Method Article

Yüksek Verimli Mikroakışkan Cihaz Kullanarak Dinamik ÇevreSel Koşulların Üretilmesi

DOI:

10.3791/61735

⸱

April 17th, 2021

 ,  ,  ,  , 
1State Key Laboratory of Cultivation Base for Photoelectric Technology and Functional Materials, State Key Laboratory of Photon-Technology in Western China Energy, Institute of Photonics and Photon-Technology, Northwest University

In This Article

Summary

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

1500 kültür ünitesi, bir dizi gelişmiş peristaltik pompa ve yerinde karıştırma modülünden oluşan karmaşık yaşam makineleri üzerinde yüksek verimli çalışmalar için mikroakışkan bir sistem sunuyoruz. Mikroakışkan çip, vivodaki son derece karmaşık ve dinamik mikro çevresel koşulların analizini sağlar.

Abstract

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

In vivo çevresel koşulları taklit etmek, karmaşık yaşam makineleri üzerindeki in vitro çalışmalar için çok önemlidir. Bununla birlikte, canlı hücreleri ve organları hedefleyen mevcut teknikler, robotik gibi oldukça pahalıdır veya sıvı manipülasyonunda nanolitre hacminden ve milisaniyelik zaman doğruluğuna sahip değildir. Burada, 1.500 kültür ünitesi, bir dizi gelişmiş peristaltik pompa ve yerinde karıştırma modülünden oluşan bir mikroakışkan sistemin tasarımını ve imalatını sunuyoruz. Mikroakışkan cihazın kapasitelerini göstermek için, önerilen sistemde nöral kök hücre (NSC) küreleri korunur. NSC küresi 1. günde CXCL'ye, 2. günde egf'ye maruz kaldığında yuvarlak şekilli uygunluğun iyi korunduğunu gözlemledik. 6 ilacın giriş sırasındaki değişim, NSC küresinde morfolojik değişikliklere ve NSC saplığı (örneğin, Hes5 ve Dcx) için ifade düzeyi temsili işaretleyicisine neden olur. Bu sonuçlar, dinamik ve karmaşık çevresel koşulların NSC farklılaşması ve kendini yenileme üzerinde büyük etkileri olduğunu ve önerilen mikroakışkan cihazın karmaşık yaşam makineleri üzerinde yüksek verimli çalışmalar için uygun bir platform olduğunu göstermektedir.

Introduction

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

Biyomedikal ve klinik çalışmalar için yüksek verim teknikleri çok önemlidir. Araştırmacılar, milyonlarca kimyasal, genetik veya canlı hücre ve organoid testini paralel olarak gerçekleştirerek, biyo-moleküler bir yolu modüle eden genleri hızla tanımlayabilir ve sıralı ilaç girişini kişinin özel ihtiyaçlarına göre özelleştirebilir. Robotik1 ve mikroakışkan çipler bir cihaz kontrol programı ile birlikte hücre / doku manipülasyonu, sıvı işleme, görüntüleme ve veri işleme / kontrol2, 3kapsayan karmaşık deneysel prosedürlerin otomatikleştirilmesine izin verir. Bu nedenle, istenen aktarım hızı....

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

Protocol

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

1. Mikroakışkan çip tasarımı

  1. Her biri ayrı bir vana ve peristaltik pompa ile kontrol edilen 18 giriştan oluşan mikroakışkan çoklayıcıyı tasarlayın. Pompalama döngüsü başına tahrik edilen sıvı hacmini artırmak için, peristaltik pompanın bilerek 200 μm'ye genişletilen 3 kontrol kanalından ve 10 bağlı akış hattından oluşmasını sağlar.
  2. Makassız kültür odasını tasarlayın. 2 seviyeli kültür ünitesinin replikasyonu, orta değişim sırasında hücreler üzerinde istenmeyen kesme stresini önleyen bir alt hücre kültür odası (400 μm x 400 μm x 150 μm) ve daha yüksek bir tampon tabakası (400 μm x 400 μm x 75 μm) tarafından oluşturulur (Şekil 1)....

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

Results

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

Geleneksel çipli peristaltik pompa ilk olarak Stephen Quake tarafından 2000 yılında tanımlanmıştır, peristalsis 101, 100, 110, 010, 011, 001 8,10deseni ile çalıştırıldı. 0 ve 1 sayısı, 3 yatay kontrol hattının "açık" ve "kapanış" olduğunu gösterir. 3'ten fazla vana (örneğin, beş) kullanılarak yapılan çalışmalar dabildirilmiştir 11. 3 kontrol hattı ve 3 akış hattından oluşan peristaltik pompa nanoliter doğruluğu sağlasa da, taşıma oranı 1.5.......

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

Discussion

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

Çoklayıcı ve karmaşık deneyler yapmak için çeşitli mikroakışkan cihazlar geliştirilmiştir17,18,19,20. Örneğin, bir dizi topolojik girintiden yapılmış mikrowelller, küçük örnek boyutu, paralelleştirme, daha düşük malzeme maliyeti, daha hızlı yanıt, yüksek hassasiyet 21 , 22,23,24dahil olmak ü.......

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

Disclosures

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

Yazarların açıklayacak bir şeyi yok.

Acknowledgements

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

Yazarlar Chansn Instrument (Çin) LTD'den Zhifeng Cheng'in teknik desteğini kabul ediyor. Bu çalışma hibelerle desteklendi (Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı,51927804).

....

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

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
2713 Loker Avenue WestTorrey çamları bilimsel
AZ-50XAZ Elektronik Malzemeler, Lüksemburg
Klorotrimetilsilan (TMCS) 92360-25mLSigma
CO2 İnkübatör HP151
Masaüstü Delik Delgeç WH-CF-14Suzhou Wenhao Mikroakışkan Technology Co., Ltd.
DMEM (L-glutamin, Yüksek Glikoz, henol Kırmızısı)İnvitrojen
Elektronik Dengesi UTP-313 Max: 600g, e: 0.1g, d: 0.01gŞangay Hochoice Aparat Üreticisi Co., LTD.
FBSSigma
Fibronection 0.25 mg / mLMillipore, Avusturya
Glutamax 100xGibco
Isıtma İnkübatörü BGG-9240AŞangay bluepard instruments Co., Ltd.
Nikon Model Eclipse Ti2-ENikon
Kalem/Strep 10 Birim/mL Penisilin 10 ug/mL Streptomisinİnvitrojen
Plazma temizleyici PDC-002Harrick Plazma
(PDMS)Momentif
polilisin %0.01Sigma
Spin kaplayıcı ARE-310Awatori Rentaro
Spin kaplayıcı TDZ5-WSCence
Spin kaplayıcı WH-SC-01Suzhou Wenhao Mikroakışkan Teknolojisi Co., Ltd.
SU-8 3025MicroChem, Westborough, MA,
SU-8 3075MicroChem, Westborough, MA, Amerika Birleşik Devletleri
PDMS cipsleri için Heal Force polidimetilsiloksan ABD

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Michael, S., et al. A robotic platform for quantitative high-throughput screening. Assay and Drug Development Technologies. 6 (5), 637-657 (2008).
  2. Kim, S. J., Lai, D., Park, J. Y., Yokokawa, R., Takayama, S. Microfluidic ....

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 DeviceHigh Throughput CultureDynamic Environmental ConditionsNeural Stem CellsPeristaltic PumpsSequential Signal InputsCell DifferentiationPDMS MicrofabricationInverted MicroscopyCell Microenvironment

Related Articles