Elektrofizyoloji için Mikroakiskan uygulama

Benim adım Dave Edington. Chicago'daki Illinois Üniversitesi Biyomühendislik Bölümü'nde yardımcı doçentim. Ve öncelikli olarak üzerinde çalıştığımız alan, özellikle mikroakışkan cihazlar kullanarak, mikro teknolojileri biyomedikal uygulamalara uygulamaktır.

Ve bugün size projelerimizden birini göstereceğiz, bu proje, bir beyin diliminin uzaysal zamansal uyarımını sağlamak için standart bir beyin dilimi perfüzyon odasına uyum sağlayan bir mikroakışkan cihaz kullanmayı içeriyor. Bu nedenle şu anda elektrofizyoloji dilimi hazırlıklarında, nörotransmiterlerin bir dilime ana uygulamaları ya küresel olarak tüm beyin dilimi boyunca yapılmaktadır. Tüm beyin dilimini bir kerede uyarıyoruz veya farklı zaman noktalarında nörotransmiterleri şişirmek için bir mikro pipet kullanıyoruz.

Beyin dilimi çok karmaşık bir yapıdır ve küresel olarak nörotransmiterler uygularken veya bir mikro pipet kullanırken, in vivo stimülasyon modellerini yeniden üretemezsiniz. Platformumuzla, beyin ek yeri boyunca çok spesifik bölgelere stimülasyonu kontrol edebiliyor ve daha fazla in vivo benzer bir Stimülasyon elde edebiliyoruz. Bu nedenle, mevcut perfüzyon sistemleri, standart bir kapak camı kızağı ile kenetlendikleri yerde burada gösterilmektedir.

Ve bunlar, medyanın tüm dilim boyunca perfüze edilmesine izin verir. Bununla birlikte, uyarıcı cihazınızın sahip olduğu nörotransmiterin çözünürlüğünü uzamsal olarak kontrol edemezsiniz. Bu yüzden bu standart bolluk odasına kenetlenen bir mikro flic cihaz geliştirdik.

Böylece tüm standart elektrofizyoloji tahlilleri kullanılabilir. Ve tek farklı özellik, cam kapaklı bir cam alt yerine, bu, mikroakışkan kanallara bağlanan birkaç açık deliği olan A-P-D-M-S cihazından oluşur, bu üst füzyon odasındaki açıklıklara bağlanır ve daha sonra bu deliklerden nörotransmiterleri uyarabiliriz, kanallardan, yollardan dışarı ve beyin dilimine girebiliriz. Ve sıvıları iletmek için pasif pompalama adı verilen bir teknik kullanıyoruz.

Bu yüzden bu cihazdan çıkmak için herhangi bir karmaşık boruya ihtiyacımız yok çünkü elektrofizyoloji zaten çok karmaşık bir prosedür. Ve cihaz tasarımını basitleştirerek ve pasif pompalamayı kullanarak, bu mikroakışkan cihazın uygulanmasının deneysel protokolünü basitleştiriyoruz. Cihazın yapısı iki katmanlı bir mikroakışkan ağdır.

İlk katman, çıkış portlarına bağlanan yönlendirme kanallarıdır ve ikinci katman, bu kanalları kuyuya bağlayan deliklerden oluşur. Dolayısıyla bu üretim, bu yolların doğrudan bu dört kanalın merkezine yerleştirildiğinden emin olmak için bazı hizalama işaretlerine sahip olduğumuz standart iki katmanlı U mikrofabrikasyon adımları kullanılarak yapılır. Bu nedenle, bu cihaz standart füzyon odası ile kenetlenecek şekilde tasarlanmıştır, böylece aynı elektrofizyoloji tahlillerinin tümü kullanılabilir.

Yani bunu elektrofizyoloji teçhizatına koyabiliriz, hedefimizin içine girmesini sağlayabiliriz, mikroakışkan kanallarımız aracılığıyla yerel stimülasyon sağlayabiliriz ve deney düzeneğini ihtiyaç duyduğundan daha fazla gereksiz yere karmaşıklaştırmayız. Dolayısıyla cihaz tasarımını olabildiğince basit tutarak bu platformu çok daha kolay yaygınlaştırabiliriz. Yani şu anki yapımız, mikro akışkan kanallarımızın ortasında bu dört V'ye sahibiz, ancak bunlar, beynin hangi bölgesini incelediklerine bağlı olarak farklı laboratuvar ihtiyaçlarına göre uyarlanabilir.

Yani bir bölge hipokampusu, diğeri ise dış korteksi inceleyebilir. Ve bu mikroakışkan cihazı nasıl tasarladığımıza bağlı olarak bu bölgeleri uyarabiliriz. Cihazın çalışması için harici bir bileşen gerektirmediğinden, pasif pompalama tekniğini kullanarak bu açıklıklara pipetlemek için tek ihtiyacınız olan bir mikro pipetleyicidir.

Bu alt alt tabakanın ötesinde, standart elektrofizyoloji laboratuvarının bu cihazı kullanmak için edinmesi gereken ekstra bir ekipman yoktur. Projenin bu noktasına kadar, mikroakışkan kanalların standart bolluk odalarına kenetlenmesine odaklandık. Ve şimdi projenin bir sonraki kısmı, bu dilim preparatlarını kullanarak gerçek hipoteze dayalı araştırmalar üzerinde bu cihazı test etmektir.

Ve böylece floresan boya kullanarak, bu floresan analogları kanallara enjekte ederek farklı bölgeleri mekansal olarak uyarabileceğimizi gösterdik. Ve bir sonraki adım gerçek biyolojik deneyleri yapmak. Yani mikroakışkanlar alanı bir geçiş noktasına geliyor.

Yeni konsept kanıtı gösterilerinin ötesine geçiyoruz ve bu cihazları daha önce yapılması imkansız olan yeni ve heyecan verici şeyleri keşfetmek için gerçekten kullanıyoruz. Bu nedenle alan, hızlı difüzyon, laminer akış ve büyük hizmet gibi mikro ölçekte mevcut olan prensipleri kullandığımız tekniklerden hacim oranlarına ve süreç entegrasyonuna geçiyor. Ve şimdi bunları kullanacağız ve laboratuvarda ve klinikte karşılanmamış ihtiyaçları çözmek için uygulayacağız.