Name: Hastalık Teşhis için Taşınabilir Görüntüleme ve Analiz ile birleştiğinde Manyetik Levitasyonunun (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-02-19T15:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 42 s
Description: Keşfedin manyetik levitasyon tekniği ile hücre yoğunluğu analizini taşınabilir görüntüleme cihazları kullanarak. Bu yöntem orak hücreli anemi teşhisi ve kan hücrelerinin ayrıştırılması için minimal ekipman gerektirir.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Yazarlar, orak hücreli hasta örnekleri sağladıkları için Boston Çocuk Hastanesi/Dana-Farber Kanser Enstitüsü'nden Dr. Matthew Heeney'e ve Yale-New Haven Hastanesi'nden Dr. Farzana Pashankar'a teşekkür eder. Yazarlar, bu örneklerin test edilmesindeki ve verilerin derlenmesindeki yardımları için Chu H. Yu ve Ashwini Joshi'ye teşekkür eder.
ST, bu araştırmanın finansal desteği için Amerikan Kalp Derneği Bilim İnsanı Geliştirme Hibesi'ne (15SDG25080056) ve Connecticut Üniversitesi Araştırma Mükemmeliyet Programı ödülüne teşekkür eder. SK, bu materyalin Ulusal Bilim Vakfı Lisansüstü Araştırma Bursu (DGE-1247393) tarafından desteklenen çalışmalara dayandığını kabul eder.

Etik Açıklama: İnsan kan örnekleri içeren tüm işlemler, kurumsal düzenlemelere göre yapılmıştır. Tüm protokoller gözden ve Kurumsal Değerlendirme Kurulu tarafından onaylanmıştır. Bir bilgilendirilmiş onam tüm katılımcılar tarafından verildi. Orak Hücre Hastalığı Tanı 5 1. Numune Hazırlama, 8 <ol><li> Hank Dengeli Tuz Çözeltisi (HBSS) içinde gadobutrol bir 50 mM çözelti hazırlayın. </li><li> gadolinyum çözelti içinde 10 mM sodyum metabisülfit çözeltisi ile çözülmüştür. NOT: Sodyum metabisülfit Solunduğunda toksik ve güçlü deri ve doku tahriş ediyor. Su ile karıştırılmış bir korozif asittir. Yüksek sıcaklığa ısıtıldığında sülfür ve sodyum toksik oksit gazları yayarlar ayrışabilir. </li><li> Parmak çubuğu veya Venipunktür ya vasıtasıyla kan örneği almak. <ol><li> Temiz, tek kullanımlık neşter ile bir delme cihazı kullanarak kan çizin. Apkat deldi sitede yakın basınç ve üç ya da dört kez pipet kullanarak kan toplama önce oluşmuş kan damlacık silin; bakmak değil, bu doku sıvısıyla numunenin kirlenmesine neden olacak gibi, doku sıkarak &quot;süt&quot; parmak için. </li><li> Alternatif olarak, standart vene girme prosedürleri 14 kullanılarak kan çizin. NOT: Numuneler bir kaç saatten fazla depolanacak ise, EDTA gibi bir antikoagülan olan bir vacutainer içine kan toplamak. </li></ol></li><li> gadolinyum sodyum metabisülfit çözeltisi 100 ul kan az 1 uL ekleyin. </li></ol> WBC Sitometri 7 2. Numune Hazırlama <ol><li> bölüm 1 deki gibi, Parmak çubuğu veya Venipunktür ya vasıtasıyla kan örneği almak. </li><li> İsteğe bağlı: Bir RBC parçalama tamponu ile Lyse RBCs. Pipet 5 RBC parçalama tamponu 500 uL kanın uL ve 3 için oda sıcaklığında inkübe - 5 dak. NOT:Bu lökosit izole bir nüfus kaldırma aralığını doğrulamak için yapılabilir. Burada sunulan sonuçlar, eritrositler lökositlerden daha belirgin bir alt konumda havaya göstermektedir Ancak, bu adımı gerçekleştirmek için gerekli değildir. </li><li> HBSS 25 mM Gd 1000: tam kan 1 seyreltin Not: 1 lize Örnek: 250 mM Gd 25 mM Gd içeren bir örnek elde etmek için, hücre liziz uygulandı eğer lize örnek 9 seyreltin. </li></ol> Manyetik Levitasyonunun Platformu 4, 5, 6, 7, 8 Kullanılması Örneklerin 3. Analiz <ol><li> Manyetik kaldırma cihazı başlatın: <ol><li> kendi kendine yeten bir cihaz için, cihazın fişi o kadar güç sağlayacak ve düz bir yüzey üzerine yerleştirin. </li><li> Akıllı telefon uyumlu sürümü için, akıllı telefon uygulamasını başlatmak ve görüntü girmek için sola kaydırındüz bir yüzeyde çekim modu, ve yer. </li></ol></li><li> Statik manyetik havalanma için: <ol><li> çözeltisi içine sonuna daldırma ve kılcal eylem yoluyla kılcal doldurmak için örnek vererek bir kare cam microcapillary tüpüne hazırlanmış örnek yükleyin. </li><li> Yavaş yavaş bir ucunu malzemenin içine kılcal iterek bir tüp dolgu ile sonuna mühür. </li><li> Tüp sadece 1 cm görünür kalır ve böylece manyetik kaldırma cihazının mıknatıslar arasındaki kılcal yerleştirin (bir örnek numune hazırlama için Şekil 3 bakınız). Not: Bu adım akıllı telefon uyumlu ve kendi kendine yeten cihazın her ikisi için de aynı kalır. </li><li> Cihazı veya kılcal bozmadan 10 dakika bekleyin. </li></ol></li><li> Akış destekli manyetik havalanma için: <ol><li> Numune tüpüne örnek yükleyin. </li><li> Numune kabı ve mi arasındaki giriş hortumunu bağlayıncrocapillary ve mikro-kılcal ve atık kabı arasında çıkış hortumunu bağlayın. </li><li> LED yoğunluğu ve akış parametreleri ayarlayın. </li></ol></li><li> Daha sonra (kendi kendine yeten cihaz ve akıllı telefon uygulamasında ekranın alt kısmındaki kamera düğmesi düğmesini 3) bir görüntü yakalamak için yakalama düğmesine basın, hücreler görüş alanında görünür olduğundan emin olun. NOT: USB görüntüleri saklamak için kullanılırsa, &quot;görüntüler&quot; adında bir klasör oluşturun ve önceki cihaza açmadan USB takın. hiçbir sürücü varsa, cihaz dahili bellekteki görüntüleri depolamak ve daha sonra transfer olacak. NOT: Bazı görüntüler yakalanır ve görüntü yakalama arasındaki ½ cm hakkında içinde veya dışında kılcal hareket ettirerek anomalilerin riskini azaltmak için analiz edilebilir. NOT: (algılanır ve kullanıcı arayüzünde belirtildiği gibi) görüş alanı içinde hücre sayısı çok yüksek veya çok düşük ise, cihazın içinde veya dışında kılcal kaydırmaya veya başka bir sa hazırlamakmple. </li><li> örnek çıkarın ve kurumsal veya yerel yönetmeliklere göre örnek atın. Kılcal damarların keskin olarak bertaraf edilmelidir. </li></ol><img alt="Şekil 3," src="/files/ftp_upload/55012/55012fig3.jpg" /> Şekil 3: Hazırlık ve Kullanıcı Arabirimi Örnek. (A) örnek hazırlama yöntemi, öznenin parmak neşter kan damlası oluşturularak, örnek test çözeltisine bir kan damlası aktarılması, örnek çalkalanması ve kılcal hareket aracılığı ile bir kılcal boru içine yüklenmesi ve bir manyetik kaldırma içine örnek yerleştirilmesini içerir cihaz. (B) Bu numune hazırlama adımları da numune hazırlama rehberlik cihazın ekranında görüntülenir. (C) Cihaz dört düğme içerir: düzgün ayar düğmesini kullanarak odağı ayarlamak amacıyla numune görüntü içine yakınlaştırmak için bir düğme; Bir düğme tek m elde etmek içineasurement (bir 5 s gecikme örneği eklemek için kullanıcı için zaman tanımak için uygulanmaktadır); time-lapse ölçümü (6 görüntü 5 s aralıklarla alınır); ve bir düğme kullanımdan sonra cihazı kapatmak için. Yenilmez gelen izni ile, çoğaltılamaz, vd. 8 <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55012/55012fig3large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> 4. Görüntü Analizi 4, 5, 6, 7, 8 <ol><li> Uygun numune (hücre dağılımı veya hücre tipi ayırma) için cihaz üzerinde bulunan görüntü analiz yazılımı çalıştırın. NOT: kendi kendine yeten cihaz için, analiz otomatik olarak gerçekleştirilir ve grafik kullanıcı arayüzü görüntülenir. Akıllı telefon uyumlu cihaz için, analiz yapmak, galeri a gidinistediğiniz video dosyasını seçin nd analiz edilecek. </li><li> Gözlemlemek ve analiz çıktısı ekranda görüntülenen kaydedin. NOT: (örneğin orak hücre hastalığı teşhisi gibi) hücre dağılımı analizi için, çıkış hücresi nüfusun hapsi genişliği olacaktır. NOT: (örneğin WBC kimlik gibi) hücre tipi ayrılması için, çıkış tespit WBC nüfusa sahip bir görüntü olacaktır. mikrolitre başına hücre sayısını hesaplamak için, 2,000 faktörü ile görüntü başına lökosit ortalama sayısını çarpın. 5 lökosit gözlenmiştir Örneğin, bu / ml 10.000 lökosit işaret eder. / UL 11,000 lökosit - normal aralık genellikle 3500 olarak kabul edilir. </li><li> veya ½ cm hakkında cihazın dışına numune tüpü hareketli ve yukarıda anlatıldığı gibi analiz edilecek başka bir görüntü yakalama analizler tekrarlayın. NOT: analizi 5 tekrarlamak için tavsiye edilir - hatalarını önlemek için numune başına 6 kez. </li></ol>

<ol><li>Tasoglu, S., Khoory, J., Tekin, H., Thomas, C., Karnoub, A., Ghiran, I., Demirci, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Levitational+Image+Cytometry+with+Temporal+Resolution%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Materials%22%5BJournal%5D)">Levitational Image Cytometry with Temporal Resolution.</a> Advanced Materials. 27 (26), 3901-3908 (2015).</li>
<li>Tasoglu, S., Yu, C. H., Liadudanskaya, V., Guven, S., Migliaresi, C., Demirci, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetic+Levitational+Assembly+for+Living+Material+Fabrication%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Healthcare+Materials%22%5BJournal%5D)">Magnetic Levitational Assembly for Living Material Fabrication.</a> Advanced Healthcare Materials. 4 (10), 1469-1476 (2015).</li>
<li>Tasoglu, S., Yu, C. H., Gungordu, H. I., Guven, S., Vural, T., Demirci, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Guided+and+magnetic+self-assembly+of+magnetoceptive+gels%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Communications%22%5BJournal%5D)">Guided and magnetic self-assembly of magnetoceptive gels.</a> Nature Communications. 5, 4702(2014).</li>
<li>Amin, R., Knowlton, S., Yenilmez, B., Hart, A., Joshi, A., Tasoglu, S. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2016/ra/c6ra19483d#!divAbstract">Smart-phone Attachable, Flow-Assisted Magnetic Focusing Device.</a> RSC Advances. 6, 93922-93931 (2016).</li>
<li>Knowlton, S. M., Sencan, I., Aytar, Y., Khoory, J., Heeney, M. M., Ghiran, I. C., Tasoglu, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sickle+Cell+Detection+Using+a+Smartphone%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Rep%22%5BJournal%5D)">Sickle Cell Detection Using a Smartphone.</a> Sci Rep. 5, 15022(2015).</li>
<li>Knowlton, S., Yu, C. H., Jain, N., Ghiran, I. C., Tasoglu, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Smart-Phone+Based+Magnetic+Levitation+for+Measuring+Densities%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Smart-Phone Based Magnetic Levitation for Measuring Densities.</a> PLoS One. 10 (8), e0134400(2015).</li>
<li>Yenilmez, B., Knowlton, S., Tasoglu, S. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/admt.201600144/full">Self-Contained Handheld Magnetic Platform for Point of Care Cytometry in Biological Samples .</a> Advanced Materials Technologies. 1, 1600144(2016).</li>
<li>Yenilmez, B., Knowlton, S., Yu, C. H., Heeney, M., Tasoglu, S. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/admt.201600100/abstract">Label-Free Sickle Cell Disease Diagnosis Using a Low-Cost, Handheld Platform.</a> Adv Mat Tech. 1 (5), 1600100(2016).</li>
<li>Bender, M. A., Douthitt Seibel, G., et al. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBender%2C+MA+%22GeneReviews%22">GeneReviews</a>. Pagon, R. A. , University of Washington. Seattle, Seattle, WA. (1993).</li>
<li>Kaul, D. K., Fabry, M. E., Windisch, P., Baez, S., Nagel, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Erythrocytes+in+sickle+cell+anemia+are+heterogeneous+in+their+rheological+and+hemodynamic+characteristics%5BTitle%5D)+AND+%22J+Clin+Invest%22%5BJournal%5D)">Erythrocytes in sickle cell anemia are heterogeneous in their rheological and hemodynamic characteristics.</a> J Clin Invest. 72 (1), 22-31 (1983).</li>
<li>Joiner, C. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gardos+pathway+to+sickle+cell+therapies%3F%5BTitle%5D)+AND+%22Blood%22%5BJournal%5D)">Gardos pathway to sickle cell therapies?</a> Blood. 111 (8), 3918-3919 (2008).</li>
<li>Finch, J. T., Perutz, M. F., Bertles, J. F., Döbler, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Structure+of+Sickled+Erythrocytes+and+of+Sickle-Cell+Hemoglobin+Fibers%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci%22%5BJournal%5D)">Structure of Sickled Erythrocytes and of Sickle-Cell Hemoglobin Fibers.</a> Proc Natl Acad Sci. 70 (3), 718-722 (1973).</li>
<li>Lew, V. L., Etzion, Z., Bookchin, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dehydration+response+of+sickle+cells+to+sickling-induced+Ca%28%2B%2B%29+permeabilization%5BTitle%5D)+AND+%22Blood%22%5BJournal%5D)">Dehydration response of sickle cells to sickling-induced Ca(++) permeabilization.</a> Blood. 99 (7), 2578-2585 (2002).</li>
<li>Ernst, D. J. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aErnst%2C+DJ+%22NCCLS+Procedures+for+the+Collection+of+Diagnostic+Blood+Specimens+by+Venipuncture%3A+Approved+Standard-Sixth+Addition%22">NCCLS Procedures for the Collection of Diagnostic Blood Specimens by Venipuncture: Approved Standard-Sixth Addition</a>. 27 (26), (2007).</li>
</ol>

Yazarlar Stephanie Knowlton ve Savaş Taşoğlu, bakım noktası teşhis çözümleri için burada açıklanan manyetik kaldırma platformunu ticarileştirmek için çalışan bir girişim olan mBiotics'in kurucularıdır ve bu girişimde hisse senedine sahiptirler. Burada açıklanan teknolojiyle ilgili olarak UCONN Dava No. 16-027 ile "Yoğunluğa Dayalı Ayırma, Tanımlama ve Ölçüm için Yerleşik Optik Görüntüleme ve Görüntü Analizi ile Manyetik Kaldırma" başlıklı geçici bir patent dosyalanmıştır.

Protokol çerçevesinde kritik adımlar Bu süreçte kritik faktörler mıknatıslar düzgün hizalama içerir. mıknatıslar yerinden hale veya cihaz içinde normalden daha fazla ayrılmış, bu sonuçları etkileyebilir. İşlemin bu hata veya diğer kontrol etmek için, bir yoğunluk kontrol edilen bir parçacık, örneğin polistiren mikro-küreler olarak, zaman içinde değişim kontrol etmek için periyodik olarak kullanılabilir. Dahası, kaldırma zamanı hücreleri dengeye ulaşması için izin vermek önemlidir. kırmızı kan hücreleri için, 10 d...

Burada, bir teknoloji platformu ve hastalık için bir gösterge olarak hastanın hücrelerinin yoğunluğu dağılımını analiz için otomatik görüntüleme ve analiz ile birleştiğinde manyetik kaldırma kullanan bir teknik sunuyoruz. yoğunluk tabanlı sitometri analizi için bu çok yönlü yaklaşım sonuçta hastalık teşhis bir dizi uygulanabilir. Ancak, sırayla nokta-bakım testi ile uyumlu olacak şekilde ve gelişmekte olan ülkelerde kullanmak, teknik düşük maliyet, taşınabilirlik ve kullanılabilirlik şartını yerine getirmelidir. Cihaz ve sarf malzemeleri kolayca düşük maliyetle elde edilmelidir. numune hazırlama, basit olmalı, analiz kullanıcı girişi veya yorumlanması için asgari gereksinimleri ile otomatik olmalıdır ve sonuçları hızlı bir şekilde iade edilmelidir. Bundan başka, cihaz klinik hem de gelişmekte olan ülkelerde yararlı olduğu kompakt ve taşınabilir olmalıdır. Böylece, nokta-bakım uyumlu technol manyetik olarak kaldırılmasının kullanmak için bir cihaz ve metod geliştirdikbağlantı otomatik görüntüleme ve görüntü analizi ile ogy hastanın hücrelerinin bir nüfus yoğunluğu dağılımı ile ilgili sonuçları döndürmek için. Nokta-bakım teknolojileri mevcut klinik laboratuvar test prosedürleri üzerinde kayda değer bir avantaj sunuyoruz. mevcut teknoloji bir klinisyen tarafından sahip olunan çok pahalı ya da sağlık personeli tarafından yürütülecek çok karmaşık. Bu işlemlerin çoğu eğitimli bir teknisyen tarafından yapılmalıdır emek-yoğun protokolleri gerektirir. Bu nedenlerle, bu tür kan veya idrar gibi hasta numuneleri genellikle testin sonuçlarını almak için doktor birkaç gün sürebilir klinik test için bir uzaktan, merkezi test laboratuarı, transfer doktorun ofisinde toplanır. Bu (sigorta ödeyenler üzerinde bir mali yük neden) Bu test çok pahalı ve verimsiz hale getirir, bazı durumlarda tedavi sırasında gecikmelere veya komplikasyonlara neden, ve daha fazla sayıda kılardüşük kaynak ayarları ve gelişmekte olan ülkelerde erişilemez teşhis. Burada, gömülü görüntüleme ve işleme (Şekil 1) ve akıllı telefon-uyumlu bir cihaza (Şekil 2) ile bir cihaz hem de otomatik görüntüleme ve analiz ile birleştiğinde bir manyetik kaldırma tekniği sunuyoruz. Bu manyetik kaldırma tabanlı aygıtlar potansiyele sahip bir geniş uygulanabilir platform teknolojisi farklı tıbbi teşhis uygulamaları bir dizi uygulanacak temsil etmektedir. Manyetik kuvvet ve kaldırma kuvveti, 1, 2, 3: iki kuvvet arasında bir denge göre bir manyetik kaldırma yaklaşımı çalışır. bir tanecik, bir paramanyetik bir ortam içinde süspansiyon haline getirilmiş ve iki Magn arasındaki merkez hattına doğru yönde parçacık bir manyetik kuvvet etki, birbirine bakan kutbu olan iki mıknatıs tarafından üretilen manyetik alana yerleştirildiğinde<html> ets. kaldırma kuvveti süspansiyon ortamı ile karşılaştırıldığında partikül bağıl yoğunluk neden olur ve, çevreleyen ortamda daha yoğun parçacıklar halinde az orta daha yoğun ve aşağı doğru parçacık halinde yukarı doğru olan almaktadır. Bu iki gücün dayanarak, parçacıklar bu iki kuvvetleri dengeleyen alanında bir denge kaldırma pozisyonu ulaşacak; Bu pozisyon, doğrudan daha az yoğun parçacıklar daha alanında düşük levitating yoğun parçacıklar parçacık yoğunluğu ile ilgilidir. Bir görüntüleme modülü ya yerleşik bir akıllı telefon makinesi 4, 5, 6 ya da büyütme merceğinin 7, 8 ile donatılmış bağımsız optik bileşenlerin, parçacık pozisyonları görselleştirmek için kullanılmaktadır. Görüntü işleme, ya bir akıllı telefon uygulaması ile 4, 5,= &quot;xref&quot;&gt; 6 veya dahili bir veri işleme ünitesi 7, 8, daha sonra, bu nedenle, nüfus yoğunluğu dağılımı dağılımını ölçmek ve çekilen görüntülerin işler. Bu mililitre başına ilgi sadece birkaç partiküllerle gibi daha büyük bir numune (analiz etmek için, akışı, parçacıklar olarak kaldırılan doğrudan cihazın içine entegre edilmiş ve görüntüleme bölgesi boyunca (Şekil 2) geçerken analiz edilebilir. <img alt="Şekil 1" src="/files/ftp_upload/55012/55012fig1.jpg" /> Şekil 1: Kendi kendine yeten Manyetik Levitasyonunun Platformu. (A) bir görüntü ekranı olan bir manyetik odaklama modülü, görüntüleme bileşenleri (bir ışık yayan diyot (LED), bir optik mercek ve bir kamera detektörü) ve bir işlem ünitesi içeren kompakt bir manyetik kaldırma cihazı. (B) cro Manyetik alan şiddetiNumune eklenir mıknatıslar arasındaki alanın ss bölüm. alan gücü mıknatıslar yüzeyinde büyük olan ve aralarında merkez de sıfırdır. (C) Parçacıklar, örneğin hücreler gibi, manyetik alan deneyimi çeşitli kuvvetler içinde: manyetikler arasında merkez doğru manyetik kuvvet (F m), büyüklüğü ile parçacığın pozisyonuna göre değişen; süspanse edici ortam o göreceli parçacık yoğunluğuna bağlıdır yerçekimi kuvveti (F g &#39;) ve partikül hareketi direnen bir sürtünme kuvveti (F d). Yenilmez gelen izni ile, çoğaltılamaz, vd. 8 <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55012/55012fig1large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <img alt="şekil 2" src="/files/ftp_upload/55012/55012fig2.jpg" /> incirure 2: Smartphone uyumlu Akış destekli Manyetik Levitasyonunun Platformu. (A - c) Ön (a) sırt, yan (b) ve (c) manyetik kaldırma cihazı (d) cihazın bileşenleri şunlardır görüşleri: 1) Manyetik kaldırma modülü, sürekli mıknatıslar, bir büyüteç dahil, ve LED ve ışık difüzörü, bir mikrodenetleyici, pompa sürücü ve Bluetooth alıcısı da dahil olmak üzere 2) akıllı telefon kılıfı, 3) elektronik, 4) mikro pompa tutucu, 5) ayarlanabilir delik, 6) atık tüp tutucu, 7) pil tutucu, 8 ) örnek tutucu, 9) çift amaçlı standı ve kapak. (E) manyetik alan sayesinde numunenin pompalama gösteren şematik akış. (F) alan üzerinden pompalanan farklı yoğunluktaki parçacıklar hale nasıl gösteren manyetik kaldırma modülü, kesiti; daha az gibi Parçacık 1, olarak yoğun parçacıklar, daha yüksek bir kaldırma yüksekliği t dengelenmesi olacakBöyle Parçacık 2. olarak han yoğun parçacıklar, vd Amin, gelen izni ile, çoğaltılmıştır. 1 <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55012/55012fig2large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> Bu sistemde yoğunluk dağılım analizi için herhangi bir numunenin kullanılması için asgari gereksinimler hücreleri ya da yaklaşık olarak 5 um&#39;den daha büyük ve yaklaşık 250 um (görüntüleme ve görüntü işleme için) boyutu daha düşük parçacıklar ve onun uyumluluğu bir süspansiyonunu elde etmek için yeteneği, burada kullanılan gadobutrol gibi para-manyetik bir solüsyon çözelti içinde karıştırılması. Hastalık teşhis için uyumlu uygulamalar, sağlıklı kontrollere göre bir hastalık taşırken doğal değiştirilmiş bir yoğunluğa sahip olan (I) &#39;in ilgili hücreler olanlar, (ii) bir yoğunluğa değişikliği bir reaktif ya da eklenmesi ile hücre içinde indüklenebilir içerir kısa bir alternatif tedavicubation süresi, ya da (iii) Farklı hücre tipleri tek bir numunede bulunan tanımlanmış ve doğal (ya da tedavi ile) olan benzersiz özelliklerinden yoğunluklarına sahiptir. Orak hücre hastalığı aralıklı vazo-tıkayıcı olaylar ve kronik hemolitik anemi 9 neden olabilir bir kişinin kırmızı kan hücrelerinin (RBC) üretilecek olan hemoglobin, HbS, mutasyona uğramış bir biçimini, neden bir genetik bozukluktur. Bu hemoglobin izoelektrik son derece hassas ama onlar nokta-bakım ayarları ile uyumsuz olduğundan klinik test laboratuarı yapılmalıdır, Yüksek Performanslı Sıvı Kromatografisi (HPLC) fraksiyon ya da hemoglobin elektroforezi odaklama kullanılarak teşhis edilir. Orak hücre hastalığı için Çözünürlük ve kağıt bazlı testler önerilmiştir, ancak genellikle sübjektif kullanıcı yorumuna ve doğrulayıcı testler gerektirir edilmiştir. Burada, RB daha yüksek bir yoğunluğa ulaşmak, hangi orak eritrositlerde tanımlamak için bir yoğunluk tabanlı bir yaklaşım kullanırOrak hücre hastalığı olmayan insanlardan Cs. Mekanizma, deoksijene koşulları 10, 11, 12, 13 yaşın altındaki orak hücreli anemi eritrositlerde RBC su kaybına yol açar hemoglobin, HbS mutasyona uğramış formu polimerizasyonunu içerir. Beyaz kan hücreleri (lökosit) ve eritrosit 7: Bu yoğunluğa dayalı yaklaşım yoğunluğu temelinde farklı türde hücrelerin ayrılması için uygulanabilir. Lökosit genel yapısına enfeksiyonları mücadele sorumludur. WBC sitometri kanda bu hücrelerin sayısını ölçmek için kullanılan ve yararlı bir tanı aracı olarak hizmet vermektedir edilebilir. WBC enfeksiyonu, bağışıklık sistemi bozuklukları, ya da lösemi gösterebilir (genellikle mcL başına daha fazla 11.000 hücreleri kabul edilir) normalden yüksek sayar. WBC normal altındaki hesaplar (uL başına 3.500 hücre), otoimmün bozukluklar veya iklimlendirme kaynaklanabiliriyonları zarar veren kemik iliği. alternatif teknolojilerin aksine, burada sunulan işlem lökosit belirlenmesi amacıyla eritrositlerde veya lekeler parçalanması dayanmaz. WBC popülasyon yoğunluğu yoğunluk gradyan santrifüj 2, 3 ile daha önceden hesaplanan RBC nüfustan daha düşük olduğu rapor edilmiştir gibi bu hücre bazlı deney, ayırma işlemi için iki hücre türünün tek doğal yoğunlukları yararlanır. 1 dakikadan daha az gerektiren, 15 dakika ve otomatik görüntüleme ve analiz - uzak konumlarda değiştirici test ile karşılaştırıldığında, bu test, basit numune hazırlama (Şekil 3), 10 içindeki cihazda hücrelerinin ayrılması ile hızlıdır. Bu sayede, cihaz daha iyi, tıbbi kararlarını bildirmek tedavi fiziksel ve psikolojik acı hafifletmek için hemen tatbik izin ve komplikasyonlar derneğimizi riskini azaltmak için hızla sonuçları dönebilirsiniztıbbi bakım bir gecikme ile bir-. Bu teknik sayesinde minimum kullanıcı girişi veya yorumlanması ile bir sonuç döndürür basit örnek hazırlama ve otomatik görüntüleme ve analiz için yerinde klinik ortamlarda ya yapılabilir. Çünkü kalıcı numune analizi için mıknatıslar ve bir akıllı telefon veya görüntüleme ve görüntü işleme için basit elektrikli bileşenlerin ya kullanımını kullanarak basit bir yaklaşım kullanımı, cihaz yanı sıra her test maliyetleri bazı gelişmiş test prosedürleri ile karşılaştırıldığında çok az.

<table><tbody><tr><td>Gadavist (Bayer)</td><td>Jefferson Medical and Imaging</td><td>2068062</td><td>Gadavist, bir gadolinyum şelatı olan 1M gadobutrol içerir. 15 / ca ile 2 ml şişe satın aldık.</td></tr><tr><td>Kare cam mikrokılcal tüpler</td><td>Vitrocom</td><td>8270</td><td>50 mm uzunluk yeterlidir</td></tr><tr><td>Sodyum metabisülfit</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S9000</td><td>Kimyasal formül: Na2S2O5</td></tr><tr><td>Leica Microsystems Critoseal tüp sızdırmazlık maddesi</td><td>Fisher Scientific</td><td>02-676-20</td><td></td></tr><tr><td>Hank'in Dengeli Tuz Çözeltisi</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>H9269&nbsp; SIGMA</td><td></td></tr><tr><td>Tripsin-EDTA</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>T4049</td><td>Veya kullanılan hücre tipi için önerilen başka bir reaktif</td></tr><tr><td>MICROLET 2 Ayarlanabilir Delme Cihazı</td><td>Walgreens</td><td>246567</td><td>Biyogüvenlik protokollerine göre kullanıldığında herhangi bir delme cihazı kabul edilebilir Microlet</td></tr><tr><td>Lancets</td><td>Walgreens</td><td>667474</td><td>Tek kullanımlık olmalı ve tekrar kullanılmamalıdır</td></tr><tr><td>Hausser Parlak Çizgi Fazlı Hemasitometre</td><td>Fisher Scientific</td><td>02-671-6</td><td>Veya hücre sayımı için tercih edilen herhangi bir yöntem</td></tr><tr><td>ACK Lysing Buffer</td><td>ThermoFisher</td><td>A1049201&nbsp;</td><td></td></tr></tbody></table>

hastalık teşhis için taşınabilir görüntüleme ve analiz ile birleştiğinde manyetik levitasyonunun

Magnetic Levitation Coupled with Portable Imaging and Analysis for Disease Diagnostics

Şu anda, birçok klinik tanı prosedürü karmaşık, maliyetli, verimsiz ve dünyadaki büyük bir popülasyon için erişilemez. Özel ekipman ve eğitimli personel gereksinimleri, birçok tanı testinin uzaktan, merkezi klinik laboratuvarlarda yapılmasını gerektirir. Manyetik levitasyon basit ama güçlü bir tekniktir ve paramanyetik bir çözelti içinde süspanse edilen ve manyetik bir alana yerleştirilen hücrelere, manyetik bir kuvvet ile bir kaldırma kuvveti arasındaki denge ile belirlenen bir konumda uygulanabilir. Burada, yararlı bir tanı göstergesi olarak bir hastanın hücrelerinin yoğunluk dağılımını belirlemek için mikroskobik görüntüleme ve otomatik analize bağlı manyetik levitasyon kullanan, bakım noktası teşhisi için tasarlanmış çok yönlü bir platform teknolojisi sunuyoruz. Bu prensibe göre çalışan iki platform sunuyoruz: (i) yerleşik akıllı telefon kamerasının manyetik alandaki hücreleri görüntülemek için kullanıldığı ve bir akıllı telefon uygulamasının görüntüleri işlediği ve hücrelerin yoğunluk dağılımını ölçtüğü teknolojinin akıllı telefon uyumlu bir versiyonu ve (ii) görüntüleri yakalamak için bir kamera kartının kullanıldığı ve bağlı ince film transistörlü (TFT) ekranlı gömülü bir işlem biriminin sonuçları ölçtüğü ve görüntülediği bağımsız bir versiyon. Gösterilen uygulamalar şunları içerir: (i) orak hücre hastalığı teşhisine uygulanan sağlıklı bir fenotipe kıyasla bir hastalık fenotipine sahip bir hücre popülasyonunun değişen dağılımının ölçülmesi ve (ii) beyaz kan hücresi sitometrisi için beyaz kan hücrelerini kırmızı kan hücrelerinden ayırmak için uygulanan karakteristik yoğunluklarına göre farklı hücre tiplerinin ayrılması. Bu uygulamaların yanı sıra bu taşınabilir, kullanıcı dostu platform teknolojisi tarafından sağlanan temel yoğunluğa dayalı ölçümlerin gelecekteki uzantıları, bakım noktasında hastalık teşhis yeteneklerini önemli ölçüde artıracaktır.

orak hücre hastalığı tanısı için kullanılan bir tekniktir hücre yoğunluğu dağılımı analizi için, hedef hücre popülasyonunun dağılımının genişliği tespit etmektir. orak hücre hastalığı olmayan hastalardan alınan kan hücreleri öngörülebilir bir genişlik içinde sınırlı olacaktır. Orak hücre hastalığı olan hastalardan alınan hücreler hücre dağılımı bir düşüş eğikliği, daha geniş bir bölgesi boyunca dağıtılacak herhangi bir uygulama için (Şekil 4&#39;e bakınız), bir eşik, sağ...

Hem akıllı telefon uyumlu bir cihazda hem de gömülü görüntüleme ve işlemeye sahip bir cihazda otomatik görüntüleme ve analiz ile birleştirilmiş bir manyetik kaldırma tekniği sunuyoruz. Bu, kanıtlanmış iki biyomedikal uygulama ile hücrelerin yoğunluk dağılımını ölçmek için uygulanır: orak hücre hastalığı teşhisi ve beyaz ve kırmızı kan hücrelerinin ayrılması.

Hastalık Teşhis için Taşınabilir Görüntüleme ve Analiz ile birleştiğinde Manyetik Levitasyonunun

Currently, many clinical diagnostic procedures are complex, costly, inefficient, and inaccessible to a large population in the world. The requirements for ...

Bu işlemin genel amacı, bir hücre popülasyonunun değişen dağılımını ölçerek veya hücre tiplerini karakteristik yoğunluklarına göre ayırarak çeşitli tıbbi teşhis uygulamaları için yoğunluğa dayalı hücresel analiz yapmaktır. Bu yöntem, klinik ortamlarda veya gelişmekte olan ülkelerde önemli hücre yollarının tıbbi teşhisini gerçekleştirmek için biyomedikal mühendisliğinde önemli bir zorluğun çözülmesine yardımcı olabilir. Bu tekniğin temel avantajı, çok fazla ekipman veya hazırlık gerektirmemesi ve hemen hemen herkes tarafından yapılabilmesidir.Bu tekniğin etkileri orak hücre teşhisine kadar uzanır, çünkü bu cihaz orak hücrelerde düşük oksijen koşullarının neden olduğu artan yoğunluğu ve azalan levitasyon oranını ölçebilir. Bu yöntem, burada gösterildiği gibi tıbbi tanı testleri için yararlı olsa da, numuneyi değiştirerek ve yazılımı değiştirerek diğer yoğunluğa dayalı sitometrik testlere de uygulanabilir. İlk olarak, 50 milimolar gadobutrol çözeltisinden 10 mililitre ve Hanks dengeli tuz çözeltisi hazırlayın.Daha sonra gadolinyum çözeltisinde 10 milimolar bir konsantrasyon elde etmek için sodyum metabisülfit ekleyin. 100 mikrolitre gadolinyum sodyum metabisülfit stok çözeltisini bir mikrosantrifüj tüpüne yerleştirin. Standart damar delme teknikleriyle veya parmak çubuğuyla kan örneği alın.Parmak izi örneğini almak için, dokuyu sıkmadan delinmiş bölgenin yakınına baskı uygulayın. Delinmiş bölgeyi en az üç kez silin ve ardından kan örneğini bir mikropipetleyici ile toplayın. Orak hücre hastalığı teşhisi için numuneyi elde etmek için tüpte bir mikrolitreye kadar kan örneğini gadolinyum sodyum metabisülfit çözeltisi ile karıştırın.İlk olarak, hem 25 hem de 250 milimolar gadobutrol ve Hanks dengeli tuz çözeltisi çözeltileri hazırlayın. Ardından, daha önce açıklanan parmak izi veya damar delme tekniklerini kullanarak bir kan örneği alın. Beyaz kan hücresi sitometrisi için numuneyi elde etmek için kan örneğinin yaklaşık bir mikrolitresini 25 milimolar gadobutrol çözeltisi ile 1000 faktörü ile seyreltin.Tek başına beyaz kan hücrelerinin levitasyon aralığını belirlemek için ek bir numune hazırlamak için, 5 mikrolitre kan örneğini 500 mikrolitre kırmızı kan hücresi lizis tamponuna ekleyin. Karışımı oda sıcaklığında üç ila beş dakika inkübe edin. Daha sonra, 25 milimolar gadolinyum konsantrasyonuna sahip lizat numune çözeltisini elde etmek için bir kısım 250 milimolar gadolinyum çözeltisi ve dokuz kısım lizattan oluşan bir çözelti hazırlayın.Numune analizine başlamak için cihazı açın ve düz bir yüzeye yerleştirin. Numuneyi kare bir cam kılcal tüpe çizin. Tüpün yarısı dolduğunda, ucunu kılcal boru sızdırmazlık maddesi ile kapatın.Kılcal damarı cihazın manyetik kaldırma modülüne yerleştirin, böylece tüpün sadece bir santimetresi görünür kalır. Numunenin dengelenmesi için cihazda 10 dakika boyunca rahatsız edilmeden oturmasına izin verin. Ardından, ilgilenilen hücrelerin ekranda görünüp görünmediğini kontrol edin.Görüntüyü kaydetmek için tek ölçüm düğmesine basın. Ekranda otomatik olarak görüntülenen analiz sonuçlarını kaydedin. Cihaz ekranda çok fazla veya çok az hücre olduğunu gösteriyorsa, kılcal damarı cihazın içine veya dışına hafifçe hareket ettirin ve numuneyi 10 dakika daha dengeleyin.İlk görüntüyü kaydettikten sonra, kılcal damarı yaklaşık 0,5 santimetre içeri veya dışarı hareket ettirin. Numunenin dengelenmesine izin verin ve ardından analiz için başka bir görüntü elde edin. Hatalardan kaçınmak için örnekteki farklı konumlardan en az beş görüntüden veri alın.Görüntüleri cihaza veya bir USB sürücüsüne kaydedin. Bitirdikten sonra, s'yi cihazdan çıkarın ve uygun şekilde atın. İlk olarak, manyetik kaldırma cihazına bir akıllı telefon takın.Akıllı telefon kamerasının manyetik kaldırma modülü ile aynı hizada olduğundan emin olun. Akıllı telefonu düz bir yüzeydeki bir stand üzerinde dik olarak sabitleyin. Kılcal damarı kaldırma modülüne yerleştirin ve mikro pompa hortumunu her iki uca takın.Numune şişesini numune tutucusuna yerleştirin. Ardından, akıllı telefon uygulamasını başlatın. Mikro pompayı açın ve ilk ekranda akış hızı ve LED parlaklığı parametrelerini ayarlayın.Örnek düzgün bir şekilde akmaya başladığında, görüntü yakalama moduna girmek için sola kaydırın. En az beş farklı video edinin. Ardından, uygulamanın analiz bölümünde akış destekli analizi seçin ve analiz edilecek her dosyayı açın.Manyetik levitasyona maruz kaldığında, orak hücre hastalığı olmayan hastalardan alınan kan hücreleri öngörülebilir bir genişlikle sınırlıdır. Orak hücre hastalıkları olan hastalardan alınan hücreler, aşağı doğru eğilim gösteren daha geniş bir bölgeye dağılmıştır. Bu, hapsetme genişliklerinin analizine de yansır.Sağlıklı kontrol hücreleri dar bir bantta görünürken, orak hücreler toplam genişlikte çok daha fazla varyasyon ile daha geniş bir bantta görünür. Ayrık yoğunluk aralıklarına sahip bireysel hücre tipleri de bu yöntemle ayırt edilebilir ve en iyi ayırma düşük gadolinyum konsantrasyonlarında elde edilir. Burada, beyaz kan hücrelerinin levitasyon yüksekliği, analizden önce kırmızı kan hücrelerinin parçalandığı bir numuneden belirlendi.Bilinen bu levitasyon yüksekliği beyaz kan hücresi sayımı için kullanılmıştır. Bir ila 1000 oranında seyreltilmiş bir numunenin mikrolitre başına düşen beyaz kan hücresi sayısını hesaplamak için, görüntüde gözlemlenen hücre sayısı 2000 ile çarpılır. Bir kez ustalaştıktan sonra, bu teknik düzgün bir şekilde uygulanırsa sadece 10 dakika içinde yapılabilir.Bu prosedürü takiben, diğer araştırmacılar bu yaklaşımı bir dizi tıbbi durum için tıbbi tanı testleri geliştirmek için kullanabilirler.

magnetic-levitation-coupled-with-portable-imaging-analysis-for

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Biyomühendislik

Manyetik modülasyon biyoalgı sistemi hızla DNA molekülleri ve proteinler gibi biyolojik testleri, hassas ve kolayca tespit etmek için kullanılmaktadır.

Biyolojik Tahliller Manyetik Modülasyon Biyoalgılayıcı Sistemi kullanarak hızlı Homojen Algılama

Bu rapor, son zamanlarda insan kalp elektrofizyoloji işlemleri için yeni bir robot aracı olarak ortaya konmuştur manyetik tahrik kuvvetleri, dayalı yeni bir uzaktan navigasyon sistemi ayrıntılı bir açıklamasını sağlar.

Kardiyak Elektrofizyoloji İşlemleri Doğru, gerçek zamanlı Kateter Konumlandırma ve Ablasyon için uzaktan Manyetik Navigasyon

Bu video, manyetik nanoparçacık tabanlı bir immünolojik test için bir mikroakışkan sistemi göstermektedir. Algılama sistemi, kanalları içinde manyetik bir tuzak içeren bir mikroakışkan cihaz kullanır. Primer ve peroksidaz konjuge sekonder antikorlara bağlı antijen kaplı manyetik nanopartiküllerden oluşan önceden oluşturulmuş immünokompleksler kanallara sokulur. İmmünokompleksler, harici bir manyetik alan uygulandıktan sonra gözenekli manyetik tuzakta yakalanır. Peroksidazlar tarafından kataliz...

Mikroakışkan Bir Cihaz Kullanan Manyetik Nanopartikül Bazlı Bir İmmünoassay

Lazer torna litografi tarafından yapılan microcoil ucu ile endovasküler mikrokateter uygulanan Mevcut çeşitli endovasküler işlemler sırasında vaskülatürün gezinme hızını ve etkinliğini artırabilir manyetik rezonans (MR) rehberliği altında kontrol deplasmanlar elde edebilirsiniz.

Manyetik Rezonans Görüntüleme altında Manyetik Destekli Uzaktan Kumandalı mikrokateter İpucu Sehim

Bu çalışma, bir ince biyolojik bakteri tabakası ve in situ ara yüzeylerde mikro-organizmalar tarafından yapılmış karmaşık yaşam malzemenin lokal mekanik özelliklerini ölçmek için özel bir manyetik cımbız geliştirilmesi tohumlanmış manyetik parçacıkların uzaktan harekete dayalı orijinal bir yöntem göstermektedir.

Için Mikrometrik Sondalar uzaktan manyetik uyarılı<em&gt; In situ</emBakteriyel biyofilm Fiziksel Özelliklerinin&gt; 3D Mapping

Bu çalışma, otoimmün miyokarditten etkilenen farelerde kardiyak anormallikleri değerlendirmek için invaziv olmayan bir araç olarak manyetik rezonans mikroskopi görüntülemenin başarılı bir şekilde kurulduğunu göstermektedir.  Veriler, tekniğin canlı hayvanlarda hastalığın ilerlemesini izlemek için kullanılabileceğini göstermektedir.

Fare Manyetik Rezonans Görüntüleme Mikroskopi tarafından Deneysel Otoimmün Miyokardit Kardiyak anormallikler noninvaziv değerlendirilmesi

Düzlemsel örneklerinde manyetik parçacıkların görüntülenmesi için bir tarayıcı manyetik algılama tekniği karıştırma düzlemsel frekansı kullanılarak geliştirilmiştir. parçacıkların doğrusal olmayan nonhysteretic mıknatıslanma manyetik modülasyon ürünleri tepkisi iki frekans uyarım üzerine kaydedilir. İnce biyolojik örneklerin 2D görüntüleri çekmek için kullanılabilir.

Düzlemsel Örnekleri Manyetik tanecikler Görüntüleme Manyetik algılama Tarayıcı Karıştırma frekansı

Bu makalede, sabit yoğunluklu yakalama boncuklarının kaldırma yüksekliğindeki değişiklikleri ölçerek çözünür veya zara bağlı antijenlerin varlığını özellikle tespit edebilen manyetik kaldırma tabanlı bir yöntem açıklanmaktadır.

Manyetik Levitasyon Kullanılarak Hücresel Yoğunlukların ve Antijenik Özelliklerin Nicelleştirilmesi

İntravital mikroskopi bulgularının translasyonu, dokuya sığ derinlik penetrasyonu ile karşı karşıyadır. Burada, intravital mikroskopi bulgularının klinik translasyonunu potansiyel olarak kolaylaştıran, doğrudan uzamsal korelasyon için intravital mikroskopi ve klinik olarak uygulanabilir görüntüleme modalitelerinin (örneğin, BT, MRI) birlikte kaydedilmesini sağlayan bir dorsal pencere odası fare modelini açıklıyoruz.

Translasyonel Kanser Araştırmalarında Kombine İntravital Mikroskopi ve Manyetik Rezonans Görüntüleme için Dorsal Deri Kıvrımlı Pencere Odası Tümör Fare Modeli

Hücre tedavisi, hasarlı dokuyu onarmak ve akciğer fonksiyonunu iyileştirmek için progenitör hücreleri kullanarak pulmoner fibroz için umut verici bir müdahale sunar. Görüntüleme, hücre entegrasyonunun izlenmesinde çok önemli bir rol oynadığından, burada, bir fare modelinde pulmoner fibroz için hücre tedavisinin manyetik parçacık görüntüleme kılavuzluğunda in vivo takibini açıklıyoruz.

Manyetik Parçacık Görüntüleme Kullanılarak Pulmoner Fibroz için Nakledilen Distal Akciğer Epitelyal Progenitör Hücrelerinin Görüntü Kılavuzluğunda In Vivo İzlenmesi

Keşfedin manyetik levitasyon tekniği ile hücre yoğunluğu analizini taşınabilir görüntüleme cihazları kullanarak. Bu yöntem orak hücreli anemi teşhisi ve kan hücrelerinin ayrıştırılması için minimal ekipman gerektirir.

Hastalık Teşhis için Taşınabilir Görüntüleme ve Analiz ile birleştiğinde Manyetik Levitasyonunun

Daha fazla video keşfet