Prototip Minyatür Akış Sitometresi ve Companion mikroakışkan Karıştırma Teknoloji İndirimli-gravite Çevre Donanım Gösterileri

Summary

Gökbilim kan teşhis yenilik gerekiyor. Birkaç gösteriler, uçakta azaltılmış-yerçekimi sağlık tanı teknolojisi gösteren yayınlanmıştır. Burada bileşenleri ve diğer kurulumları uyarlanabilir hazırlık stratejileri ile bir prototip nokta-bakım akış sitometri tasarımı için bir parabolik uçuş test takımının inşası ve işletilmesi için bir yöntem mevcut.

Abstract

Yakın zamana kadar, astronot kan örnekleri, uçakta toplandı Uzay Mekiği earth üzerinde taşınan ve karasal laboratuvarlarda analiz. Insanlar alçak Dünya yörüngesine ötesinde seyahat iseniz, uzay-hazır, nokta-bakım doğru bir geçiş (PT) testi gereklidir. Bu tür testler lansmanı ve uzay uçuşu gerilmelerin, kapsamlı bir azaltılmış yerçekimi ortamında gerçekleştirmek kolay ve etkilenmemiş olması gerekir. Sayısız POC cihazlar laboratuvar ölçekli muadillerini taklit geliştirilmiştir, ama çoğu dar uygulamalar var ve birkaç bir uçakta, azaltılmış yerçekimi ortamında gösterilebilir kullanımı var. Aslında, azaltılmış ağırlık biyomedikal teşhisin gösteriler yeni teknolojiyi test etmek isteyen zaman zor bileşen seçimi ve bazı lojistik zorluklar yaklaşmak için yapım, tamamen sınırlıdır. Boşluğu doldurmak yardımcı olmak için, inşaat ve işletme bir prototip kan teşhis cihazı ve ilişkili p modüler bir yöntem sunuyoruzBir parabolik uçuş, azaltılmış ağırlık uçakta uçuş testleri için standartları karşılamak arabolic uçuş testi kulesi. Yöntem ilk uçuş, azaltılmış-yerçekimi sitometresindeki akış testi ve bir arkadaşı mikroakışkan karıştırma çip için teçhizat montaj odaklanır. Bileşenleri bir microvolume örneği yükleyicisinin gibi diğer tasarımlar ve bazı özel bileşenler, uyarlanabilir ve Micromixer özellikle ilgi çekici olabilir. Daha sonra, yöntem kaymalar kullanıcı eğitimi, bir standart işletim prosedürü (SOP) geliştirilmesi ve diğer konularla ilgili başarılı bir uçuş testi hazırlanmak için kurallar ve öneriler sunarak, uçuş hazırlığı için odak. Son olarak, bizim gösterilere özgü, uçuş deneysel prosedürleri açıklanmıştır.

Introduction

Mevcut uzay hazır sağlık teşhis yetersizliği derin insanlı uzay keşif için sınırlayıcı bir faktör sunuyor. Teşhis, kapsamlı azaltılmış ağırlık kullanımı kolay, ve başlatmak ve uzay uçuşu (örneğin, yüksek g-kuvvetleri, titreşim, radyasyon, sıcaklık değişiklikleri ve kabin basınç değişiklikleri) stresleri nispeten etkilenmemiş olması gerekir. Nokta-bakım test (Hammami) Gelişmeler küçük hasta örneklerinin (örneğin, parmak prick), basit ve küçük fluidik (yani, Mikroakiskan) kullanımı yoluyla etkili uçuşunda çözümlere çevirmek, ve diğer arasında, elektrik güç gereksinimleri azaltılabilir olabilir avantajları. Bir çekici bir ya....

Protocol

Bu protokolde kullanılan insan kanı örnekleri minimal invaziv protokolleri (Teşekkür bakınız) kullanılarak KİK onayı ile toplanmıştır.

1. Rig Meclisi

1. Sistemi sitometri basit bir akış için prototip bileşenlerini (fluidik, optik, kontrol / veri toplama elektronik) birleştirin azaltılmış ağırlık koşullarında kullanılmak üzere
   1. Minimum ağırlık ve güç ile bir basınç sistemi hazırlayın sistemi Fluidics götürmek gerekiyor
      1. Diferansiyel basınç sensörüne minyatür bir hava pompası bağlayın.
      2. Sabit bir sürüş basıncı korumak darbe genişlik modülasyonu ve özel kontrol yazılımı bir oransal-integral-türev kontrolör (a....

Results

Stereomikroskop monte CCD kamera tarafından görüldüğü gibi Micromixer gösteri için tipik sonuçlar, Şekil 7 'de görülmektedir. Kan / tuzlu su ve mavi / sarı boya: Karıştırma görsel olarak sıvıların iki set içeren deneyler için çıkış kanalında, spiral boyunca herhangi bir noktada tespit edilebilir. Diğer yayınlarda ^38-40 'de gösterildiği gibi iki boyutlu görüntü nicel analizi, farklı bölgelerde kanal genişliği boyunca gölge yeknesaklığı belirlenmesini içerebilir. Daha fazla bilgi için E.......

Discussion

Burada anlatılan yöntem, zemin test karşılaştırılabilir sonuçlar, 2010 FAST parabolik uçuş sırasında büyük teknoloji bileşenleri (örnek yükleme, mikroakışkan karıştırma, ve optik algılama) etkin gösteri sağladı. Burada tarif edilen eğitim ve SOP yöntemler özellikle etkili olduğu ve parabolik Uçuşa hazır olmaz pratik gösteriler için dayanıyordu araçları ve diğer 'kol değnekleriyle' varlık aydınlatmak için yardımcı oldu.

Gelişme Alanları çevreleme ve düzeni içerir. Özel akrilik bileşen.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Mikro hava pompası	Akıllı Ürünler, Inc.	AP-2P02A	Maksimum basınç = 6,76 psi; 1,301 inç x 0,394 inç x 0,650 inç, 0,28 oz (8 g); doğrudan Smart Products'tan temin edilebilir
Diferansiyel basınç sensörü	Honeywell International, Inc.	ASDX015D44R	Aralığı  nın  0-15 psi; 0,974" x 0,550" x 0,440", 0,09 oz (2,565 g); tedarikçiler arasında Digi-Key ve Mouser Electronics
bulunur Sert plastik şişe (küçük boy)	Loritz & İştirakler A.Ş.	55-05	polistiren; İç çap 0,81 inç (20,6 mm), IH 2,06 inç (52,4 mm); doğrudan LA Container Inc.'den temin edilebilir; benzer ürün Dynalab Corp.'tan temin edilebilir.
lateks muayene eldivenleri	dynarex corporation	2337	Sıvı kaynağı şişesinde lateks diyafram için kullanılan orta parmak. Diğer markalar (ör, Aurelia ®   Canlı &ticaret;) Kabul edilebilir.
Optik yapıştırıcı	Norland Ürünleri	NOA 88	Düşük gaz çıkışlı yapıştırıcı; doğrudan Norland'dan temin edilebilir; Ayrıca Edmund Optics Inc.'den de temin edilebilir.
3 solenoid valfler	LEE Şirketi	LHDA0531115H	Gaz vanalarıdır, ancak sıvı ile çalışabilir; 1.29" L, 0.28" D.  Üretimi durdurulan ürün.  Benzer ürünler The LEE Company'den temin edilebilir.
Hacimsel su debimetresi	OMEGA Mühendislik A.Ş.	FLR-1602A	Temassız akış hızı ölçer şiddetle tercih edilir. Nl/dk'dan 5 ml/dk'ya kadar akış hızları için SENSIRION LG16 OEM Sıvı Akış Sensörünü öneriyoruz.
PCD-mini foton dedektörü	Sensl	PCDMini-00100	Floresan algılama için; doğrudan Sensl
Accelerometer	Crossbow Technology, Inc.	CXL02LF3	3-Demensional kuvvet tespiti. NASA tarafından DMI'ye tedarik edildi. Benzer ürün Vernier Software'den temin edilebilir & Teknoloji, LLC.
Stereomikroskop	AmScope	SE305R-AZ-E
CCD Kamera	Thorlabs	DCU223C	1.024 x 768 Çözünürlük, Renkli, USB 2.0; doğrudan Thorlabs'tan temin edilebilir
CCD Kamera için USB ve Tetik Kablosu (Giriş/Çıkış)	Thorlabs	CAB-DCU-T1	Doğrudan Thorlabs'tan temin edilebilir
Mikro delikli boru	Saint-Gobain Corporation	AAD04103	Tygon®; İç çap 0,02 inç, OD 0,06 inç, 500 ft, 0,02 inç duvar. Tedarikçiler: VWR, Thermo Fisher Scientific Inc.
İçi boş çelik pimler	New England Küçük Boru	(Özel)	0.025 "OD, 0.017" ID, 0.500 " L, paslanmaz çelik boru, tip 304, kesilmiş, çapağı alınmış, pasifleştirilmiş; mikro delikli boru bağlantılarını, çip boru bağlantılarını etkinleştirin
Kayar kelepçe	World Precision Instruments, Inc.	14042	Doğrudan World Precision Instruments'tan temin edilebilir
Leur adaptör parçaları	World Precision Instruments, Inc.	14011	Doğrudan World Precision Instruments
Silicon wafer	Addison Engineering, Inc.		6" çap; SU-8 kalıp imalatı için
Polidimetilsiloksan (PDMS) elastomer kürleme maddesi	Dow Corning	3097358-1004	Tedarikçi: Global Industrial SLP, LLC
İğne (23 gauge), konik uçlu	Terumo Medical Corporation	NN-2338R	Ultra ince duvar; 23 G x 1,5 inç; 22 G de kullanılabilir; Tedarikçiler: Careforde, Inc.,  Port City
Tıbbi Dağıtım iğnesi (23 gauge), künt uçlu	CML Kaynağı	901-23-100	23 G x 1";   CML Tedarik
Kapağı camı	Thermo Fisher Scientific, Inc.	12-518-105E	Altın Mühür ve ticaret; aşındırıcı olmayan borosilikat cam; PDMS çip kapağı için; 24 x 60 mm; Thermo Fisher Scientific, Inc.'den temin edilebilir.
Vakum pompası	Mountain	MTN8407	PDMS'nin gazını almak için; tedarikçi:  Ryder Sistemi, Inc.
Vakum odası	Thermo Fisher Scientific, Inc.	5311-0250	Nalgene ve ticaret; Şeffaf Polikarbonat; Thermo Fisher Scientific, Inc.'den temin edilebilir.
Plazma temizleyici	Harrick Plasma	PDC-32G
El büyüteci	Mitutoyo	183-131	~15" de görüntülemeyi etkinleştirmek için ters yönde kullanın.
Etanol	CAROLINA	861283	Talaş temizliği için. Milipor su kullanarak% 70 oranında seyreltin.
Su arıtma sistemi	Thermo Fisher Scientific, Inc.	D11901	Doğrudan Thermo Fisher Scientific, Inc.'den temin edilebilir.
Optomekanik çeviri montajları	Thorlabs	K6X	6 Eksenli Kinematik Optik Montaj; üretimi durdurulan ürün; yeni ürün (K6XS) doğrudan Thorlabs'tan temin edilebilir
Dizüstü	Hewlett-Packard	VP209AV	HP Pavilion Windows 7 çalıştıran dizüstü bilgisayar
Dizüstü tepsi (yaylı)	National Products, INC.	VERİ DEPOSU-234-3 ve Rastgele erişimli hafıza;	RAM Sert Tepsi ve ticaret; 10 ila 16 inç genişliğinde dizüstü bilgisayarları barındırabilir.
USB ayırıcı	Connectland Technology Limited	3401167
USB Veri Toplama Kartları (8 analog giriş, 12 dijital G/Ç)	National Instruments	NI USB-6008	12-Bit, 10 kS/s Düşük Maliyetli Çok İşlevli DAQ
USB Veri Toplama Kartları (16 analog giriş, 32 dijital G/Ç)	National Instruments	NI USB-6216	16-Bit, 400 kS/s İzole M Serisi MIO DAQ, Veri Yolundan Motorlu
Kontrol/ satın alma Yazılımı	National Instruments	LabVIEW 2009	Özel kodlu National Instruments (NI) LabVIEW
3D Katı Modelleme Yazılımı	Dassault Systè mes SolidWorks A.Ş.	SolidWorks 2011
2D Modelleme Yazılımı	AUTODESK	AutoCAD LT 2008
Dikey ekipman rafı	(NASA tarafından sağlanan)	N/A
Katı alüminyum optik breadboard	Thorlabs	MB2424	24" x 24" x 1/2", 1/4"-20 Musluklar; doğrudan Thorlabs'tan temin edilebilir
Endüstriyel sınıf çelik ve sertleştirici	J-B Kaynak Şirketi		JB Kaynak Çelik Takviyeli Epoksi Tutkal
Mikro-hematokrit kılcal damar ve nbsp;	Fisher Scientific	22-362-574	iç çap 1,1 ila 1,2 mm
1 ml şırınga	Henke-Sass, Wolf	4010.200V0	NORM-JECT®; tedarikçi: Grainger, Inc.
İnsan kırmızı kan hücreleri	Yenilikçi Araştırma	IPLA-WB3	FDA Onaylı Yöntemlerle HBsAg, HCV, HIV-1, HIV-2, HIV-1Ag veya HIV 1-NAT, ALT ve sifiliz için tedarikçi tarafından test edilmiş ve negatif bulunmuştur. Hiçbir test yöntemi bulaşıcı bir ajanın yokluğunu %100 kesinlikle garanti edemediğinden, insan kaynaklı ürünler, potansiyel olarak enfeksiyöz insan serumu veya kan örnekleri için MİKROBİYOLOJİK VE BİYOMEDİKAL LABORATUVARLARDA BİYOGÜVENLİK hakkında ABD Sağlık ve İnsan Hizmetleri Bakanlığı El Kitabında önerildiği gibi ele alınmalıdır
Fosfat tamponlu salin konsantresi	P5493	SIGMA	10x; 1x
Tween	P9416	SIGMA	ile seyreltilmişTWEEN® 20
Santrifüj	LW Scientific	STRAIGHT8-5K	Açılır 8'li Santrifüj. Yetkili satıcılardan temin edilebilir. Diğer santrifüjler doğrudan LW Scientific'ten temin edilebilir.
HD video kaydedici	Sony	MHS-CM5
Turuncu floresan nükleik asit lekesi	Invitrogen	S-11364	SYTO® 83 Turuncu Floresan Nükleik Asit Boyası.  DMSO çözücü içinde saklanır. Daima tavsiye edilen Kişisel Koruyucu Ekipman kullanın. Özel elleçleme tavsiyesi gerekmez.
Floresan sayma boncukları	Invitrogen	MP 36950	CountBright ™ Mutlak Sayma Boncukları.  Daima tavsiye edilen Kişisel Koruyucu Ekipman kullanın. Özel kullanım tavsiyesi gerekmez.