैं. (डी) फ्लोरोसेंट गिनती मोती एक भरी हुई नमूना में नुकीला के प्रदर्शन के बाद पता चला रहे हैं चंद्र गुरुत्वाकर्षण में लोडर.

पूरक चित्रा 1: मिश्रण विश्लेषण (रक्त-खारा). (ए) के मिश्रण छवियों प्रति स्केल में बदला और विश्लेषण किया नामित क्षेत्रों में (इनलेट, 1-3 बढ़ता, और निकास) कर रहे हैंसमीकरण σ = <(मैं - <मैं>) 2> σ 0 और 1 के बीच मिश्रण, मैं = स्केल तीव्रता की डिग्री को दर्शाता है, और <> नमूना भर में औसत है जहां 1/2,. इस विधि को प्रकाशित साहित्य 38-40 में इसी तरह के निर्धारण को दर्शाता है. एक पूरी तरह से मिश्रित नमूना के लिए, σ शून्य के बराबर होती है. एक अमिश्रित नमूना के लिए, σ 0.4-0.5 के बराबर होती है. व्यवहार में, पूरा मिश्रण सिग्मा मूल्य कम से कम 0.1 है. मिश्रण एक 3 आयामी प्रक्रिया है और इसलिए पूरी तरह से मिश्रण की डिग्री का वर्णन करने के लिए (confocal माइक्रोस्कोपी या अन्य साधनों के माध्यम से) 3 आयामी मूल्यांकन की आवश्यकता है क्योंकि यह विधि, प्रदर्शन प्रयोजनों के लिए पर्याप्त है, हालांकि सीमित है. (बी) रक्त-खारा मिश्रण परिणाम उड़ान में प्राप्त विभिन्न गुरुत्वाकर्षण परिस्थितियों में प्रदर्शित कर रहे हैं. 'उच्च' गुरुत्वाकर्षण ग्राफ एक सूक्ष्म गुरुत्वाकर्षण उड़ान के दौरान प्राप्त हुई थी. पम्प ड्राइविंग दबाव एसईसे tting बढ़ जाती है हर ग्राफ में सही करने के लिए छोड़ दिया है.

पूरक चित्रा 2: बुलबुला से निपटने का प्रदर्शन. एक उच्च गुरुत्वाकर्षण और सूक्ष्म गुरुत्वाकर्षण में इंजेक्शन में इंजेक्शन दो बुलबुले, वीडियो अवलोकन के माध्यम से समय के साथ पता लगाया जाता है. प्रत्येक बुलबुला प्रभावी रूप से microfluidic चिप को साफ करता है. प्रदर्शन जाल बुलबुले के लिए एक बड़ा प्रवृत्ति के साथ अन्य भूमि परीक्षण मिश्रण geometries के उस के साथ विरोधाभासों (नहीं दिखाया डेटा). व्हाइट तीर स्थिर छवियों में खारा से भेद करना मुश्किल है जो चिप के माध्यम से हवा चलती का संकेत मिलता है.

पूरक चित्रा 3:. निशान cytometry विस्तारित प्रवाह फ्लोरोसेंट गिनती मनका (ए) और 3 parabolas से अधिक दर्ज की गई सफेद रक्त कोशिका (बी) का पता लगाने के निशान दिखाए जाते हैं. पहचान दरों (चोटियों / सेकेंड) कस्टम सॉफ्टवेयर के माध्यम से निर्धारित रूप में उच्च और निम्न गुरुत्वाकर्षण अवधि के दौरान (सफेद पाठ) प्रदर्शित कर रहे हैं. अन्य महत्वपूर्ण मेट्रिक्स (जैसे, coeffiशिखर तीव्रता, संकेत करने वाली शोर अनुपात) की भिन्नता के cient fluidics और ऑप्टिकल पहचान वास्तुकला पर गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव में अंतर्दृष्टि के लिए मापा जा सकता है.

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Discussion

यहाँ वर्णित विधि भूमि परीक्षण के लिए तुलनीय परिणाम के साथ 2010 तेजी परवलयिक उड़ानों के दौरान प्रमुख प्रौद्योगिकी घटकों (नमूना लोड हो रहा है, microfluidic मिश्रण, और ऑप्टिकल पहचान) के प्रभावी प्रदर्शन के सक्षम होना चाहिए. यहाँ वर्णित प्रशिक्षण और शराबी तरीकों विशेष रूप से प्रभावी थे, और परवलयिक उड़ान जहाज पर उपलब्ध नहीं होगा कि अभ्यास प्रदर्शनों के लिए पर भरोसा उपकरणों और अन्य 'बैसाखी' होने के नाते रोशन करने में मदद की.

सुधार के लिए क्षेत्रों रोकथाम और लेआउट शामिल हैं. कस्टम एक्रिलिक घटकों रोकथाम प्रयोजनों के लिए पर्याप्त रूप से मजबूत नहीं हो सकता. 'दस्ताने' बॉक्स एक गुरुत्वाकर्षण संक्रमण के दौरान उड़ान में एक यात्री से मारा और बाद में किसी न किसी विमान लैंडिंग के दौरान अलग हो गया था. Microfluidic चिप से जुड़े ट्यूबिंग संक्षिप्त केबिन वातावरण में भोजन डाई लीक, एक नीले-पीले रंग के मिश्रण प्रदर्शन के दौरान unhooked हो गया. इस दौरान तय होने की जरूरतmicrobore ट्यूबिंग reconnecting निपुणता और उपयोगकर्ता स्थिरता की आवश्यकता है क्योंकि विशेष रूप से कठिन था, जो एक उच्च-जी अंतराल,. लेआउट के संदर्भ में, खड़े ऊंचाई पर लैपटॉप की नियुक्ति यह मुश्किल उच्च जी अंतराल के दौरान संचालित करने के लिए बनाया है. उच्च-जी चरणों के दौरान खड़े करने का प्रयास करने पर उपयोगकर्ताओं को प्रकाश की अध्यक्षता में हो सकता है. एक मध्य स्तर के कंप्यूटर के लिए एक बेहतर विकल्प हो सकता है, लेकिन यहां प्रोटोटाइप subcomponents के विस्थापन की आवश्यकता होगी. इस परवलयिक उड़ानों पर दुर्लभ है जो अतिरिक्त जगह की आवश्यकता है, हालांकि अन्य शोधकर्ताओं ने परीक्षण ऑपरेटरों 26 के स्थिरीकरण के लिए उनके परवलयिक उड़ान setups में बैठने को शामिल किया है.

परवलयिक उड़ान के पिछले प्रदर्शनों प्रवाह cytometry की तुलना में तैयारी और सेटअप के बारे में विस्तार का एक बड़ा स्तर प्रदान करने के अलावा, इस काम के संभावित महत्वपूर्ण 'साथी' प्रौद्योगिकी (यानी, अभिकर्मक के लिए microfluidic चिप मिश्रण और नमूना डी के शामिल किए जाने का वर्णनilution) कोशिकामापी के साथ. नमूना पूर्व प्रसंस्करण (जैसे, फ्लोरोसेंट धुंधला हो जाना, मिश्रण, ऊष्मायन), जमीन पर प्रदर्शन के रूप में, मुश्किल या अंतरिक्ष में खतरनाक हो सकता है कम गुरुत्व में एक ही कार्य को प्राप्त करने के लिए आवश्यक इस तरह के एक मिश्रण चिप के रूप में मोड़ लेने के साथी टेक्नोलॉजीज, में . वर्तमान कार्य के विपरीत, संभवतः अंतरिक्ष योग्य प्रवाह cytometers के पिछले प्रदर्शनों नमूना पूर्व प्रसंस्करण में अंतराल को पाटने के लिए और संकेत रणनीतियों के बिना (पृथ्वी पर पूर्व संसाधित नमूनों का प्रयोग करके) cytometry के प्रदर्शन पर लगभग पूरी तरह से ध्यान केंद्रित किया है. immunophenotyping और के लिए वर्णित 'फाइबर ऑप्टिक आधारित' उदाहरण के लिए, कोशिकामापी प्रवाह, प्रयोग जमीन से भरी हुई नमूना कारतूस साइटोकाइन assays के microbead आधारित है और यह प्रणाली वास्तविक उड़ान निदान के लिए अनुकूलित किया जा सकता है कि कैसे स्पष्ट नहीं है. कुछ प्रयासों आंशिक रूप से हाल ही में सुधार 41 देखा गया है जो पूरे रक्त धुंधला डिवाइस के विकास सहित, इस मुद्दे को संबोधित किया है. NASA-पूरे रक्त धुंधला डिवाइस 5 के साथ संभावित प्रयोग करने योग्य एक पूर्व धुंधला विधि का उपयोग किया प्रवाह का परीक्षण किया. फिर भी, आवश्यक अंतरिक्ष के लिए तैयार साथी प्रौद्योगिकी विकसित करने के प्रयास निकट भविष्य में अंतरिक्ष और अन्य संसाधन सीमित वातावरण में नैदानिक ​​प्रयोजनों के लिए अव्यावहारिक प्रवाह cytometry रखने के लिए प्रवाह cytometers विकसित करने के लिए उन के पीछे पर्याप्त अंतराल लगते हैं. आम तौर पर, बाह्य अंतरिक्ष के लिए किसी भी IVDs के डेवलपर्स उनकी तकनीक के लिए पूर्ण कार्यप्रवाह अनुकूलन पर विचार करने की जरूरत है और हमेशा सीमित कम गुरुत्व उड़ान अवसरों का पूरा लाभ लेने के लिए संभावित आवश्यक साथी प्रौद्योगिकी के परीक्षण पर विचार करना चाहिए.

वर्णित प्रोटोटाइप प्रवाह कोशिकामापी अधिक उन्नत fluidics, प्रकाशिकी, और इलेक्ट्रॉनिक्स के उपयोग के लिए एक और अधिक परिष्कृत डिजाइन के लिए एक प्रारंभिक बिंदु है. ध्यान केंद्रित hydrodynamic प्रवाह और अतिरिक्त पता लगाने चैनलों (उदाहरण के लिए, प्रकाश बिखराव, अवशोषण) जैसे अनुप्रयोगों के लिए कण भेदभाव में सुधार होगासफेद रक्त कोशिका अंतर है. कुछ घटक वे रिग आधारित डिजाइनों में सुविधाजनक हैं लेकिन वास्तविक हाथ में उपकरणों (जैसे, अपशिष्ट शीशी, नियंत्रण / अधिग्रहण इलेक्ट्रॉनिक्स) में अव्यावहारिक होगा सिर्फ इसलिए जगह की आवश्यकता होगी. माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक में शामिल होगा और अधिक उन्नत इलेक्ट्रॉनिक्स लैपटॉप और जुड़े DAQ कार्ड को खत्म करने के लिए एक लघु स्क्रीन इंटरफेस और एम्बेडेड माइक्रोप्रोसेसरों का उपयोग कर संचालित.

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Disclosures

यूजीन वाई चान, कैंडिस BAE, और जूलिया जेड शार्प डीएनए चिकित्सा संस्थान, एक वाणिज्यिक इकाई के माध्यम से दायर संबंधित प्रौद्योगिकी पेटेंट पर अन्वेषकों हैं.

Acknowledgments

हार्डवेयर विकास नासा एसबीआईआर संविदा NNX09CA44C और NNX10CA97C द्वारा समर्थित किया गया था. ऑप्टिकल ब्लॉक और नमूना लोडर प्रदर्शनों के लिए डेटा विश्लेषण नासा तीसरे चरण अनुबंध NNC11CA04C द्वारा समर्थित किया गया था. मानव रक्त संग्रह नासा आईआरबी प्रोटोकॉल # एसए-10-008 उपयोग किया गया था. नेशनल इंस्ट्रूमेंट्स मेडिकल डिवाइस अनुदान कार्यक्रम के माध्यम से प्रदान की नियंत्रण / अधिग्रहण सॉफ्टवेयर. माइक्रोचिप्स के लिए नए नए साँचे जॉन्स हॉपकिन्स microfabrication सुविधा और नेनो सिस्टम के लिए हार्वर्ड सेंटर में किए गए थे. ओटो जे Briner और ल्यूक Jaffe (डीएनए चिकित्सा संस्थान) उड़ान सप्ताह के दौरान 2010 की गर्मियों नासा उड़ान वीडियो स्टाफ प्रदान की वीडियो फुटेज के दौरान रैक विधानसभा में सहायता प्राप्त. कार्लोस Barrientos (डीएनए चिकित्सा संस्थान) फोटोग्राफ और आंकड़ा सहायता प्रदान की है. प्रौद्योगिकी 2010 के कार्यक्रम के लिए अंतरिक्ष के वातावरण के लिए सुविधा का उपयोग, नासा कम गुरुत्वाकर्षण कार्यालय, मानव अनुकूलन और Countermeasures प्रभाग, नासा ग्लेन रिसर्च सेंटर के लिए विशेष धन्यवाद,सीन नाम टेक्नोलॉजीज, और मानव रिसर्च प्रोग्राम.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Micro air pump Smart Products, Inc. AP-2P02A Max pressure = 6.76 psi; 1.301” x 0.394” x 0.650”, 0.28 oz (8 g); available direct from Smart Products
Differential pressure sensor Honeywell International, Inc. ASDX015D44R Range  of  0-15 psi; 0.974" x 0.550" x 0.440", 0.09 oz (2.565 g); suppliers include Digi-Key and Mouser Electronics
Rigid plastic vial (small size) Loritz & Associates, Inc. 55-05 Polystyrene; ID 0.81" (20.6 mm), IH 2.06" (52.4 mm); available direct from LA Container Inc.; similar product available from Dynalab Corp.
latex examination gloves dynarex corporation 2337 Middle finger used for latex diaphragm in fluid source vial.  Other brands (e.g., Aurelia ®  Vibrant ™) acceptable.
Optical glue Norland Products NOA 88 Low outgassing adhesive; available direct from Norland; Also available from Edmund Optics Inc.
3-way solenoid valves The LEE Company LHDA0531115H Gas valves, but can function with liquid; 1.29" L, 0.28" D.  Discontinued product.  Similar products available from The LEE Company.
Volumetric water flowmeter OMEGA Engineering inc.  FLR-1602A Non-contacting flow rate meter strongly preferred.  We recommend SENSIRION LG16 OEM Liquid Flow Sensor for flow rates from nl/min up to 5 ml/min.
PCD-mini photon detector  Sensl PCDMini-00100 For fluorescence detection; available direct from Sensl
Accelerometer Crossbow Technology, Inc. CXL02LF3 3-demensional force detection.  Supplied to DMI by NASA.  Similar product available from Vernier Software & Technology, LLC. 
Stereomicroscope AmScope SE305R-AZ-E
CCD Camera Thorlabs DCU223C 1,024 x 768 Resolution, Color, USB 2.0; available direct from Thorlabs
USB and Trigger Cable (In/Out) for CCD Camera Thorlabs CAB-DCU-T1 Available direct from Thorlabs
Microbore tubing Saint-Gobain Corporation AAD04103 Tygon®; ID 0.02", OD 0.06", 500 ft, 0.02" wall. Suppliers: VWR, Thermo Fisher Scientific Inc.
Hollow steel pins New England Small Tube (Custom) 0.025" OD, 0.017" ID, 0.500” L, stainless steel tube, type 304, cut, deburred, passivated; enable microbore tubing connections, chip tubing connections
Slide clamp World Precision Instruments, Inc. 14042 Available direct from World Precision Instruments
Leur adaptor pieces World Precision Instruments, Inc. 14011 Available direct from World Precision Instruments
Silicon wafer Addison Engineering, Inc. 6" diameter; for SU-8 mold fabrication
Polydimethylsiloxane (PDMS) elastomer curing agent Dow Corning 3097358-1004 Supplier: Global Industrial SLP, LLC
Needle (23 gauge), bevel tip Terumo Medical Corporation NN-2338R Ultra thin wall; 23 G x 1.5"; 22 G also usable; suppliers: Careforde, Inc.,  Port City Medical
Dispensing needle (23 gauge), blunt tip CML Supply 901-23-100 23 G x 1";  available from CML Supply
Cover glass Thermo Fisher Scientific, Inc. 12-518-105E Gold Seal™ noncorrosive borosilicate glass; for PDMS chip cover; 24 x 60 mm; available from Thermo Fisher Scientific, Inc.
Vacuum pump Mountain MTN8407 For degassing PDMS; supplier:  Ryder System, Inc. 
Vacuum chamber Thermo Fisher Scientific, Inc. 5311-0250 Nalgene™ Transparent Polycarbonate; available from Thermo Fisher Scientific, Inc.
Plasma cleaner Harrick Plasma PDC-32G
Hand magnifier Mitutoyo 183-131 Use in reverse direction to enable viewing at ~15".
Ethanol CAROLINA 861283 For chip cleaning. Dilute to 70% using millipore water.
Water purification system Thermo Fisher Scientific, Inc. D11901 Available direct from Thermo Fisher Scientific, Inc.
Optomechanical translation mounts Thorlabs K6X 6-Axis Kinematic Optic Mount; discontinued product; new product (K6XS) available direct from Thorlabs
Laptop Hewlett-Packard VP209AV HP Pavilion Laptop running Windows 7
Laptop tray (spring loaded) National Products, INC. RAM-234-3  RAM Tough-Tray™. Can accommodate 10 to 16 inch wide laptops.
USB splitter Connectland Technology Limited 3401167
USB Data Acquisition Cards (8 analog input, 12 digital I/O) National Instruments NI USB-6008 12-Bit, 10 kS/s Low-Cost Multifunction DAQ
USB Data Acquisition Cards (16 analog input, 32 digital I/O) National Instruments NI USB-6216 16-Bit, 400 kS/s Isolated M Series MIO DAQ, Bus-Powered
Control/acquisition Software National Instruments LabVIEW 2009 Custom coded National Instruments (NI) LabVIEW 
3D Solid Modeling Software Dassault Systèmes SolidWorks Corp. SolidWorks 2011
2D Modeling Software AUTODESK AutoCAD LT 2008
Vertical equipment rack (NASA provided) N/A
Solid aluminum optical breadboard Thorlabs MB2424 24" x 24" x 1/2", 1/4"-20 Taps; available direct from Thorlabs
Industrial grade steel and hardener The J-B Weld Company J-B Weld Steel Reinforced Epoxy Glue
Micro-hematocrit capillary  Fisher Scientific 22-362-574 inner diamter 1.1 to 1.2 mm
1 ml syringes Henke-Sass, Wolf 4010.200V0 NORM-JECT®; supplier: Grainger, Inc.
Human red blood cells Innovative Research IPLA-WB3 Tested and found negative by supplier for: HBsAg, HCV, HIV-1, HIV-2, HIV-1Ag or HIV 1-NAT, ALT, and syphilis by FDA-Approved Methods.  Because no test methods can guarantee with 100% certainty the absence of an infectious agent, human derived products should be handled as suggested in the U.S. Department of Health and Human Services Manual on BIOSAFETY IN MICROBIOLOGICAL AND BIOMEDICAL LABORATORIES, FOR POTENTIALLY INFECTIOUS HUMAN SERUM OR BLOOD SPECIMENS
Phosphate buffered saline concentrate P5493 SIGMA 10x; diluted to 1x
Tween P9416 SIGMA TWEEN® 20
Centrifuge LW Scientific STRAIGHT8-5K Swing-Out 8-place Centrifuge.  Available through authorized dealers.  Other centrifuges available direct from LW Scientific.
HD video recorder Sony MHS-CM5
Orange fluorescent nucleic acid stain Invitrogen S-11364 SYTO® 83 Orange Fluorescent Nucleic Acid Stain.  Stored in DMSO solvent. Always wear reccommended Personal Protective Equipment. No special handling
advice required.
Fluorescent counting beads Invitrogen MP 36950 CountBright™ Absolute Counting Beads.  Always wear reccommended Personal Protective Equipment. No special handling advice required.

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References

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एक प्रोटोटाइप छोटी फ्लो cytometer और साथी Microfluidic मिश्रण प्रौद्योगिकी के कम गुरुत्वाकर्षण पर्यावरण हार्डवेयर प्रदर्शनों
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