Method Article

Tek Adacık Düzeyde Oksijen mikroçevresinin Nicel ve Geçici Kontrol

DOI:

10.3791/50616

⸱

November 17th, 2013

 ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Mechanical Engineering, University of Michigan-Dearborn, 2Department of Surgery/Transplant, University of Illinois at Chicago, 3Department of Bioengineering, University of Illinois at Chicago

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Mikroakışkan oksijen kontrol biyolojik deneyler için hipoksik odaları üzerinde sadece kolaylık ve hız daha fazla bahşeder. Bir zarından difüzyon yoluyla uygulanan, özellikle mikrofluidik oksijen mikro-düzeyde eşzamanlı sıvı ve gaz fazı modülasyon sağlayabilir. Bu teknik, adacık patofizyolojisi çalışmak için dinamik çok kritik parametre deneyler sağlar.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Tek bir teknik glikoz uyarıcı salgılama birleştirme faktörler aynı anda oksijen ve izlenmesi özellikle transplant ortamlarda, adacık hipoksi fizyopatolojik durumlarını modellemek için çok önemlidir. Standart hipoksik odası teknikler aynı anda hem uyarılmalara modüle ne glikoz uyarı-sekresyon bağlama faktörlerin gerçek zamanlı izleme sağlayamaz. Bu zorlukları gidermek için, bir difüzyon membranı aracılığı ile sulu ve gaz fazı modülasyon hem de entegre bir katmanlı mikroakışkan tekniği uygulandı. Bu floresan mikroskobu ile yukarıda belirtilen birleştirme faktörlerin izlenmesi sağlayan saydam polidimetilsiloksan (PDMS) cihazı içinde microscaled adacık etrafında bir uyarım sandviç oluşturur. Buna ek olarak, gaz giriş% 0-21 arasındaki oksijen kantitatif, alt dakika modülasyonu sağlayan microdispensers bir çifti tarafından kontrol edilir. Bu aralıklı hipoksi ada yeni bir fenomen araştırmak için uygulanırt önşartlandırma. Ayrıca, multimodal mikroskobu ile donanmış, bu hipoksik olaylar sırasında ayrıntılı kalsiyum ve K ATP kanal dinamiklerine bakmak başardık. Biz adacıklar okuyan yanı sıra birçok ex vivo dokular değerli bir araç olarak, mikroakışkan hipoksi, özellikle bu eş zamanlı çift faz tekniği öngörülüyor.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Dinamik hipoksi özellikle adacık nakli için, biyolojide önemli

Dinamik Hipoksi çok biyolojik dokuda önemli bir fizyolojik hem de patofizyolojik bir parametredir. Oksijen değişim, örneğin, anjiyojenezin güçlü bir gelişim sinyaldir. Ayrıca, hipoksi mekansal ve zamansal desenler HIF1-alfa modüle ve pankreas kanseri gibi hastalıklarda rol oynar. Hipoksi aynı zamanda adacık nakli sonuçlarını etkileyen karıştırıcı bir faktör olduğunu. Son zamanlarda, hipoksi veya aralıklı hipoksi (İH) zamansal olarak salınımları "önşartlama" adacık 1 faydalar göstermiştir. Ancak, adacık fizyoloji statik ve geçici hem hipoksi etkisi de öncelikle nedeniyle islet en mikroçevreyi kontrol etmek için uygun araçlar eksikliği anlaşılan ya, incelenecek henüz.

Islets iyi in vivo vaskülarize edilir

Pankreas adacıkları olan 50-400 56, beta-hücreleri ve glukoz homeostazı sorumlu olan alfa-hücreleri de dahil olmak üzere endokrin hücreleri, m küremsi agrega. Adacıklar ATP'ye duyarlı potasyum (K ATP) kanal ve insülin granül eksositosizini tetikler kalsiyum girişine sonuçlar açılır ATP üretimi için kan alımı ve glikoliz kurşun uyarıcı glikoz maruz kalır. Oksijen, bu ağır metabolik süreci götürmek ve insülin salgısı belirgin glukoz geçişlerini ek olarak kan akımı ve oksijen kaynağı dinamikleri tarafından etkilenir önemlidir. Bunlar son derece her biri, pankreas perfüze edildiği gibidir Islets kolayca kılcal bir tekneden bir hücre uzunluğu içinde in vivo olarak bu glukoz, insülin yanıtı gerçekleştirin. Bununla birlikte, adacık içi bir kapiller yoğun ağ doku adacığı izolasyonu 2,3 sırasında kolajenaz ile çıkarılır. Sonuç olarak, oksijen ve besin hem malzemeleri nedeniyle difüzyon sınırlamaları 100 mikron çevresine kısıtlı.

adacık mikroortam yeniden adım "> Güncel teknikler sınırlı başarı

Yeniden islet yerli oksijen ve glikoz dinamikleri, fizyolojik ve patofizyolojik koşulları modelleme anahtar, ayrıntılı akışını gerektiren ve adacık fonksiyonlarının sürekli izlenmesi eksikliği standart hipoksik odaları ile elde etmek zordur. Ayrıca, Tip nakli tedavileri ben diyabet pankreas fizyolojik (% 5.6, 40 mmHg) kıyasla çok daha düşük pO 2 (<% 2, 5-15 mmHg) olan hepatik portal sistem 4 hipoksi izole adacıklar maruz. Post-transplant, adacık greft Revaskülarize gereken iki hafta veya daha fazla sürebilir. Bu hipoksik maruz islet glikoz insülin bağlama mekanizmasını olumsuz etkileri gösterilmiştir. Uyarı-sekresyon bağlama faktörler, kalsiyum sinyalizasyon, mitokondriyal potansiyelleri, ve insülin kinetik arasında kolayca mikroflüidik kullanılarak izlenebilir olabilir. Bizim önceki microfluidic tekniği bu yeniden gösterdiEl-zamanlı tek adacık 5,6 civarında sulu mikro hassas modülasyonu ile izlenmesi. Ancak, adacık hipoksik bozulma ölçümü aynı anda uyarılması ve izleme teknikleri eksikliği stymied edilir. Bu nedenle, oksijen ve adacık izleme mikrofluidik kontrol birleştirerek adacık hipoksi çalışmaları artırabilir.

Mikroakiskan sulu ve oksijen mikroortam yeniden ve modüle edebilir

Doku ve kültürü hipoksi çalışmaları için standart teknik hipoksik odaları dayalı olmuştur. Genel olarak, hipoksik odaları dakika-ölçekli dinamik hipoksi ile bağdaşmayan ~ 10-30 dakika içinde dengeleme süreleri, tek oksijen konsantrasyonu sağlamak. İki yeni çalışmalar glikoz uyarılan insülin yanıtı 7,8 çelişkili sonuçlar, bütün fareler üzerinde aralıklı hipoksi poz için küçük özel odaları kullanılmaktadır. Bütün hayvan düzeyinde, solunuma oksijen doğrudan tran olmadığını Unutmayınnedeniyle solunum sistemi denetimleri, pO2 kılcal adacık planlanıyor. Dahası, bu çalışmalar, standart oksijen seviyeleri yoktur, ne de adacıklar doku düzeyinde gerçek-zamanlı önlemleri sağlıyoruz.

Öte yandan, oksijen Mikroakiskan gaz kanalı ağlar aracılığıyla oksijenin bu sınırlamaları aşmak olabilir. Ayrıca, Mikroakiskan, oksijen modülasyonu esnasında standart hipoksik odaları ile feat şu anda mümkün değil canlı görüntüleme ile uyumludur. Bu yeni Mikroakiskan bir dizi hedef hücrelerin 9-14 üzerinden medya akışı mikrokanallardaki içine oksijen konsantrasyonlarını çözmek için polidimetilsiloksanın gaz geçirgenliğini kullanmak yaklaşır. Bu cihazlar aynı zamanda birden fazla ayrık oksijen konsantrasyonlarını, floresan bazlı oksijen sensörleri, ve on-chip bile kimyasal oksijen nesil entegre etmiş.

Sıvı solvasyon tabanlı Mikroakiskan i gibi bir sabit zaman kararlı, sürekli geçişlerini bakımı vart koşulları akış duyarlıdır konvektif karıştırma bağlıdır. Buna karşılık, biz burada kullanmak teknik oksijen teslim difüzyon yolu azalan odaklanır. Gaz solvasyon makaslama akış doğrudan hücreler veya adacığı dokularla tohumlanmış bir zarından oksijen yayarak netleştirilmiştir. Bu solvasyonu kontrol etmek için gerekli ekstra mikroflüidik kaldırır ve kendisi insülin salınımını tetikleyebilir adacıklar, gereksiz kayma stresi önler. Bu platform reaktif oksijen türleri (ROS) göstermek için kullanılır olmuştur up-regülasyonu hücre kültürü 1,15 olarak hiperoksik ve hipoksik hem aşırı (2-97% O 2) de. Çünkü oksijen ve kesme akışının çıkarılması doğrudan teslimat, bizim difüzyon tabanlı platform adacık hipoksi çalışmaları için uygun mikroakışkan bir çözüm sağlar.

Multimodal stimülasyon ve izleme

Adacık MI çalışmak için adapte edilmiş zaman difüzyon merkezli ve arayüz da ek avantajlar getirircrophysiology. Bir difüzyon bariyeri olarak bir membran kullanılarak, sıvı hipoksik stimülasyondan bağımsız bir şekilde, sulu glukoz uyarılarının kontrol sağlayan, oksijen modülasyon izole edilebilir. Bu adacıklar mekansal pin puan teslimat sandviç gibi eşzamanlı stimülasyon oluşturur. Gaz geçici olarak bilgisayar mikropüskürtücü ile modüle edilir Dahası, biz 60 sn'den daha azdır, geçici bir süre ile dijital olarak 21-0 'den% oksijen konsantrasyonunu modüle edebilir. Mikroskop de oksijen ve glükoz mikro dinamik kontrol standart hipoksik odası kullanılarak mümkün ya da olağanüstü hantal değil, gerçek zamanlı bir protokolü multimodal izin verir. Bu cihazı kullanırken, kalsiyum sinyal (Fura-AM), mitokondriyal potansiyeller (Rhodamine 123) ve insülin kinetik (ELISA) hipoksi altında dinamik glikoz-insülin yanıtı tam bir resmini elde etmek için takip edilmiştir.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1.. Fare Islets hazırlanması

  1. C57BL / 6 fareleri inceleyin ve kollajenaz sindirimi ve Ficoll yoğunluk gradyan ayırma ile izole adacıklar. (2,3 başvurulan JOVE makalelere bakın).
  2. % 10 FBS,% 1 penisilin / streptomisin ve Petri tabaklarında 20 mM HEPES ihtiva eden RPMI-1640 ortam maddesi içinde inkübe adacıklar (37 ° C,% 5 CO2). Post-izolasyon, kültür deneylerinde kullanılmadan önce 24 saat boyunca adacıklarının. Tutarlı sonuçlar için 1-2 gün içinde adacıklar kullanın.

2. Mikroakışkan Platform Yapımı

  1. Her cihaz katman için şeffaflık PHOTOMASKS üzerinde mikro geometrileri oluşturmak: 1) giriş ve çıkış, perifüzyon odasına 2) Glikoz mikroakışkan katman (8 mm çap x 3 mm, 150 ul), mikro oyuk 3) 200 mikron membran (500 mikron çaplı, 100 derin um), ve 4) gaz mikroakışkan katmanları.
  2. Giriş ve çıkış katmanı imal etmek için, gazı alınmış, önceden karıştırılmış PDMS dökmek2 saat boyunca 80 ° C'de boş bir Petri çanağı ve tedavi de 1.5 mm'lik bir yüksekliğe sahiptir. 2 mm çaplı giriş / çıkış portları Punch.
  3. Glikoz mikroakışkan katmanı imal etmek, silikon gofret bir 4'ten bir tek 700 mikron tabaka oluşturmak için SU8-2150, iki 350 mikron katmanları dönerler.
    1. 700 mikron boyunda ana üretim, geliştirme sonra SU8 üzerine Mikrokanallı deseni aktarmak için uygun photomask boyunca UV ışığı Açığa.
    2. 3 mm bir yüksekliğe kadar bu ana üzerine gazı giderilmiş, önceden karıştırılmış PDMS dökün ve 2 saat boyunca 80 ° C'de tedavi. Bu kesim, bir tıraş bıçağı ile şekil PDMS.
    3. 2 mm çapında bir giriş / çıkış bağlantı noktaları ve 8 mm çapında bir bölmeyi yumruk.
  4. Mikro oyuk ile 200 mikron membran imal etmek, 100 um SU8-2100 dönerler. Bu 100 mikron boyunda master üzerine mikro kalıplarını aktarmak için aynı UV-litografi uygulayın.
    1. Spin 30 saniye boyunca 900 rpm hızda, bu ana üzerine, önceden karıştırılmış PDMS gazı alındı ​​ve 10 dakika boyunca 80 ° C'de tedavi. Spimikro desen içeren bir 200 mikron PDMS membran ile sonuçlanan aynı koşullar kullanılarak, ilk üstüne na ikinci tabaka.
    2. Bu zardan 2 mm çapında giriş / çıkış bağlantı noktaları Punch
  5. Gaz mikroakışkan katmanı imal etmek, 100 um SU8-2100 dönerler. Bu 100 mikron boyunda master üzerine gaz mikrosıvı kalıplarını aktarmak için aynı UV-litografi uygulayın.
    1. 1.5 mm'lik bir yüksekliğe bu ana üzerine gazı giderilmiş, önceden karıştırılmış PDMS dökün ve 2 saat boyunca 80 ° C'de tedavi. Bir jilet ile şekillendirmek için PDMS kesin.
    2. Bu katman sayesinde 2 mm çapında giriş / çıkış bağlantı noktaları Punch
  6. , Çoklu katmanlar bağ, kapaklar ile temizleme korona yay maruz bırakılmasını ve daha sonra, aşağıdaki sırayla elle hizalama onları hazırlamak için.
    1. Mikrodelikler yukarı bakacak şekilde alt gaz tabakasına zar bağ.
    2. Mikro membran üzerine glikoz mikroakışkan Bond.
    3. Giriş ve çıkış katman o bağn bütün aksamını encapsulating çok üst.
    4. Üst 1 kg ağırlık ekleme ve 3 saat boyunca 100 ° C'de pişirme ile bağ güçlendirilmesi.
  7. Su altında tüm aygıtı daldırılması, sonra sulu tabaka içine su yükleyerek tamamlanmış aygıtı Kaçak-test edin. Daha sonra, boş bir şırınga ile gaz tabakası içinden hava akar.
  8. Cihaz kullanılana kadar 4 ° C'de muhafaza edildiği PBS tamponu ile yıkayın ve sulu tabaka boyunca% 70 etanol ile sızıntısız cihazları sterilize edin.

3. Microdispenser Kur

  1. Oksijen karıştırma ve teslimat kurulum oluşturmak için 2 microdispensers, 5 V ve 20 V DC güç kaynakları ve dijital I / O kartını alın.
    1. Dahil sürücü birimlerine microdispensers 'kumanda kablolarını bağlayın.
    2. Labview kontrollere karşılık gelen limanlarında dijital I / O kartı için sürücüleri bağlayın.
    3. Sürücü uni kişileri karşılık gelen 5 V ve 20 V güç kaynağı bağlayınts.
    4. Gaz kontrolü (Ek) için Labview kodları çalıştırmak için bir dizüstü bilgisayar için dijital I / O bağlayın.
  2. Ise başka bir basınçlı hava için, her ikisi de 5 ile% CO2 nitrojene bir microdispenser bağlayın. 2 psi hem gazlar ayarlayın. Önce mikroakışkan cihazına giren bir T-kavşak dağıtıcılar "çıkışları bağla.
  3. Bir sızıntı test cihazı kullanılarak, (ekipman listesi ve temsili sonuçları görmek) bir fiber optik oksijen sensörü ile suda çözünmüş oksijen ölçüm yaparken, 5-21% oksijen arasındaki microdispensers bisiklet oksijen modülasyon geçici yanıt karakterize.

4. Mikroskopi at Kurma

  1. Ters mikroskop ısıtılmış sahneye cihazı monte.
  2. Cihaza% 0 ve% 21 O 2 gazları bağlayın ve oksijen sensörü ile kalibre.
  3. Bir fraksiyon toplayıcı için glikoz Mikroakiskan çıkış portunu.
  4. Krebs Ringer bikarbonat hazırlayıntamponu (KRB): 129 mM NaCl, 5 mM NaHCO 3, 4.7 mM KCI, 1.2 mM KH 2 PO 4, 1 mM CaCl2 · 2H 2 O, 1.2 mM MgSO 4 · 7H 2 O, 10 mM HEPES pH 7,35-7,40 , 2 mM bazal glükoz, ve% 5 FBS.
  5. Konik tüp, 37 ° C su banyosu içinde, 50 ml banyo sırasıyla 2 mM ve 14 mM glükoz ihtiva eden iki tampon çözeltiler hazırlayın.
  6. Boru halinde 250 ul / dk 'da tampon çekmek için bir peristaltik pompa bağlayın. Mikroakışkan cihaz girmeden önce bir 37 ° C ocak üzerinde boru akış.
  7. Adacıklar leke için, sırasıyla, son boya 5 uM yoğunluklarda ve 2,5 uM ulaşmak için KRB, 2 ml% 100 etanol içinde DMSO ve Rh123 olarak Fura-02:00 ekleyin.
  8. 10 ul bir pipet ile adacıklar almak ve 37 ° C'de 30 dakika boyunca inkübe boyalar
  9. Glikoz mikrokanal giriş yoluyla cihaz içine yaklaşık 20 adacıklar yerleştirin. Geri t içine çıkışından tampon priming ile odasına adacıklar Doğrudandiye girişine.
  10. Fazla boya aşındırmak için 10 dakika tampon içinde adacıklar serpmek.

5. Eşzamanlı Oksijen ve Glikoz Uyarım Koşu

  1. 14 mM uyarım ardından 15 dakika KRB2 tarafından kurulan taban arasında 5 dakika ile bir şeker uyarım darbe teslim ardından KRB2 15 dakika boyunca yıkanır.
  2. Rh123 için Fura-2 ve 534 emisyon Record 340/380 nm eksitasyon dalga boyu.
  3. Her deneyde önce normal bir darbe (14 mM Normoksik) ölçümlerini yapmak.
  4. Oksijen modülasyonu (hipoksi / aralıklı hipoksi) için, sadece konvektif rahatsızlıkları en aza indirmek için, uyarılma ve yıkama adımları ve diğer adımların hiçbir akış sırasında tampon akışı uygulanır.
  5. ELISA insülin tayini için 1 dakika aralıklarla glukoz prizden atıklarının toplayın.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bu adacık hipoksi tekniğe Central dakika ölçekli geçici ile aynı mikroakışkan odası içinde, sulu ve gaz fazı stimülasyon modüle etme yeteneğidir. Şekil 1 a) temsil eden bir sonucu olan doku adacığı bölmesi içinde ölçülen çift uyarılması ve b) hızlı bir modülasyon. Odacık içine fluoresein getirilmesi ile gösterilen sulu modülasyonu, karıştırma 3-4 dakika içinde bir denge elde edilir. Ayrıca, oksijen 2 dakika gibi kısa sürelerle ile oksijen bisiklet sağlayan, hızlı, geçici ile 5-21% istifa edilebilir.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bu adacık hipoksi tekniğin entegre çoklu yöntemler mevcut birkaç puan sorun giderme için burayı kaydetti. İlk izole adacıklar aşağılamak nedeniyle asiner hücrelerden sindirim enzimleri kültür çözülmeye devam ediyor. Doku adacığı izolasyonu sonra 1-2 gün için deneyler standartlaştırılması tutarlı sonuçlar elde etmek, böylece önemlidir. İkincisi, sulu akış laminer akışı ve difüzyon arasındaki sınırda konvektif boşluğunu önlemek için hipoksi ve aralıklı hipoksi sırasında durduruldu. Bu adacık önkoşullanmanın süresini sınır...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Yazarlar, hiçbir rakip mali çıkarlarını olmadığını beyan ederim.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bu çalışma Sağlık Hibeler R01 DK091526 (JO), NSF 0.852.416 (DTE) Ulusal Enstitüleri, ve Chicago Diyabet Projesi tarafından desteklenmiştir.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Reagent/Material
SpinnerLaurellWS-400
SU8MicroChemSU8-2150/SU8-2100
Dijital Ocak GözüPMC Dataplate722A
UV Kürleme LambasıOmniCureS1000
PMDSDow ChemicalSylgard 184
Corona DeğnekETPBD-20AC
Vakum OdasıBel-Art420220000
MikrodağıtıcılarThe Lee CompanyIKTX0322000A
5 V ve 20 V DC GüçRadyo Kulübesi
NI USBUlusal EnstrümanNI USB-6501
TermometreOmega Mühendislik, Inc.
Peristaltik PompaGilsonMinipulse 2
Oksijen SensörüOkyanus OptiğiNeoFox
Fraksiyon ToplayıcıGilson203
PippetteFisher ScientificFinnpipette II 100μ l
Ters Epifloresan MikroskobuLeicaDMI 4000B
50 ml Konik TüplerFisher Scientific
Fura-2 Floresan BoyaMoleküler Probları, Yaşam Teknolojileri
Rhodamine 123 Floresan BoyaMoleküler Probları, Yaşam Teknolojileri
KültürOrtamı Sigma-AldrichRPMI-1640
HEPESSigma-Aldrich
GlikozSigma-Aldrich
Sığır Serumu AlbüminSigma-Aldrich
30 Silikon TüplerdeCole-Parmer1/16 inç x 1/8 inç
1.5 ml Eppendorf TüpleriFisher Scientific
Y-konektörlerCole-Parmer1/16 inç ve 4 mm
Şırınga KonnektörleriCole-Parmerdişi Luer fişi 1/16 inç
Düz KonnektörlerCole-Parmer1/16 inç
Dirsek KonektörüCole-Parmer1/16 inç

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Lo, J. F., Wang, Y., et al. Islet Preconditioning via Multimodal Microfluidic Modulation of Intermittent Hypoxia. Anal. Chem. 84 (4), 1987-1993 (2012).
  2. Qi, M., Barbaro, B., Wang, S., Wang, Y., Hansen, M., Oberholzer, J. Human Pancreatic Islet Isolation: Part I: Digestion and Collection of Pancreatic Tissue. J. Vis. Exp.. , e1125(2009).
  3. Qi, M., Barbaro, B., Wang, S., Wang, Y., Hansen, M., Oberholzer, J. Human Pancreatic Islet Isolation: Part II: Purification and Culture of Human Islets. J. Vis. Exp.. , e1343(2009).
  4. Shapiro, A. M., et al. Islet Transplantation in Seven Patients with Type 1 Diabetes Mellitus Using a Glucocorticoid-Free Immunosuppressive Regimen. N. Engl. J. Med. 343 (4), 230-238 (2000).
  5. Adewola, A. F., Wang, Y., Harvat, T., Eddington, D. T., Lee, D., Oberholzer, J. A Multi-Parametric Islet Perifusion System within a Microfluidic Perifusion Device. J. Vis. Exp.. , e1649(2010).
  6. Mohammed, J. S., Wang, Y., Harvat, T. A., Oberholzer, J., Eddington, D. T. Microfluidic device for multimodal characterization of pancreatic islets. Lab Chip. 9, 97-106 (2009).
  7. Carreras, A., Kayali, F., Zhang, J., Hirotsu, C., Wang, Y., Gozal, D. Metabolic Effects Of Intermittent Hypoxia In Mice: Steady Versus High Frequency Applied Hypoxia Daily During The Rest Period. AJP - Regu Physiol. 303 (7), 700-709 (2012).
  8. Lee, E. J., et al. Time-dependent changes in glucose and insulin regulation during intermittent hypoxia and continuous hypoxia. Eur. J. Appl. Physiol. , (2012).
  9. Kane, B. J., Zinner, M. J., Yarmush, M. L., Toner, M. Liver-specific functional studies in a microfluidic array of primary mammalian hepatocytes. Anal. Chem. 78, 4291-4298 (2006).
  10. Lam, R. H. W., Kim, M. C., Thorsen, T. Culturing aerobic and anaerobic bacteria and mammalian cells with a microfluidic differential oxygenator. Anal. Chem. 81, 5918-5924 (2009).
  11. Polinkovsky, M., Gutierrez, E., Levchenko, A., Groisman, A. Fine temporal control of the medium gas content and acidity and on-chip generation of series of oxygen concentrations for cell cultures. Lab Chip. 9, 1073-1084 (2009).
  12. Mehta, G., et al. Quantitative measurement and control of oxygen levels in microfluidic poly(dimethylsiloxane) bioreactors during cell culture. Biomed. Microdev. 9 (2), 123-134 (2007).
  13. Vollmer, A. P., Probstein, R. F., Gilbert, R., Thorsen, T. Development of an integrated microfluidic platform for dynamic oxygen sensing and delivery in a flowing medium. Lab Chip. 5, 1059-1066 (2005).
  14. Chen, Y., et al. Generation of oxygen gradients in microfluidic devices for cell culture using spatially confined chemical reactions. Lab Chip. 11, 3626-3633 (2011).
  15. Lo, J. F., Sinkala, E., Eddington, D. T. Oxygen gradients for open well cellular cultures via microfluidic substrates. Lab Chip. 10, 2394-2401 (2010).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Microfluidic HypoxiaOxygen ModulationIslet IsolationFluorescence MicroscopyPDMS DeviceGas Permeable MembraneCalcium DynamicsKATP ChannelIntermittent HypoxiaGlucose Stimulus

Related Articles