Bioengineering

मैग्नेटिक लेविटेशन पोर्टेबल इमेजिंग और रोग निदान के लिए विश्लेषण के साथ युग्मित

Published: February 19, 2017 doi: 10.3791/55012

Stephanie M. Knowlton¹, Bekir Yenilmez², Reza Amin², Savas Tasoglu^1,2

¹Biomedical Engineering Department, University of Connecticut, ²Mechanical Engineering Department, University of Connecticut

Introduction

यहाँ, हम एक प्रौद्योगिकी मंच है और एक तकनीक है जो रोग के लिए एक संकेत के रूप में एक मरीज की कोशिकाओं के घनत्व वितरण का विश्लेषण करने के लिए चुंबकीय उत्तोलन स्वचालित इमेजिंग और विश्लेषण के साथ मिलकर उपयोग करता प्रस्तुत करते हैं। घनत्व आधारित cytometric विश्लेषण के लिए इस बहुमुखी दृष्टिकोण अंततः रोग निदान की एक श्रृंखला के लिए लागू किया जा सकता है। हालांकि, क्रम में बिंदु का ध्यान परीक्षण के साथ संगत हो सकता है और विकासशील देशों में उपयोग करने के लिए, तकनीक कम लागत, पोर्टेबिलिटी, और प्रयोज्य के लिए आवश्यकताओं को पूरा करना चाहिए। डिवाइस और उपभोग्य आसानी से एक कम कीमत पर प्राप्त किया जाना चाहिए। नमूना तैयार करने के लिए सरल होना चाहिए, विश्लेषण उपयोगकर्ता इनपुट या व्याख्या के लिए न्यूनतम आवश्यकताओं के साथ स्वचालित किया जाना चाहिए, और परिणाम जल्दी से वापस आ जाना चाहिए। इसके अलावा, इस उपकरण कॉम्पैक्ट और पोर्टेबल नैदानिक सेटिंग के साथ ही विकासशील देशों में उपयोगी होने के लिए होना चाहिए। इस प्रकार, हम बिंदु का ख्याल संगत प्रौद्योगिकी में चुंबकीय उत्तोलन का उपयोग करने के लिए एक युक्ति और विधि विकसित किया हैयुग्मन स्वचालित इमेजिंग और छवि विश्लेषण द्वारा ogy एक मरीज की कोशिकाओं की आबादी का घनत्व वितरण के संबंध में परिणाम लौटने के लिए।

प्वाइंट की देखभाल प्रौद्योगिकियों वर्तमान नैदानिक प्रयोगशाला परीक्षण प्रक्रियाओं पर एक उल्लेखनीय लाभ प्रदान करते हैं। वर्तमान में उपलब्ध प्रौद्योगिकी भी महंगा एक चिकित्सक द्वारा स्वामित्व होना या बहुत जटिल मेडिकल स्टाफ द्वारा किया जा रहा है। इन प्रक्रियाओं के कई श्रम प्रधान प्रोटोकॉल जो एक प्रशिक्षित तकनीशियन द्वारा बाहर किया जाना चाहिए की आवश्यकता है। इन कारणों के लिए, इस तरह के रक्त या मूत्र के रूप में रोगी के नमूने आम तौर पर चिकित्सक के कार्यालय तो क्लिनिकल परीक्षण के लिए एक रिमोट, केंद्रीकृत परीक्षण प्रयोगशाला है, जो चिकित्सक के लिए कई दिन लग सकते हैं परीक्षण के परिणाम प्राप्त करने के लिए हस्तांतरित में एकत्र कर रहे हैं। यह (बीमा दाताओं पर एक वित्तीय बोझ के कारण) उपचार के दौरान कुछ मामलों में देरी या जटिलताएं पैदा कर सकता है, इस परीक्षण के बहुत महंगा है और अक्षम बनाता है, और आगे कई बनाता हैकम संसाधन सेटिंग और विकासशील देशों में दुर्गम निदान।

यहाँ, हम एक चुंबकीय उत्तोलन तकनीक स्वचालित इमेजिंग और दोनों एम्बेडेड इमेजिंग और प्रसंस्करण (चित्रा 1) और एक स्मार्टफोन-संगत डिवाइस (चित्रा 2) के साथ एक डिवाइस में विश्लेषण के साथ मिलकर प्रस्तुत करते हैं। ये चुंबकीय उत्तोलन आधारित उपकरणों के एक मोटे तौर पर लागू मंच तकनीक है जो क्षमता है विभिन्न चिकित्सा नैदानिक अनुप्रयोगों की एक श्रृंखला के लिए लागू किया जा करने के लिए प्रतिनिधित्व करते हैं। एक चुंबकीय शक्ति है और एक उछाल बल ^{^1,} ^{^2,} ^3: चुंबकीय उत्तोलन दृष्टिकोण दोनों सेनाओं के बीच एक संतुलन के आधार पर कार्य करता है। एक कण एक समचुंबक माध्यम में निलंबित कर दिया और दो magn के बीच centerline की ओर दिशा में कण पर एक दूसरे को, एक चुंबकीय शक्ति कृत्यों का सामना करना पड़ डंडे के साथ दो मैग्नेट द्वारा उत्पन्न एक चुंबकीय क्षेत्र में डाला जाता है टिकट। उछाल बल कण निलंबित मध्यम की तुलना के सापेक्ष घनत्व की वजह से और कणों के आसपास के माध्यम से सघन कणों के मामले में मध्यम से कम घना और नीचे के मामले में ऊपर की ओर जा रही है। इन दोनों सेनाओं के आधार पर, कणों क्षेत्र है जो इन दोनों सेनाओं संतुलन में एक संतुलन उत्तोलन स्थिति तक पहुंच जाएगा; इस स्थिति को सीधे कण के घनत्व से संबंधित है, सघन कणों कम घना कणों से क्षेत्र में कम उड़ती साथ। एक इमेजिंग मॉड्यूल, या तो एक निर्मित में स्मार्टफोन कैमरा ^{^4,} ^{^5,} ⁶ या स्वतंत्र ऑप्टिकल घटकों एक आवर्धक लेंस ^{^7,} ⁸ के साथ सुसज्जित, कण की स्थिति कल्पना करने के लिए इस्तेमाल कर रहे हैं। इमेज प्रोसेसिंग, या तो एक स्मार्टफोन आवेदन के माध्यम से ^{^4,} ^{^5,}= "xref"> 6 या एक एम्बेडेड प्रोसेसिंग यूनिट ^{^7,} ^8, फिर, आबादी का घनत्व वितरण स्थानिक वितरण यों और इसलिए, के लिए कब्जा कर लिया छवियों को संसाधित करता है। आदेश में इस तरह मिली लीटर प्रति रुचि का केवल कुछ कणों के साथ उन लोगों के रूप में बड़ा नमूने (विश्लेषण करने के लिए, प्रवाह डिवाइस इस तरह के कणों उत्तोलित कर रहे हैं में सीधे एकीकृत और विश्लेषण के रूप में वे इमेजिंग क्षेत्र के माध्यम से (चित्रा 2) पारित किया जा सकता है।

आकृति 1
चित्रा 1: घुन्ना मैग्नेटिक लेविटेशन प्लेटफार्म। (क) एक चुंबकीय ध्यान केंद्रित मॉड्यूल, इमेजिंग घटकों (एक प्रकाश उत्सर्जक डायोड (एलईडी), एक ऑप्टिकल लेंस, और एक कैमरा डिटेक्टर), और एक प्रोसेसिंग यूनिट एक डिस्प्ले स्क्रीन के साथ सहित कॉम्पैक्ट चुंबकीय उत्तोलन डिवाइस। (ख) सीआरओ में चुंबकीय क्षेत्र ताकतमैग्नेट जहां नमूना डाला जाता है के बीच क्षेत्र के SS-खंड। क्षेत्र की ताकत मैग्नेट की सतह पर सबसे बड़ा है और उन दोनों के बीच centerline पर शून्य दृष्टिकोण। (ग) के कणों, इस तरह की कोशिकाओं के रूप में, चुंबकीय क्षेत्र के अनुभव के कई बलों के भीतर: एक चुंबकीय बल (एफ _एम) आकर्षणविद्या के बीच centerline की ओर, परिमाण के साथ कण की स्थिति के आधार पर बदलती; एक गुरुत्वाकर्षण बल (एफ _जी '), जो कण घनत्व निलंबित मध्यम की है कि रिश्तेदार पर निर्भर करता है, और एक खींचें बल (एफ _डी) कण गति विरोध। अनुमति के साथ, reproduced, Yenilmez से, एट अल। ⁸ यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्र 2
अंजीरUre 2: स्मार्टफोन-संगत प्रवाह की मदद से मैग्नेटिक लेविटेशन प्लेटफार्म। (एक - सी) फ्रंट (एक), पक्ष (ख), और वापस (ग) चुंबकीय उत्तोलन डिवाइस (घ) डिवाइस के घटक शामिल हैं के दृश्य: 1) मैग्नेटिक लेविटेशन मॉड्यूल, स्थायी चुंबक, एक आवर्धक लेंस सहित, और एक एलईडी और प्रकाश विसारक, 2) स्मार्टफोन के मामले में, 3) इलेक्ट्रॉनिक्स, एक microcontroller, पंप चालक, और ब्लूटूथ रिसीवर सहित 4) सूक्ष्म पंप धारक, 5) समायोज्य छिद्र, 6) अपशिष्ट ट्यूब धारक, 7) बैटरी धारक, 8 ) नमूना धारक, 9) दोहरे उद्देश्य स्टैंड और कवर। (ई) योजनाबद्ध प्रवाह, चुंबकीय क्षेत्र के माध्यम से नमूना के पंप दिखा। (च) चुंबकीय उत्तोलन मॉड्यूल, दिखा कैसे अलग घनत्व के कणों के रूप में वे क्षेत्र के माध्यम से पंप हैं पंक्ति में होगा के पार अनुभाग; कम इस तरह के कण 1, के रूप में घने कणों, एक उच्च उत्तोलन ऊंचाई टी में संतुलित करना होगाइस तरह के कण 2 के रूप में हान सघन कणों, reproduced अनुमति के साथ, अमीन, एट अल से। ¹ यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

कम से कम इस प्रणाली में घनत्व वितरण विश्लेषण के लिए किसी भी नमूने के उपयोग के लिए आवश्यकताओं कोशिकाओं या लगभग 250 माइक्रोन आकार (इमेजिंग और छवि प्रसंस्करण के लिए) की तुलना में कम लगभग 5 माइक्रोन से अधिक और कणों और के साथ अपनी संगतता के निलंबन को प्राप्त करने की क्षमता शामिल इस तरह यहां इस्तेमाल gadobutrol के रूप में एक समचुंबक समाधान का एक समाधान में मिश्रण। रोग निदान के लिए, संगत अनुप्रयोगों उन जो (i) ब्याज की कोशिकाओं में स्वाभाविक एक बदल घनत्व है जब वे स्वस्थ नियंत्रण की तुलना में एक रोग ले, (ii) घनत्व परिवर्तन एक अभिकर्मक या कुछ के अलावा द्वारा सेल में प्रेरित किया जा सकता है शामिल में एक कम करने के लिए वैकल्पिक उपचारcubation समय, या (iii) विभिन्न प्रकार की कोशिकाओं (या कुछ उपचार के माध्यम से) एक भी नमूने में पहचान की जा रही है और स्वाभाविक अनूठी विशेषता घनत्व है।

सिकल सेल रोग एक आनुवंशिक विकार हीमोग्लोबिन, HBS, एक व्यक्ति की लाल रक्त कोशिकाओं (लाल रक्त कोशिकाओं) में उत्पादन किया जा करने के लिए की एक उत्परिवर्तित रूप है, जो रुक-रुक कर vaso-पूर्णावरोधक घटनाओं और पुरानी एनीमिया ⁹ में परिणाम कर सकते हैं पैदा कर रहा है। यह या तो हीमोग्लोबिन समविद्युतविभव ध्यान केंद्रित, उच्च प्रदर्शन तरल क्रोमैटोग्राफी (एचपीएलसी) विभाजन, या हीमोग्लोबिन वैद्युतकणसंचलन जो बेहद सटीक हैं, लेकिन एक नैदानिक परीक्षण प्रयोगशाला में किया जाना चाहिए, क्योंकि वे बिंदु का ख्याल सेटिंग्स के साथ असंगत हैं का उपयोग कर निदान है। घुलनशीलता और सिकल सेल रोग के लिए कागज आधारित परीक्षण प्रस्तावित किया गया है, लेकिन आम तौर पर व्यक्तिपरक उपयोगकर्ता व्याख्या और पुष्टि के परीक्षण की आवश्यकता होती है। यहाँ, हम दरांती लाल रक्त कोशिकाओं की पहचान करने के लिए है, जो आरबी तुलना में एक उच्च घनत्व को पाने के लिए एक घनत्व आधारित दृष्टिकोण का उपयोगसिकल सेल रोग के बिना लोगों से सीएस। तंत्र हीमोग्लोबिन, HBS के उत्परिवर्तित रूप है, जो ऑक्सीजन रहित शर्तों ^{^10,} ^{^11,} ^{^12,} ^{13 के} तहत सिकल सेल बीमारी लाल रक्त कोशिकाओं में आरबीसी निर्जलीकरण का कारण बनता है के polymerization शामिल है।

सफेद रक्त कोशिकाओं (WBCs) और लाल रक्त कोशिकाओं ^7: यह घनत्व आधारित दृष्टिकोण भी घनत्व के आधार पर विभिन्न प्रकार की कोशिकाओं को अलग करने के लिए लागू किया जा सकता है। WBCs आम तौर पर शरीर में संक्रमण से लड़ने के लिए जिम्मेदार हैं। WBC cytometry रक्त में इन कोशिकाओं की संख्या यों इस्तेमाल किया जा सकता है और एक उपयोगी नैदानिक उपकरण के रूप में कार्य करता है। WBC उच्च मायने रखता सामान्य से (आम तौर पर μL प्रति अधिक से अधिक 11,000 से कोशिकाओं माना जाता है) के संक्रमण, प्रतिरक्षा प्रणाली के विकारों, या ल्यूकेमिया का संकेत हो सकता। WBC सामान्य श्रेणी से नीचे गिना जाता है (μL प्रति 3,500 के आसपास कोशिकाओं) autoimmune विकार या Condit की वजह से हो सकता हैआयनों जो नुकसान अस्थि मज्जा। वैकल्पिक तकनीकों के विपरीत, यहाँ प्रस्तुत प्रक्रिया आदेश WBCs की पहचान करने में लाल रक्त कोशिकाओं या दाग की सेल पर भरोसा नहीं करता। यह सेल आधारित परीक्षण, जुदाई प्रदर्शन करने के लिए दो प्रकार की कोशिकाओं का अनूठा निहित घनत्व का लाभ लेता है के रूप में WBC जनसंख्या घनत्व आरबीसी जनसंख्या के रूप में घनत्व ढाल centrifugation ^{^2,} ³ का उपयोग करते हुए पहले से गणना की तुलना में कम होने की सूचना दी गई है।

दूरस्थ स्थानों पर वैकल्पिक परीक्षण की तुलना में, इस परीक्षण के तेजी से है, सरल नमूना तैयार (चित्रा 3), 10 के भीतर डिवाइस में कोशिकाओं के विभाजन के साथ - 15 मिनट, और स्वचालित इमेजिंग और विश्लेषण जो कम से कम 1 मिनट की आवश्यकता है। इस रास्ते में, डिवाइस जल्दी परिणाम लौट सकते हैं बेहतर, चिकित्सा फैसले को सूचित उपचार शारीरिक और मानसिक दर्द को कम करने के लिए तुरंत प्रशासित किया जा करने के लिए अनुमति देते हैं, और जटिलताओं एसोसिएशन के जोखिम को कम करने के लिएचिकित्सा देखभाल में देरी से पैदा। इस तकनीक को सरल नमूना तैयार करने और स्वचालित इमेजिंग और विश्लेषण जो न्यूनतम उपयोगकर्ता इनपुट या व्याख्या के साथ एक परिणाम देता है के कारण ऑन-साइट या तो नैदानिक सेटिंग में प्रदर्शन किया जा सकता है। नमूना विश्लेषण के लिए स्थायी चुंबक और या तो एक स्मार्टफोन या इमेजिंग और छवि प्रसंस्करण के लिए सरल विद्युत उपकरणों के उपयोग का उपयोग कर एक साधारण दृष्टिकोण के उपयोग की वजह से, उपकरण के रूप में अच्छी तरह से प्रति-परीक्षण की लागत कुछ परिष्कृत परीक्षण प्रक्रियाओं की तुलना में कम कर रहे हैं।

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

नैतिक कथन: मानव रक्त के नमूने से जुड़े सभी प्रक्रियाओं संस्थागत नियमों के अनुसार किए गए। सभी प्रोटोकॉल की समीक्षा की और संस्थागत समीक्षा बोर्ड द्वारा अनुमोदित किया गया। एक सूचित सहमति सभी प्रतिभागियों द्वारा दिया गया था।

सिकल सेल रोग निदान के लिए ⁵ 1. नमूना ^{तैयार,} ⁸

हांक बैलेंस्ड नमक समाधान (HbSS) में gadobutrol की एक 50 मिमी समाधान तैयार है।
gadolinium समाधान में 10 मिमी सोडियम metabisulfite भंग।
नोट: सोडियम metabisulfite साँस लेना द्वारा विषैला होता है और दृढ़ता से त्वचा और ऊतकों को परेशान। यह एक संक्षारक एसिड जब पानी के साथ मिश्रित है। ऐसा नहीं है जब उच्च तापमान पर गरम सल्फर और सोडियम के जहरीले धुएं ऑक्साइड का उत्सर्जन करने विघटित हो सकती है।
या तो उंगली या venipuncture के माध्यम से खून का नमूना प्राप्त करते हैं।
1. एक साफ, डिस्पोजेबल लैंसेट के साथ एक Lancing डिवाइस का उपयोग कर रक्त ड्रा। Apछेदा स्थल के निकट प्लाई दबाव और तीन से चार बार एक पिपेट का उपयोग रक्त इकट्ठा करने से पहले का गठन रक्त छोटी बूंद पोंछ; देखभाल के ऊतकों फैलाएंगे, के रूप में इस ऊतक तरल पदार्थ के साथ नमूना के प्रदूषण में परिणाम होगा द्वारा "दूध" उंगली करने के लिए नहीं।
2. वैकल्पिक रूप से, मानक प्रक्रियाओं venipuncture ¹⁴ का उपयोग रक्त आकर्षित।
  नोट: नमूने के कुछ घंटे से अधिक के लिए संग्रहीत किया जाएगा, तो इस तरह के EDTA के रूप में एक anticoagulant के साथ एक Vacutainer में रक्त इकट्ठा।
खून की कम से कम 1 μL gadolinium-सोडियम metabisulfite समाधान के 100 μl जोड़ें।

2. WBC Cytometry ^{7 के} लिए नमूना तैयार

या तो उंगली या venipuncture के माध्यम से खून का नमूना प्राप्त करने, धारा 1 के रूप में।
वैकल्पिक: एक आरबीसी lysis बफर के साथ Lyse लाल रक्त कोशिकाओं। पिपेट 5 आरबीसी lysis बफर के 500 μL में खून की μL और 3 के लिए कमरे के तापमान पर सेते - 5 मिनट।
ध्यान दें:इस WBCs की एक अलग आबादी का उत्तोलन रेंज पुष्टि करने के लिए किया जा सकता है। हालांकि, यह आवश्यक नहीं इस कदम प्रदर्शन करने के लिए, के रूप में यहाँ प्रस्तुत परिणाम है कि लाल रक्त कोशिकाओं WBCs की तुलना में साफ़ तौर पर निचले पायदान पर उड़ जाना प्रदर्शित करता है।
HBSS में 25 मिमी जी.डी. में 1000: पूरे रक्त पतला 1
नोट: 1 lysed नमूना: 250 मिमी जी.डी. एक नमूना युक्त 25 मिमी जी.डी. प्राप्त करने के लिए करता है, तो सेल प्रदर्शन किया गया था, lysed नमूना 9 पतला।

3. मैग्नेटिक लेविटेशन प्लेटफार्म ^{^4,} ^{^5,} ^{^6,} ^{^7,} ⁸ का उपयोग नमूनों के विश्लेषण

चुंबकीय उत्तोलन डिवाइस शुरू:
1. आत्म निहित डिवाइस के लिए, डिवाइस में प्लग यह को बिजली के लिए अनुमति देते हैं, और एक फ्लैट, स्तर की सतह पर जगह है।
2. स्मार्टफोन-संगत संस्करण के लिए, स्मार्टफोन आवेदन शुरू और छवि में प्रवेश करने के लिए छोड़ दिया स्वाइपकब्जा मोड, और एक फ्लैट, स्तर की सतह पर जगह है।
स्थिर चुंबकीय उत्तोलन के लिए:
1. समाधान में अंत सूई और केशिका क्रिया के माध्यम से केशिका भरने के लिए नमूना अनुमति देकर एक वर्ग कांच microcapillary ट्यूब में तैयार नमूना लोड।
2. धीरे-धीरे एक छोर सामग्री में केशिका धक्का द्वारा एक ट्यूब सीलेंट के साथ अंत सील।
3. चुंबकीय उत्तोलन डिवाइस के मैग्नेट के बीच केशिका डालें तो यह है कि ट्यूब का केवल 1 सेमी दृश्यमान रहता है (कृपया एक उदाहरण नमूना तैयार करने के लिए 3 चित्र देखें)।
  नोट: यह कदम दोनों स्मार्टफोन-संगत और आत्म निहित डिवाइस के लिए ही रहता है।
4. डिवाइस या केशिका परेशान करने के बिना 10 मिनट तक प्रतीक्षा करें।
प्रवाह की मदद से चुंबकीय उत्तोलन के लिए:
1. नमूना ट्यूब में नमूना लोड।
2. नमूना कंटेनर और मील के बीच इनलेट टयूबिंग कनेक्टcrocapillary और microcapillary और अपशिष्ट कंटेनर के बीच आउटलेट टयूबिंग कनेक्ट।
3. एलईडी तीव्रता और प्रवाह मानकों को निर्धारित करें।
सुनिश्चित करें कि कोशिकाओं को देखने के क्षेत्र में दिखाई दे रहे हैं, तो (आत्म निहित डिवाइस और स्मार्टफोन आवेदन में स्क्रीन के तल पर कैमरा बटन पर बटन 3) एक छवि पर कब्जा करने के लिए कब्जा बटन दबाएँ।
नोट: एक यूएसबी छवियों को स्टोर करने के लिए इस्तेमाल किया जाता है, तो एक फ़ोल्डर "छवियों" कहा जाता है बना सकते हैं और डिवाइस पर मोड़ से पहले यूएसबी डालें। अगर कोई ड्राइव मौजूद है, डिवाइस अपने आंतरिक स्मृति में छवियों को स्टोर और बाद में स्थानांतरित कर दिया जाएगा।
नोट: कई छवियों पर कब्जा कर लिया और छवि पर कब्जा करने के बीच आधा सेमी के बारे में या बाहर केशिका ले जाकर विसंगतियों के जोखिम को कम करने के लिए विश्लेषण किया जा सकता है।
नोट: देखने के क्षेत्र के भीतर कोशिकाओं की संख्या बहुत अधिक या बहुत कम है (जैसा कि पता चला है और यूजर इंटरफेस पर रिपोर्ट), में या डिवाइस से बाहर केशिका बदलाव से या किसी अन्य SA तैयारmple।
नमूना निकालें और संस्थागत या स्थानीय नियमों के अनुसार नमूना त्यागें। केशिकाओं एक तेज के रूप में निपटाया जाना चाहिए।

चित्र तीन
चित्रा 3: नमूना तैयार करने और यूजर इंटरफेस। (क) नमूना तैयार करने की प्रक्रिया विषय की उंगली lancing, रक्त की एक छोटी बूंद बनाने, नमूना परीक्षण के समाधान के लिए खून की बूंद के हस्तांतरण, नमूना आंदोलन और केशिका क्रिया के माध्यम से एक केशिका ट्यूब में लोड हो रहा है, और चुंबकीय उत्तोलन में नमूना डालने शामिल डिवाइस। (ख) ये नमूना तैयार कदम भी डिवाइस के स्क्रीन पर प्रदर्शित कर रहे हैं नमूना तैयार करने के लिए मार्गदर्शन। (ग) डिवाइस चार बटन शामिल हैं: आदेश में ठीक से समायोजन घुंडी का उपयोग फोकस समायोजित करने के लिए नमूना छवि में ज़ूम करने के लिए एक बटन; एक बटन एक भी मीटर प्राप्त करने के लिएeasurement (5 एस देरी नमूना डालने के लिए उपयोगकर्ता के लिए समय की अनुमति के लिए लागू किया जाता है); एक समय चूक माप (6 छवियों 5 एस के अंतराल पर लिया जाता है); और एक बटन का उपयोग करने के बाद डिवाइस सत्ता से दूर करने के लिए। अनुमति के साथ, reproduced, Yenilmez से, एट अल। ⁸ यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

4. छवि विश्लेषण ^{^4,} ^{^5,} ^{^6,} ^{^7,} ⁸

उचित नमूना (सेल वितरण या सेल प्रकार जुदाई) के लिए डिवाइस पर शामिल छवि विश्लेषण सॉफ्टवेयर चलाते हैं।
नोट: आत्म निहित डिवाइस के लिए, विश्लेषण स्वचालित रूप से प्रदर्शन किया और ग्राफिकल यूजर इंटरफेस पर प्रदर्शित होता है। स्मार्टफोन-संगत डिवाइस के लिए, विश्लेषण करने के लिए, गैलरी एक करने के लिए जानाएन डी वांछित वीडियो फ़ाइल का चयन करने के लिए विश्लेषण किया।
निरीक्षण और विश्लेषण के उत्पादन के लिए स्क्रीन पर प्रदर्शित किया रिकॉर्ड है।
नोट: सेल वितरण विश्लेषण (जैसे सिकल सेल रोग निदान के रूप में) के लिए, उत्पादन सेल की आबादी के कारावास की चौड़ाई होगी।
नोट: सेल प्रकार जुदाई (जैसे WBC पहचान के रूप में) के लिए, उत्पादन पहचान WBC आबादी के साथ एक छवि हो जाएगा। आदेश microliter प्रति कोशिकाओं की संख्या की गणना करने के लिए, 2,000 का एक पहलू से छवि प्रति WBCs की औसत संख्या गुणा। उदाहरण के लिए, यदि 5 WBCs मनाया गया, इस 10,000 WBCs का संकेत होता है / μL। 11,000 WBCs / μL - आम तौर पर सामान्य श्रेणी के 3,500 माना जाता है।
या आधा सेमी के बारे में डिवाइस के बाहर नमूना ट्यूब चलती है और जैसा कि ऊपर वर्णित विश्लेषण किया जाना एक और छवि पर कब्जा करने से विश्लेषण दोहराएँ।
नोट: यह विश्लेषण 5 दोहराने के लिए सिफारिश की है - नमूना प्रति 6 बार त्रुटियों से बचने के लिए।

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

सेल घनत्व वितरण विश्लेषण है, जो सिकल सेल रोग निदान के लिए तकनीक का इस्तेमाल किया है के लिए, उद्देश्य सेल की आबादी के वितरण की चौड़ाई की पहचान है। रोगियों से रक्त कोशिकाओं सिकल सेल रोग के बिना एक उम्मीद के मुताबिक चौड़ाई के भीतर ही सीमित कर दिया जाएगा। सिकल सेल रोग के साथ रोगियों से कोशिकाओं सेल वितरण में एक नीचे तिरछा के साथ, एक व्यापक क्षेत्र भर में वितरित किया जाएगा (4 चित्र देखें) किसी विशेष आवेदन के लिए, एक सीमा से स्वस्थ है कि बनाम नियंत्रण के नमूनों का वितरण चौड़ाई के बीच स्थापित किया जा सकता है "" स्वस्थ और ^{^5,} ⁸ "रोग के लिए सकारात्मक" के बीच एक कटऑफ के रूप में नमूने हैं।

चित्रा 4: मैग्नेटिक लेविटेशन densit का विश्लेषण करने के उदाहरणरक्त के नमूनों में सिकल सेल रोग के लिए एक संकेत के रूप में y वितरण। बाईं तरफ, लाल रक्त कोशिकाओं में अच्छी तरह से एक संकीर्ण क्षेत्र के भीतर ही सीमित हैं। सही पर, लाल रक्त कोशिकाओं के एक सबसेट एक अधिक से अधिक घनत्व और इसलिए एक कम उत्तोलन ऊंचाई प्राप्त है, नीचे वितरण skewing और कारावास की चौड़ाई बढ़ रही है। स्केल बार = 200 माइक्रोन। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

एक नमूने का घनत्व वितरण का विश्लेषण करने के लिए, एक कम्प्यूटेशनल एल्गोरिथ्म डिवाइस के भीतर कार्यान्वित किया जाता है। सबसे पहले, क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर axes साथ पिक्सेल तीव्रता ढ़ाल गणना कर रहे हैं। चुंबक किनारों और केशिका किनारों खड़ी पिक्सेल ढाल प्रोफाइल चोटियों के रूप में पाया जाता है। भीतरी केशिका किनारों के बीच की दूरी, पिक्सल में 0.7 मिमी होने के लिए जाना जाता है और इसलिए एक SCALI के रूप में प्रयोग किया जाता हैएनजी कारक मिलीमीटर पिक्सल से दूरी परिवर्तित करने के लिए। क्षैतिज अक्ष के साथ पिक्सेल तीव्रता ढाल जहां कोशिकाओं स्थित हैं सबसे बड़ा है। यह ढाल प्रोफ़ाइल का विश्लेषण किया और एक गाऊसी वक्र करने के लिए फिट है। मूल्य 4 बार इस वक्र के मानक विचलन कारावास चौड़ाई के रूप में सूचना दी है।

चित्रा 5 में परिणाम दोनों नियंत्रण और सिकल सेल रोग के नमूने के लिए कारावास की चौड़ाई दिखा। इधर, एक अधिक से अधिक कारावास चौड़ाई (50 माइक्रोन से अधिक) के साथ नमूने सिकल सेल बीमारी सकारात्मक विचार किया जाएगा और उस सीमा से नीचे उन की बीमारी के लिए नकारात्मक हो पर विचार किया जाएगा। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि सिकल सेल वितरण के विश्लेषण के अन्य तरीकों जांच की गई है और Yenilmez द्वारा सूचना दी, एट अल। ⁸

चित्रा 5
आकृति5: सिकल सेल रोग निदान के लिए बन्दिश चौड़ाई की मात्रा। नियंत्रण (एन = 4 विषयों पर 48 चित्र) और सिकल सेल बीमारी (एन = 93 छवियों 10 से अधिक विषयों) लाल रक्त कोशिकाओं के कारावास की चौड़ाई के लिए प्रयोगात्मक परिणाम। परिणाम एक मान व्हिटनी-Wilcoxon दो तरफा टेस्ट (सामान्य सन्निकटन, n ₁ = 3, ₂ n = 10, जेड = -२.६,७६४, पी = 0.0074) के अनुसार सांख्यिकीय रूप से महत्वपूर्ण हैं। मूंछ न्यूनतम और नमूनों से अधिकतम कारावास की चौड़ाई का परीक्षण प्रतिनिधित्व करते हैं और तारों outliers प्रतिनिधित्व करते हैं। अनुमति के साथ, reproduced, Yenilmez से, एट अल। ⁸ यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

कण जुदाई, जो रक्त के नमूनों में WBCs की पहचान करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है, उद्देश्य के दो अलग-अलग popul की पहचान हैations। आबादी के अलग घनत्व है, वे देखने के क्षेत्र में विशिष्ट क्षेत्रों में मनाया जाएगा। इस प्रकार, अलग घनत्व के साथ दो या दो से अधिक कणों के सजातीय आबादी उत्तोलित जा सकता है और, जुदाई पर, कई आबादी छवि में देखा जा सकता है और छवि विश्लेषण एल्गोरिथ्म ⁴ का उपयोग कर पाया (चित्रा 6 देखें)।

दो अलग अलग प्रकार की कोशिकाओं की जुदाई का विश्लेषण करने के लिए, एक एल्गोरिथ्म लागू किया है जो संतुलन में दो अलग आबादियों अलग है। सिकल सेल रोग के विश्लेषण के लिए वर्णित है कि एक समान तरीके में, दो गाऊसी वितरण के नमूने, के बजाय एक ही वक्र करने के लिए फिट हैं। पिक्सेल तीव्रता ढ़ाल में प्रत्येक चोटी एक अलग सेल की आबादी का प्रतिनिधित्व करता है। गाऊसी इस डेटा के लिए फिट घटता दोनों गाऊसी वक्र का मतलब के रूप में औसत उत्तोलन ऊंचाई (नीचे चुंबक की स्थिति के सापेक्ष) देने के लिए औरकारावास की अवस्था ⁷ के मानक विचलन के रूप में चौड़ाई।

चित्रा 6: विशिष्ट घनत्व के साथ microparticles के एक मिश्रित आबादी के मैग्नेटिक लेविटेशन का उदाहरण है। (क) कैलिब्रेशन घटता 12.5 से 200 मिमी से लेकर पांच अलग अलग जी.डी. सांद्रता में उत्तोलन ऊंचाई के साथ microsphere घनत्व correlating। ढलान इस तरह एक बड़ा संकल्प (छोटे घनत्व मतभेद यानी संवेदनशीलता) की पेशकश जी.डी. की सबसे कम सांद्रता में सबसे बड़ा है। ढलान जी.डी. की उच्च सांद्रता, पता लगाने की वृद्धि की सीमा के प्रदर्शन के लिए, लेकिन कम संकल्प के साथ सबसे कम है। (ख) दो मिनट के पाठ्यक्रम पर दो अलग-अलग घनत्व के साथ एक सजातीय नमूना microspheres के समय पर निर्भर जुदाई। संतुलन (दाएं) में दो अलग-अलग बैंड की छवि गुदा से पता चला रहेविश्लेषण एल्गोरिथ्म। अनुमति के साथ, reproduced, Yenilmez से, एट अल। ⁷ यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

आदेश में किसी भी दिए गए आवेदन के लिए अलग घनत्व के साथ अलग-अलग प्रकार की कोशिकाओं की पहचान करने के लिए, यह पहली बार एक समय होने की उम्मीद है उत्तोलन ऊंचाई यों तो कम एक सेल प्रकार उड़ जाना उचित है। चित्रा 7A एक खून का नमूना है जिसमें लाल रक्त कोशिकाओं lysed किया गया है से WBCs की उत्तोलन ऊंचाई से पता चलता है। यह आगे के विश्लेषण के लिए WBCs की प्रसूति के क्षेत्र को परिभाषित करता है। परिणामों से संकेत मिलता है कि लाल रक्त कोशिकाओं WBCs और, इस प्रकार, WBCs उत्तोलन स्थिति के आधार पर रक्त के नमूनों से प्रतिष्ठित किया जा सकता है की तुलना में कम उड़ जाना। देखने के किसी भी क्षेत्र के भीतर मात्रा 0.5 μL है। नमूने जो 1 पतला थे में: 1000, WBCs की संख्या / μL गिनती द्वारा गणना की जा सकती है2,000 ⁷ का एक पहलू से देखें और गुणा के क्षेत्र में WBCs की संख्या।

चित्रा 7: पूरे रक्त में WBC Cytometry। (क) आरबीसी lysis निम्न रक्त से WBCs की उत्तोलन। इस रेंज में जो WBCs 25 मिमी जी.डी. में चुंबकीय क्षेत्र में उड़ जाना परिभाषित करता है। (ख) WBC गिनती का उदाहरण (WBCs नीले तीर से चिह्नित)। शीर्ष फ्रेम जड़ना WBCs पता चलता है और नीचे फ्रेम और नीचे फ्रेम जड़ना आरबीसी आबादी से पता चलता। अनुमति के साथ, reproduced, Yenilmez से, एट अल। ⁷ यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

प्रोटोकॉल के भीतर महत्वपूर्ण कदम
इस प्रक्रिया में महत्वपूर्ण कारकों में मैग्नेट के उचित संरेखण में शामिल हैं। मैग्नेट उखाड़ फेंकना हो या सामान्य से अधिक अलग डिवाइस के भीतर हैं, तो इस परिणाम को प्रभावित कर सकते हैं। इस गलती या प्रक्रिया में दूसरों के लिए नियंत्रित करने के लिए, एक घनत्व नियंत्रित कण, इस तरह के polystyrene microspheres के रूप में, समय समय पर समय के साथ परिवर्तन के लिए नियंत्रण किया जा सकता है। इसके अलावा, उत्तोलन समय कोशिकाओं संतुलन तक पहुँचने के लिए अनुमति देने के लिए महत्वपूर्ण है। लाल रक्त कोशिकाओं के लिए, 10 मिनट के सभी कक्षों का संतुलन तक पहुँचने के लिए अनुमति देने के लिए पर्याप्त है। हालांकि, यह ध्यान दें कि छोटे कणों या कोशिकाओं संतुलन तक पहुंचने के लिए एक लंबा समय की आवश्यकता हो सकती महत्वपूर्ण है। यह एक 5 एस अंतराल पर समय चूक छवियों ले रही है और समय के साथ कारावास चौड़ाई की साजिश रचने के द्वारा मूल्यांकन किया जा सकता है; संतुलन बिंदु है जिस पर कारावास चौड़ाई में परिवर्तन नगण्य है के रूप में निर्धारित किया जा सकता है।

प्रोटोकॉल के भीतर अन्य महत्वपूर्ण कदम पूर्व में शामिलइस रूप में सटीक एकाग्रता में gadolinium समाधान के paration बहुत नमूना उत्तोलन ऊंचाई को प्रभावित करती है। इस समय से आगे किया जा सकता है और एक शेयर के समाधान से इस्तेमाल किया है, लेकिन समाधान और एकाग्रता में एक अनपेक्षित वृद्धि के वाष्पीकरण से बचने के लिए ठीक से बंद किया जाना चाहिए। इसके अलावा, देखभाल इस्तेमाल कोशिकाओं के स्वास्थ्य की स्थिति बनाए रखने के लिए लिया जाना चाहिए। उंगली के माध्यम से तैयार की गई मानव रक्त के लिए, यह रक्त ड्रा के एक घंटे के भीतर किया जाना चाहिए और एक मोहरबंद कंटेनर में भंडारण के द्वारा सूखे के लिए अनुमति नहीं है। venipuncture द्वारा तैयार की गई मानव रक्त के लिए, नमूने थक्कारोधी (ethylenediaminetetraacetic एसिड (EDTA), एक आम थक्कारोधी, यहां इस्तेमाल किया गया था) के साथ कोई एक से अधिक सप्ताह के लिए 4 डिग्री सेल्सियस पर संग्रहित किया जाना चाहिए। पक्षपाती सेल लाइनों के लिए, मृत कोशिकाओं संस्कृति trypsinization करने और कोशिकाओं का उपयोग करें जब तक incubated किया जाना चाहिए से पहले से अच्छी तरह से धोया जाना चाहिए। उत्तोलन के समय में कोशिकाओं के स्वास्थ्य के लिए महत्वपूर्ण है क्योंकि सेल स्वास्थ्य घनत्व और इसलिए उत्तोलन अहो को प्रभावित करने के लिए जाना जाता हैटी।

संशोधन और समस्या निवारण
हम चुंबकीय क्षेत्र में predicable स्थानों पर जुदाई और दो घनत्व की विभिन्न कोशिकाओं के कारावास का प्रदर्शन किया है। आदेश में अन्य अनुप्रयोगों के लिए इस तकनीक का विस्तार करने के लिए, समचुंबक माध्यम के विभिन्न योगों विकल्प अनुप्रयोगों ³ के लिए पता लगाने के एक वांछित सीमा प्राप्त करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। Gadolinium की एकाग्रता का पता लगाने के संकल्प के साथ ही सीमा को नियंत्रित करता है (6A चित्रा देखें)। क्योंकि gadolinium का अधिक से अधिक सांद्रता चुंबकीय शक्ति कोशिकाओं को लागू की ताकत है, अधिक से अधिक निलंबित समाधान में gadolinium की एकाग्रता में वृद्धि छोटे उत्तोलन ऊंचाई में अंतर सेल घनत्व में कोई अंतर के लिए किया जाएगा। इस संकल्प, सेल घनत्व में छोटे मतभेदों के बीच भेद करने की क्षमता के रूप में परिभाषित सीमा है, यह घनत्व जो विश्लेषण किया जा सकता है की सीमा बढ़ जाती हैघ। इसी तरह, gadolinium की एकाग्रता में कमी के संकल्प को बढ़ाने लेकिन पता लगाने की सीमा में कमी होगी। इसके अलावा, मध्यम घनत्व के ऊपर या नीचे का पता लगाने की सीमा को शिफ्ट करने के लिए परिवर्तित किया जा सकता है। दूसरी शक्ति है जो उत्तोलन ऊंचाई को नियंत्रित करता उछाल बल है, जो निलंबित मध्यम की तुलना में सेल के सापेक्ष घनत्व पर निर्भर करता है। इधर, एक पानी आधारित निलंबित समाधान प्रयोग किया जाता है, जिसका अर्थ है कि एक घनत्व जो कम घने या सघन कोशिकाओं, ऊपर या नीचे centerline उड़ती क्रमशः के साथ दो मैग्नेट के बीच centerline पर मध्यम उड़ जाना के रूप में ही है साथ कोशिकाओं (साथ एक सीमा के रूप में पहले से वर्णित चुंबकीय शक्ति द्वारा नियंत्रित)। क्योंकि प्रसन्नचित्त बल माध्यम के घनत्व में वृद्धि सेल घनत्व के एक उच्च श्रेणी के लिए पता लगाने की सीमा में बदलाव होगा सापेक्ष घनत्व पर निर्भर है। इसी तरह, एक कम घनत्व माध्यम का उपयोग सेल घनत्व की एक निचली सीमा की ओर का पता लगाने की सीमा में बदलाव होगा। < / P>

हम यह भी केशिका चौड़ाई में सामान्यीकृत कण गिनती (यानी एक कण की संभावना केशिका चौड़ाई में एक दूरी पर प्रवाह करने के लिए) बढ़ाता द्वारा प्रवाह की मदद से चुंबकीय ध्यान केंद्रित डिवाइस के प्रदर्शन की जांच की है। निचले प्रवाह दरों कणों की अधिक कारावास है, लेकिन एक कम मात्रा throughput, जो उच्च मात्रा के नमूनों में दुर्लभ वस्तु का पता लगाने के लिए एक वापसी हो सकती है में परिणाम। हालांकि, इस चुंबकीय क्षेत्र में लंबे समय तक या मैग्नेट के माध्यम से कई गुजरता द्वारा संबोधित किया जा सकता। अनेक प्रकार की कोशिकाओं के बीच अलगाव भी चुंबकीय क्षेत्र के अंत में एक microfluidic विभाजक के लाभ से अलग घनत्व के कणों को अलग-थलग करने के लिए भविष्य के अध्ययनों में लाभ उठाया जा सकता है।

जब अनेक प्रकार की कोशिकाओं को अलग, यह क्रम औसत ऊंचाई और सजातीय आबादी उड़ती करने से पहले प्रत्येक कोशिका प्रकार की रेंज स्थापित करने के लिए व्यक्तिगत रूप से प्रत्येक जनसंख्या उड़ जाना करने के लिए उपयोगी हो सकता है।

e_content "> तकनीक की सीमाएं
यहाँ प्रस्तुत की प्रक्रिया अलग घनत्व के कणों की जुदाई तक सीमित है। आदेश में अनेक प्रकार की कोशिकाओं के विश्वसनीय पहचान प्राप्त करने के लिए, यह महत्वपूर्ण है कि वे असतत घनत्व पर्वतमाला कि ओवरलैप नहीं है। इसके अलावा, कण जो पता लगाया जा सकता आकार में सीमित कर रहे हैं। वे microcapillary ट्यूब के भीतर आसानी से ले जाने के लिए सक्षम होना चाहिए - 200 माइक्रोन कण व्यास पर की सिफारिश की ऊपरी सीमा नहीं है। इसके अलावा, कण काफी बड़े स्पष्ट रूप से imaged किया जा होना चाहिए - 5 माइक्रोन व्यास पर सिफारिश की निचली सीमा है।

मौजूदा / वैकल्पिक तरीके के लिए सम्मान के साथ तकनीक का महत्व
सेलुलर विश्लेषण के लिए यह दृष्टिकोण साइट पर उपयोगकर्ता के अनुकूल विश्लेषण, सक्रिय करने के लिए सरल है। कई चिकित्सा नैदानिक प्रक्रियाओं नैदानिक परीक्षण प्रयोगशालाओं में बाहर किया जाना चाहिए और परीक्षण उपकरण और एक प्रशिक्षित प्रयोगशाला विशेषज्ञ द्वारा किया जाता प्रक्रियाओं आवश्यकता होती है विशेषटी। हालांकि, इस प्रोटोकॉल के लिए एक सरल उपकरण है जो स्वास्थ्य क्लीनिकों के लिए अधिक सुलभ है की आवश्यकता है। नमूना तैयार करने के लिए सरल है और विश्लेषण स्वचालित है, उपयोगकर्ता त्रुटि के लिए जोखिम को कम।

इस उपकरण के लिए तेजी से, पर साइट चिकित्सा स्थितियों की एक किस्म के लिए परीक्षण के लिए सक्षम हो जाएगा। डिवाइस यह बिंदु का ख्याल रोग निदान के लिए आदर्श बना रही है, उपयोगकर्ता के अनुकूल है, लेबल मुक्त, और पोर्टेबल है। दूरदराज के नैदानिक परीक्षण प्रयोगशाला के मौजूदा मानक की तुलना में, इस दृष्टिकोण चिकित्सकों जल्दी रोगी की देखभाल के बारे में सूचित निर्णय करने में सक्षम हो जाएगा और संभावित देखभाल में देरी के कारण जटिलताओं को रोकने के। मंच आसानी से सुलभ और सस्ती घटकों के साथ डिजाइन किया गया है, नैदानिक सेटिंग में इस विधि के व्यापक उपयोग के लिए अनुमति देता है और विकासशील देशों और स्वास्थ्य के लिए दुनिया भर में पहुंच में सुधार।

भविष्य के अनुप्रयोगों या दिशा-निर्देश के बाद इस तकनीक में माहिर
यह ध्यान रखें कि महत्वपूर्ण हैयहाँ वर्णित परीक्षण अभी तक एक बड़े पैमाने पर रोगी जनसंख्या पर मान्य नहीं हैं। तिथि करने के लिए, सिकल सेल रोग निदान एक छोटे से रोगी पलटन ^{^2,} ⁵ में पुष्टि की गई है और WBC cytometry अवधारणा के एक सबूत के रूप में प्रदर्शित किया गया है। इन आवेदनों और भविष्य में विकसित उन के साथ चिकित्सीय परीक्षण के आदेश नैदानिक इस्तेमाल करने से पहले इस विधि मान्य करने के लिए किया जाना चाहिए, लेकिन यहां प्रस्तुत परिणाम बिंदु का ख्याल नैदानिक निदान के लिए इस प्रौद्योगिकी और तकनीक के अंतिम उपयोग के लिए प्रतिबद्धता दिखाते है।

घनत्व आधारित cytometric विश्लेषण के लिए इस दृष्टिकोण का उपयोग अंततः अतिरिक्त रोग नैदानिक अनुप्रयोगों के लिए बढ़ाया जा सकता है। रोग निदान के रूप में यहाँ वर्णित के लिए एकल कक्षों के चुंबकीय उत्तोलन का यह दृष्टिकोण एक मरीज की कोशिकाओं की एकल कोशिका निलंबन की और कोशिकाओं जो उपयोग के कारण प्रस्ताव पर अपनी सीमाओं के साथ मौजूदा प्रणाली का उपयोग imaged किया जा सकता करने के लिए उपयोग की आवश्यकता हैएक स्मार्टफोन कैमरा या कम लागत प्रकाशिकी की। इसके अलावा, इस तकनीक का रोग है जो निम्न स्थितियों में से एक को संतुष्ट करने के लिए लागू होता है: (i) ब्याज की कोशिकाओं को एक बदल घनत्व प्राप्त करना होगा, जब वे स्वस्थ नियंत्रण की तुलना में रोग ले, (ii) एक सेल घनत्व परिवर्तन के अलावा द्वारा inducible होना चाहिए एक अभिकर्मक (या किसी भी उपलब्ध वैकल्पिक उपचार), या (iii) नैदानिक एक भी नमूना है जो या तो स्वाभाविक है या कुछ उपचार के माध्यम से अद्वितीय घनत्व है में विभिन्न कोशिकाओं प्रकार की पहचान करने को शामिल करना चाहिए। अन्य रोगों के लिए भविष्य अनुप्रयोगों में एक ही मंच डिवाइस का उपयोग वैश्विक स्वास्थ्य पर एक जबरदस्त प्रभाव हो सकता है। ये जैविक घटक है, जो घनत्व द्वारा प्रतिष्ठित हैं का पता लगाने के शामिल हो सकते हैं। कुछ प्रकार की कोशिकाओं, कोशिकाओं जो कोशिका मृत्यु के दौर से गुजर रहे हैं, और रोगग्रस्त कोशिकाओं सभी अद्वितीय घनत्व हस्ताक्षर और इस प्रकार अलग चुंबकीय पैटर्न है दिखाया गया है, और इसलिए मात्रा निर्धारित किया जा सकता है और इस मंच का उपयोग कर अलग कर दिया। बहुत कम संख्या में कोशिकाओं को भी कर सकते हैं खई प्रवाह की मदद से चुंबकीय उत्तोलन डिवाइस में द्रव का प्रवाह लाभ से पता चला।

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
Gadavist (Bayer)	Jefferson Medical and Imaging	2068062	Gadavist contains 1M gadobutrol, a chelate of gadolinium. We purchased 2 ml vials with 15/ca.
Square glass microcapillary tubes	Vitrocom	8270	50 mm length is sufficient
Sodium metabisulfite	Sigma-Aldrich	S9000	Chemical formula: Na₂S₂O₅
Leica Microsystems Critoseal tube sealant	Fisher Scientific	02-676-20
Hank's Balanced Salt Solution	Sigma-Aldrich	H9269 SIGMA
Trypsin-EDTA	Sigma-Aldrich	T4049	Or other reagent as recommended for the cell type used
MICROLET 2 Adjustable Lancing Device	Walgreens	246567	Any lancing device is acceptable when used according to biosafety protocols
Microlet Lancets	Walgreens	667474	Must be dispoable and not reused
Hausser Bright-Line Phase Hemacytometer	Fisher Scientific	02-671-6	Or any preferred method for cell counting
ACK Lysing Buffer	ThermoFisher	A1049201

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

Tasoglu, S., Khoory, J., Tekin, H., Thomas, C., Karnoub, A., Ghiran, I., Demirci, U. Levitational Image Cytometry with Temporal Resolution. Advanced Materials. 27 (26), 3901-3908 (2015).
Tasoglu, S., Yu, C. H., Liadudanskaya, V., Guven, S., Migliaresi, C., Demirci, U. Magnetic Levitational Assembly for Living Material Fabrication. Advanced Healthcare Materials. 4 (10), 1469-1476 (2015).
Tasoglu, S., Yu, C. H., Gungordu, H. I., Guven, S., Vural, T., Demirci, U. Guided and magnetic self-assembly of magnetoceptive gels. Nature Communications. 5, 4702 (2014).
Amin, R., Knowlton, S., Yenilmez, B., Hart, A., Joshi, A., Tasoglu, S. Smart-phone Attachable, Flow-Assisted Magnetic Focusing Device. RSC Advances. 6, 93922-93931 (2016).
Knowlton, S. M., Sencan, I., Aytar, Y., Khoory, J., Heeney, M. M., Ghiran, I. C., Tasoglu, S. Sickle Cell Detection Using a Smartphone. Sci Rep. 5, 15022 (2015).
Knowlton, S., Yu, C. H., Jain, N., Ghiran, I. C., Tasoglu, S. Smart-Phone Based Magnetic Levitation for Measuring Densities. PLoS One. 10 (8), e0134400 (2015).
Yenilmez, B., Knowlton, S., Tasoglu, S. Self-Contained Handheld Magnetic Platform for Point of Care Cytometry in Biological Samples . Advanced Materials Technologies. 1, 1600144 (2016).
Yenilmez, B., Knowlton, S., Yu, C. H., Heeney, M., Tasoglu, S. Label-Free Sickle Cell Disease Diagnosis Using a Low-Cost, Handheld Platform. Adv Mat Tech. 1 (5), 1600100 (2016).
Bender, M. A., Douthitt Seibel, G., et al. GeneReviews. Pagon, R. A. , University of Washington. Seattle, Seattle, WA. (1993).
Kaul, D. K., Fabry, M. E., Windisch, P., Baez, S., Nagel, R. L. Erythrocytes in sickle cell anemia are heterogeneous in their rheological and hemodynamic characteristics. J Clin Invest. 72 (1), 22-31 (1983).
Joiner, C. H. Gardos pathway to sickle cell therapies? Blood. 111 (8), 3918-3919 (2008).
Finch, J. T., Perutz, M. F., Bertles, J. F., Döbler, J. Structure of Sickled Erythrocytes and of Sickle-Cell Hemoglobin Fibers. Proc Natl Acad Sci. 70 (3), 718-722 (1973).
Lew, V. L., Etzion, Z., Bookchin, R. M. Dehydration response of sickle cells to sickling-induced Ca(++) permeabilization. Blood. 99 (7), 2578-2585 (2002).
Ernst, D. J. NCCLS Procedures for the Collection of Diagnostic Blood Specimens by Venipuncture: Approved Standard-Sixth Addition. 27 (26), (2007).