Name: Metastatik Olmayan (MCF-7) ve Tümörsüz (MCF-10A) Meme Kanseri Hücrelerinin AC Dielektroforez Kullanılarak Ayrılması için Mikroakışkan Cihaz (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2022-08-11T13:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 33 s
Description: Keşfedin AC dielektroforez kullanarak MCF-7 ve MCF-10A meme kanseri hücrelerinin mikroakışkan cihazda ayrılmasını. Bu simülasyon yöntemi, kanser ve sağlıklı hücreleri dielektrik özelliklerine göre ayırmak için yeni bir çerçeve sunar.

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

playerTrialDesktop

Bu çalışma Pakistan Yüksek Öğretim Komisyonu tarafından desteklenmiştir.

NOT: Buradaki protokol, AC dielektroforezi kullanarak metastatik olmayan meme kanseri hücrelerinin (MCF-7) ve tümör dışı meme epitel hücrelerinin (MCF-10A) kontrollü sıralamasını simüle etmek için bir multifizik simülasyon yazılımı olan COMSOL'u kullanır.
1. Talaş tasarımı ve parametre seçimi
<ol><li>Multifizik yazılımını açın ve Boş Model'i seçin. Genel Tanımlar'a sağ tıklayın ve Parametreler'i seçin. Tablo 1'de verilen parametreleri genel tanımlara metin dosyası olarak alın veya değerleri tek tek girin.</li>
	<li>Giriş sekmesinden Bileşen Ekle'yi seçin ve bir 2B Bileşen ekleyin. Geometriye sağ tıklayın ve dosyaya çift tıklayarak model dosyasını içe aktarın.</li>
	<li>Boş bir malzeme seçin ve Tablo 1'deki malzeme özelliklerini kullanın.</li>
	<li>Giriş sekmesinden Fizik Ekle'yi seçin ve AC/DC yazın. AC / DC düğümü altında, elektrik akımlarını, elektrik alanlarının ve akımlarının alt düğümü altında Fizik olarak seçin.</li>
	<li>Elektrik Akımına sağ tıklayın ve elektrotlara potansiyel atamak üzere kanal duvarlarını yalıtmak için Akım Koruma, Yalıtma ve Elektrik Potansiyeli alt düğümlerini seçin.</li>
	<li>Giriş sekmesinden Fizik Ekle'yi seçin ve Akışkan Akışı düğümü altında, Tek Fazlı Akış alt düğümü altında Sürünen Akış Fiziği'ni seçin. Tek Fazlı Akış'a sağ tıklayın ve Duvar alt düğümünü kullanarak çip sınırlarını duvar olarak oluşturun.</li>
	<li>Tek Fazlı Akış'a sağ tıklayın ve iki giriş alt düğümü ve bir çıkış alt düğümü ekleyin.</li>
	<li>Giriş alt düğümünü kullanarak girişleri atayın ve Akış Hızı'nda Sınır Koşulu olarak normali kullanın. Çıkış alt düğümünü kullanarak çıkışı atayın.</li>
	<li>Giriş sekmesinden Fizik Ekle'yi seçin ve Akışkan Akışı düğümü altında, Parçacık İzleme alt düğümü altında Parçacık İzleme Akış Fiziği'ni seçin.</li>
	<li>Parçacık İzleme düğümüne sağ tıklayın ve alt düğümler duvarı, iki parçacık özelliği alt düğümü, iki giriş alt düğümü, bir çıkış alt düğümü, iki dielektroforez kuvveti alt düğümü ve bir sürükleme kuvveti alt düğümünü ekleyin.<ol><li>Parçacık Özellikleri alt düğümünü kullanarak hem MCF-7 hem de MCF-10A hücreleri için Partikül Özellikleri'ni ayarlayın. Global Definition (Genel Tanım) bölümünün altındaki parametrelerden partikül özelliklerini seçin.</li>
		<li>Dielektroforetik kuvveti her iki hücre türüne de atamak için Sürükleme Kuvveti alt düğümünü ekleyin.</li>
		<li>Bu durumda parametre bölümünden Parçacık Özellikleri ekleyin. Memeli hücrelerini modellemek için Shell alt düğümünü ekleyin.</li>
	</ol></li>
	<li>Giriş sekmesinden Mesh Ekle'yi ve ardından İnce Mesh'i seçin. Bir ağ oluşturmak için giriş sekmesinden Mesh Oluştur'u seçin.</li>
	<li>Ana sayfa sekmesinden, üç etüt adımı eklemek için Etüt Ekle'ye tıklayın. Çalışma Adım 1 , bir frekans tepkisini simüle etmek içindir; bir Frekans Etki Alanı alt düğümü kullanın.<ol><li>Sürünen akışı simüle etmek için bir Sabit Etüt düğümü seçin. Dielektroforetik kuvvetle ve dielektroforetik kuvvet olmadan koşulları simüle etmek için zamana bağlı iki adım ekleyin.</li>
		<li>Dielektroforetik olmayan koşul için Fizik ve Değişken Seçimi'ni seçin, etüt adımı için Model Yapılandırmasını Değiştir başlıklı kutuyu işaretleyin ve Dielektroforetik Adım'ı devre dışı bırakın. Dielektroforetik koşullar için devre dışı bırakmayın. Dosyayı kaydedin ve simülasyonun çalışması için Hesaplama'ya basın. NOT: Metastatik olmayan meme kanseri hücrelerinin (MCF-7) ve tümör dışı meme epitel hücrelerinin (MCF-10A) sıralanması için tasarlanan mikroakışkan çip, Ek Şekil 1 ve Ek Şekil 2'de gösterildiği gibi, sırasıyla 20 μm ve 40 μm genişliklerde hücre karışımı akışı ve hidrodinamik akış odaklama için iki ayrı girişe sahiptir.</li>
		<li>Frekans Alanı alt düğümü altında frekans (f0) ve Elektrik Potansiyeli alt düğümünü kullanarak sıralama odasının üst yan duvarı boyunca yerleştirilen planya elektrotlarına (295 μm genişliğinde) voltaj atayın. Çıkışta, sıralanmış parçacıkları görselleştirmek için "donma" duvar koşulunu kullanın.</li>
	</ol></li>
</ol>2. Matematiksel model ve hesaplamalı analiz
<ol><li>Bir hesaplamalı akışkan dinamiği (CFD) çalışması ayarlayarak mikroakışkan cihaz içindeki metastatik olmayan meme kanseri hücrelerini ve tümör olmayan meme epitel hücrelerini ayırmak için çalışma parametrelerini doğrulayın. NOT: Bu amaçla Multifizik yazılımı (AC/DC, Microfluidics ve Particle Tracking modülleri) kullanılmıştır. Yönetim denklemleri ve teorik arka plan Ek Dosya 1'de ayrıntılı olarak verilmiştir. Model, Tablo 1'de özetlenen literatür 31,32'de bildirilen metastatik olmayan meme kanseri hücrelerinin (MCF7) ve tümör dışı meme epitel hücrelerinin (MCF-10A) dielektrik özellikleri kullanılarak test edilmiştir.</li>
	<li>Metastatik olmayan meme kanseri (MCF7) ve tümör dışı meme epiteli (MCF-10A) hücre hatlarını hücre karışımı girişinde 1: 1 oranında tanıtarak CFD simülasyonlarını gerçekleştirin.<ol><li>Başlangıçta, simülasyonlar33 için ağ boyutunu optimize etmek üzere bir ağ bağımsızlığı etüdü gerçekleştirin. NOT: Çalışma parametreleri için en iyi çözümü bulmak amacıyla bir ağ bağımsızlığı çalışması yapılmıştır. Çözümün yakınsaması için mümkün olan en iyi eleman boyutunu ölçmek üzere beş farklı örgü boyutundan oluşan bir set seçildi. Ek Şekil 3A'da gösterildiği gibi, bir ağı tanımlayan toplam eleman sayısı 635 (daha kaba ağ) olduğunda, sıralama verimliliğinin en düşük seviyede olduğu, MCF7 hücrelerinin bir kısmının Ek Şekil 3B'de gösterildiği gibi alt çıkışa hareket ettiği gözlenmiştir. Örgü boyutu ince olacak şekilde artırıldığında, ağı tanımlayan elemanların sayısı da 2.288'e yükseldi. Bu durumda ayıklama verimliliği maksimumdaydı, hem MCF7 hem de MCF-10A hücreleri kendi çıkışlarına doğru hareket ediyordu. Daha ince ağ da simüle edildi ve ağı tanımlayan elemanların sayısı 3.188'e yükseldi. Ayıklama verimliliği bu noktadan sonra da etkilenmedi. Bu nedenle, ince ağ boyutunun bizim durumumuzda en iyi şekilde çalıştığını güvenle söyleyebiliriz.</li>
		<li>İki CFD etüdü setini çözün.</li>
		<li>İlk set için, Etüt 1'e sağ tıklayın ve Parametrik Süpürme alt düğümünü ekleyin. Süpürme değişkeni olarak akışkan ortam iletkenliği "σm" eklemek için + işaretine basın. Akışkan ortam iletkenliği σ için 0,01 S/m ile 2,5 S/m arasında değişen parametrik bir süpürme etüdü gerçekleştirin ve uygulanan frekansı, f (Hz)'yi 800 kHz değerinde sabit tutun.</li>
		<li>İkinci set için, uygulanan AC frekansını 100 kHz'den 100 MHz'e değiştirerek bir Parametrik Süpürme çalışması yürütün ve akışkan ortamın iletkenliğini, σ m, her durum için 0,4 S /m'de sabit tutun. Bu σm değeri, ilk CFD çalışmasının sonuçlarına dayanarak seçilmiştir, çünkü bu değerde MCF-7 ve MCF-10A arasında maksimum bir ayrım gözlenmiştir.</li>
		<li>İletken bir ortamda dielektrik küresel bir parçacık üzerinde uygulanan dielektroforez (DEP) kuvvetinin, FDEP'nin (-) kuvveti, Denklem 1T34 tarafından verilir: FDEP <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/63850/63850eq01.jpg" style="margin: auto;"> [1] Dielektroforetik kuvvet alt düğümü altında Denklem 1'i kullanın. Denklem 1'de r, F DEP'nin uygulandığı parçacığınyarıçapınıgösterir; K (-) Clausius-Mossotti faktörü olarak bilinir; εm(-) ortamın dielektrik geçirgenliğini gösterir; ve E (V / m), elektrik alanının kök ortalama kare değeridir.</li>
		<li>Dielektroforetik kuvvet alt düğümü altındaki küresel bir parçacık için Denklem 2'yi kullanın. <img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/63850/63850eq02.jpg" style="margin: auto;">[2] Denklem 2'de, <img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/63850/63850eq03.jpg" style="margin: auto;"> (-) DEP kuvvetinin uygulandığı parçacığın karmaşık geçirgenliğini gösterir; <img alt="Equation 4" src="/files/ftp_upload/63850/63850eq04.jpg" style="margin: auto;"> (-) parçacığı çevreleyen sıvının karmaşık geçirgenliğini gösterir. Karmaşık geçirgenlik <img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/63850/63850eq03.jpg" style="margin: auto;"> ve <img alt="Equation 4" src="/files/ftp_upload/63850/63850eq04.jpg" style="margin: auto;">35 aşağıdaki gibi tanımlanmıştır:</li>
		<li>Dielektroforetik kuvvet alt düğümü altındaki küresel bir parçacık için Denklem 3'ü kullanın: <img alt="Equation 6" src="/files/ftp_upload/63850/63850eq06.jpg" style="margin: auto;">[3] Denklem 3'te,p (-) ε, parçacığın karmaşık geçirgenliğinin gerçek kısmını gösterir; εm (-), parçacığı çevreleyen sıvının karmaşık geçirgenliğinin gerçek kısmını gösterir; σp (S/m) parçacık iletkenliğini gösterir; σ m (S /m ), parçacığı çevreleyen ortamın iletkenliğini gösterir; ve ω (Hz), uygulanan elektrik alanının frekansıdır. NOT: Re(K) işareti, FDEP'nin polaritesini belirler. Eğer Re(K) işareti negatifse, parçacık negatif bir dielektroforetik kuvvet (nDEP) yaşar; Bunun aksine, Re(K) işareti pozitifse, pozitif bir dielektroforetik kuvvet (pDEP) anlamına gelir. Clausius-Mossotti faktörü (K) için, varyasyon -1 ila 1 aralığındadır.</li>
	</ol></li>
	<li>Daha karmaşık ve çok katmanlı bir yapıya sahip olan memeli hücreleri gibi biyolojik hücreleri modellemek için Denklem 3'ün değiştirilmiş bir formunu kullanın. K (<img alt="Equation 7" src="/files/ftp_upload/63850/63850eq07.jpg" style="margin: auto;">) = <img alt="Equation 8" src="/files/ftp_upload/63850/63850eq08.jpg" style="margin: auto;"> [4] Denklem 4'te <img alt="Equation 9" src="/files/ftp_upload/63850/63850eq09.jpg" style="margin: auto;"> (-) hem sitoplazmanın karmaşık geçirgenliğini, <img alt="Equation 10" src="/files/ftp_upload/63850/63850eq10.jpg" style="margin: auto;"> (-) hem de hücre zarının <img alt="Equation 11" src="/files/ftp_upload/63850/63850eq11.jpg" style="margin: auto;"> karmaşık geçirgenliğini (-) içerir ve aşağıdaki gibi verilir:36</li>
	<li>"<img alt="Equation 12" src="/files/ftp_upload/63850/63850eq12.jpg" style="margin: auto;">" çözmek için Denklem 5'i kullanın: <img alt="Equation 13" src="/files/ftp_upload/63850/63850eq13.jpg" style="margin: auto;">[5] Denklem 5'te, R sitosu (m) ve Rmem (m) sırasıyla hücre sitoplazmasının ve hücre zarının yarıçapını gösterir.</li>
	<li>Ardından, hem kanser hem de sağlıklı hücreler için uygulanan elektrik alanının bir fonksiyonu olarak Re(K)'yi çizmek için Denklem 4'ü kullanın. Parçacığın deneyimlediği dielektroforetik kuvveti (DEP) ölçmek için Clausius-Mossotti (CM) faktörünün gerçek kısmı olan Re (K) 'yi hesaplayın.</li>
	<li>Sonuçlar düğümüne sağ tıklayın, Parçacık Değerlendirme alt düğümünü ekleyin ve parçacık 1 için CM faktörünü çizmek üzere ifade bölümüne fpt.deff1.K ve parçacık 2 için fpt.deff2.K yazın. NOT: Ana metinde listelenen tüm protokol adımları protokol videosunda görüntülenebilir (Video 1).</li>
</ol>

Yazarlar potansiyel çıkar çatışması olmadığını beyan ederler.

Mikroakışkan cihazlar daha önce hücre kültürü, yakalama ve sıralama 47,52,53 için bildirilmiştir. Bu cihazların temiz odada üretilmesi pahalı bir işlemdir ve CFD simülasyonları yoluyla önerilen bir mikroakışkan cihazın çıktısını ve verimliliğini ölçmek zorunludur. Bu çalışma, metastatik olmayan meme kanseri hücrelerinin (MCF-7) ve tümör dışı meme epitel hücrelerinin (MCF-10A) dielektrik özelliklerine göre sürekli ayrılması için ...

Meme dokusu içinde ve çevresinde gelişen malign bir tümör, dünya çapında kadınlarda meme kanserinin sık görülen bir nedenidir ve kritik bir sağlık sorununa nedenolmaktadır 1. Metastaz öncesi meme tümörleri erken bir aşamada tespit edilirse cerrahi yoluyla tedavi edilebilir, ancak göz ardı edilirse, akciğerlerine, beyinlerine ve kemiklerine yayılarak hastanın yaşamı üzerinde ciddi etkileri olabilir. Radyasyon ve kimyasal bazlı tedaviler gibi daha sonraki aşamalarda sunulan tedavilerin ciddi yan etkileri vardır2. Son zamanlarda yapılan çalışmalar, meme kanserinin erken teşhisinin mortalite oranını %60 oranında azalttığını bildirmiştir3. Bu nedenle, kişiselleştirilmiş erken teşhis yöntemlerine yönelik çalışmak zorunludur. Bu amaçla, bilim ve teknolojinin farklı alanlarında çalışan araştırmacılar, meme kanserinin erken teşhisi için cihazlar geliştirmek için mikroakışkanlar kullanmışlardır4. Bu yöntemler arasında hücre afinitesi mikro-kromatografisi, manyetik aktive mikro hücre ayıklayıcıları, boyut bazlı kanser hücresi yakalama ve ayırma ve çip üstü dielektroforez (DEP)5,6 bulunur. Literatürde bildirilen bu mikroakışkan teknikler, birçok tanısal ve terapötik uygulamada bir ara adım görevi gören hassas hücre manipülasyonu, gerçek zamanlı izleme ve iyi tanımlanmış örneklerin sıralanmasını sağlar5. Bu ayıklama mekanizmalarının mikroakışkanlarla entegrasyonu, hedef hücrelerin esnek ve güvenilir manipülasyonunu sağlar 7,8,9,10. Böyle bir entegrasyonun ana avantajlarından biri, nanodan mikrolitreye kadar hacimlerde sıvı numunelerle çalışabilme ve ayrıca numune sıvısının elektriksel özelliklerini manipüle edebilme yeteneğidir. Mikroakışkan cihazların içindeki askı sıvısının iletkenliğini ayarlayarak, biyolojik hücreler boyutlarına ve dielektrik özelliklerindeki farklılıklara göre sıralanabilir11,12.
Bu teknikler arasında, çip üstü DEP, biyolojik numunelerin elektriksel özelliklerinden yararlanan etiketsiz bir hücre sıralama tekniği olduğu için sıklıkla tercih edilir. DEP'nin DNA 13, RNA 14, proteinler 15, bakteri16, kan hücreleri17, dolaşımdaki tümör hücreleri (CTC'ler)18 ve kök hücreler 19 gibi biyo-örnekleri manipüle ettiği bildirilmiştir. Biyolojik numunelerin sıralanması için DEP kullanan mikroakışkan cihazlar literatür20'de kapsamlı olarak bildirilmiştir. Canlı ve canlı olmayan maya hücrelerini sıralamak için rezervuar bazlı DEP mikroakışkan (rDEP) cihazlarının, hücreleri elektrokimyasal reaksiyonların olumsuz etkilerinden koruduğu bildirilmiştir21,22. Piacentini ve ark., kırmızı kan hücrelerini trombositlerden% 97 verimlilikle ayıran bir kastellenmiş mikroakışkan hücre sıralayıcısı bildirmiştir 23. Asimetrik deliklere ve gömülü elektrotlara sahip çip üstü DEP cihazlarının da canlı ve canlı olmayan hücreleri sıraladığı bildirilmiştir24. Valero ve Demierre ve ark.,25,26 kanalının her iki tarafına iki mikroelektrot dizisi ekleyerek kastellenmiş mikroakışkan hücre sıralayıcısını değiştirdi. Bu, kanalın merkezindeki hücrelerin odaklanmasına yardımcı oldu. Zeynep ve ark., MCF7 meme kanseri hücrelerini lökositlerden ayırmak ve konsantre etmek için DEP tabanlı bir mikroakışkan cihaz sunmuşlardır27. MCF7 hücrelerini lökositlerden% 74-98 arasında, 1 MHz frekansında ve 10-12 Vpp arasında değişen bir voltajla ekstrakte etme verimliliğini bildirdiler. Ek Tablo 1, DEP tabanlı mikroakışkan ayıklama cihazları arasında tasarımlarına, elektrot konfigürasyonlarına ve çalışma parametrelerine (uygulanan frekans ve voltaj) göre nitel ve nicel bir karşılaştırmayı temsil etmektedir.
Daha yakın zamanlarda, araştırmacılar mikroakışkan bir çip28,29 içindeki meme epitel hücrelerinin (MCF-10A) ve metastatik olmayan meme kanseri hücrelerinin (MCF-7) dielektrik davranışlarındaki farklılıkları ölçmeye çalışmışlardır. Jithin ve ark. ayrıca, 200 MHz ile 13.6 GHz30 arasındaki frekanslara sahip açık uçlu bir koaksiyel prob tekniği kullanarak farklı kanser hücre hatlarının dielektrik yanıtlarını karakterize etmişlerdir. MCF-7 ve MCF-10A hücre hatlarının dielektrik yanıtlarındaki bu farklılıklar, bunları çalışma zamanında ayırmak için kullanılabilir ve kişiselleştirilmiş erken evre tanı cihazlarının geliştirilmesine yol açabilir.
Bu makalede, metastatik olmayan meme kanseri hücrelerinin (MCF-7) ve tümör dışı meme epitel hücrelerinin (MCF-10A) AC dielektroforezi kullanılarak kontrollü olarak sıralanmasını simüle ediyoruz. Elektrik alanındaki değişim bölgesi, mikroakışkan çipin içindeki sıralamayı etkiler. Önerilen tekniğin uygulanması kolaydır ve sıralama tekniğinin çeşitli mikroakışkan çip düzenlerine entegre edilmesine izin verir. Metastatik olmayan meme kanseri hücrelerinin ve tümör dışı meme epitel hücrelerinin ayrılmasını, hücrelerin askıya alındığı sıvı ortamın iletkenliğini değiştirerek incelemek için hesaplamalı akışkanlar dinamiği (CFD) simülasyonları gerçekleştirilmiştir. Bu simülasyonlarda, iletkenliği sabit tutarak ve uygulanan frekansı değiştirerek, kanser hücreleri ile sağlıklı hücrelerin ayrılmasının kontrol edilebileceği gösterilmiştir.

<table><tbody><tr><td>COMSOL</td><td>COMSOL</td><td></td><td>multifizik simülasyon yazılımı</td></tr></tbody></table>

metastatik olmayan (mcf-7) ve tümörsüz (mcf-10a) meme kanseri hücrelerinin ac dielektroforez kullanılarak ayrılması için mikroakışkan cihaz

Microfluidic Device for the Separation of Non-Metastatic (MCF-7) and Non-Tumor (MCF-10A) Breast Cancer Cells Using AC Dielectrophoresis

Dielektroforetik cihazlar, harici bir elektrik alanı uygulayarak numune hacmindeki kanser hücrelerinin polarizasyonu prensibini kullanarak etiketsiz, uygun maliyetli, sağlam ve doğru bir şekilde kanser hücrelerinin tespitini ve manipülasyonunu yapabilir. Bu makalede, mikroakışkan bir platformun, hücre karışımından hidrodinamik dielektroforez (HDEP) kullanılarak metastatik olmayan meme kanseri hücrelerinin (MCF-7) ve tümör dışı meme epitel hücrelerinin (MCF-10A) yüksek verimli sürekli sıralanması için nasıl kullanılabileceği gösterilmektedir. Bir HDEP mikroakışkan çipinde aralarında mikron büyüklüğünde bir boşluk ile yan yana yerleştirilmiş iki elektrot arasında bir elektrik alanı oluşturarak, tümör dışı meme epitel hücreleri (MCF-10A), ana kanal içinde negatif DEP sergileyerek, uzaklaştırılabilirken, metastatik olmayan meme kanseri hücreleri, membran iletkenliğinden daha yüksek iletkenliğe sahip olmaları nedeniyle hücre ortamında askıya alındığında etkilenmeden seyrini takip eder. Bu kavramı göstermek için, farklı ortam iletkenlik değerleri için simülasyonlar yapıldı ve hücrelerin sıralanması incelendi. Parametrik bir çalışma yapılmış ve uygun hücre karışımı iletkenliği 0.4 S/m olarak bulunmuştur. Orta iletkenliği sabit tutarak, elektrik alan frekansını değiştirerek maksimum sıralama verimliliği sağlayan 0,8 MHz'lik yeterli bir AC frekansı oluşturuldu. Gösterilen yöntem kullanılarak, uygulanan AC'nin uygun hücre karışımı süspansiyon ortamı iletkenliği ve frekansı seçildikten sonra, maksimum ayıklama verimliliği elde edilebilir.

Metastatik olmayan meme kanseri (MCF-7) ve tümör dışı meme epitelyal (MCF-10A) hücrelerinin DEP tabanlı etkili bir şekilde sıralanması için optimal operasyonel parametrelerin araştırılması Dielektroforez sırasında metastatik olmayan meme kanseri (MCF-7) ve tümör dışı meme epitelyal (MCF-10A) hücrelerinin dielektroforez sırasında farklı dielektrik özelliklere sahip başarılı bir şekilde ayrılmasını sağlamak için, uygulanan frekans37,38 sabit tut...

Meme kanseri hücreleri, tümör dışı meme epitel hücrelerine kıyasla farklı dielektrik özellikler gösterir. Dielektrik özelliklerdeki bu farklılığa dayanarak, iki popülasyonun immünoterapi amacıyla ayrılabileceği varsayılmıştır. Bunu desteklemek için, MCF-7 ve MCF-10A hücrelerini sıralamak için mikroakışkan bir cihaz modelliyoruz.

Metastatik Olmayan (MCF-7) ve Tümörsüz (MCF-10A) Meme Kanseri Hücrelerinin AC Dielektroforez Kullanılarak Ayrılması için Mikroakışkan Cihaz

Dielectrophoretic devices are capable of the detection and manipulation of cancer cells in a label-free, cost-effective, robust, and accurate manner using ...

Bu protokol, iletkenliği sabit tutarak ve uygulanan frekansı değiştirerek kanser ve sağlıklı hücrelerin kontrollü bir şekilde ayrılmasını sağlar. Bu protokol, AC dielektroforezi kullanarak metastatik olmayan meme kanseri hücrelerinin ve tümör dışı meme epitel hücrelerinin kontrollü olarak sıralanmasını simüle eder. Bu teknik, metastatik olmayan meme kanseri hücrelerinin ve tümör dışı meme epitel hücrelerinin dielektrik özelliklerine göre satır içi olarak ayrılmasının simülasyon tabanlı ilk örneğidir.Başlamak için Multiphysics yazılımını açın, boş modeli seçin ve genel tanımlara sağ tıklayın. Parametreleri seçin ve birinci tabloda verilen parametreleri metin dosyası olarak genel tanımlara aktarın veya değerleri tek tek girin. Giriş sekmesinden Bileşen Ekle'yi seçin ve bir 2B bileşen ekleyin.Geometriye sağ tıklayın ve dosyaya çift tıklayarak model dosyasını içe aktarın. Boş bir malzeme seçin ve birinci tablodaki malzeme özelliklerini kullanın. Giriş sekmesine gidin, Fizik Ekle'yi seçin ve AC/DC yazın.Ardından, elektrik alanları ve akımları alt düğümü altındaki AC / DC düğümüne gidin ve elektrik akımlarını fizik olarak seçin. Elektrik akımına sağ tıklayarak ve akım korunumu, yalıtımı

microfluidic-device-for-separation-non-metastatic-mcf-7-non-tumor-mcf

Research

JoVE Journal

Engineering

Mühendislik

Dielectrophoresis (DEP) hücreleri manipüle etmek için etkili bir yöntemdir. Baskılı devre kartları (PCB) mikroakışkan cihazlar içinde ücretsiz cep manipülasyon için yeniden kullanılabilir, ucuz ve etkili elektrotlar sağlayabilir. PCB üzerinde lamelleri ile PDMS tabanlı mikroakışkan kanalların bir araya getirerek, çok kanallı mikroakışkan cihazlar içinde boncuk ve hücre manipülasyon ve ayrılık göstermektedir.

Çok kanallı mikroakışkan Cihazlar ayırmak Boncuk ve Hücreler Dielectrophoresis ve Laminar Flow

Temassız dielektroforez (cDEP) kendi içsel dielektrik özellikleri aracılığıyla sıralama ve parçacıkların zenginleştirme ulaşır. Fluidic elektrot kanallar steril karakterizasyonu olmayan zarar ve biyolojik parçacıkların sıralamaya cDEP takım elbise kumaşı, DEP geleneksel metalik elektrotlar değiştirin. Biz bir cDEP mikrocihazda hazırlamak ve hücre karakterizasyonu ve sıralama deneyler nasıl gösterilmektedir.

Temassız dielektroforez sayesinde etiket ücretsiz İzolasyon ve Hücreler zenginleştirilmesi

Bir mikro-akışkan girdap eliyle elektroporasyon platformu kesin dozaj ve bağımsız kontrolü ile aynı hücre popülasyonlarına dağılımını çok sayıda molekülün ardışık olarak verilmesi için geliştirilmiştir. Sistemin büyüklüğü göre hedef hücre saflaştırma adımı önceki elektroporasyon moleküler verme etkinliğini ve işlenmiş hücre canlılığı arttırmak için destekli.

Microscale Vortex destekli Sıralı Moleküler Teslimat için Electroporator

Bu protokol, bir mikroakışkan cihaz kullanarak otomatik küçük hacimli (0,15–1,5 ml) parçacık ayırma işlemleri gerçekleştirmek için bir sistem mimarisini tanımlar ve akustoakışkan cihaz performansını ve çalışmasını optimize etme yöntemlerini tartışır.

Bir mikroakışkan Hassas Küçük hacimli Numune İşleme Platformu ve Akustik mikrocihazda Ayrı Biyolojik Parçacıklar Boyutu Kullanımı

Elektrotaksi çalışmasında kullanılmak üzere birçok mikroakışkan cihaz geliştirilmiştir. Yine de, bu çiplerin hiçbiri, hücreler üzerindeki eşzamanlı kimyasal ve elektrik alan (EF) etkilerinin verimli bir şekilde incelenmesine izin vermez. Elektrotaksi araştırmalarında kullanılmak üzere daha iyi kontrol edilen bir arada bulunan EF ve kimyasal stimülasyon sunan polimetilmetakrilat bazlı bir cihaz geliştirdik.

Bir Çok Kanallı Çift elektrik alan mikroakışkan Chip kullanarak Akciğer Kanseri Hücreleri Electrotaxis Çalışmaları

Bu protokol, bağlanmamış partiküllerin randımanlı bir şekilde azalması olan mikro / nanopartikül mühendislik hücrelerinin saflaştırılması için bir atalet Mikroakiskan tabanlı tampon değişimi stratejisi kullanımını tarif eder.

Parazit Mikro / Nanoparçacık Hücre Mühendisliği mikroakışkan Tampon Değişim

Bu makale, üçlü negatif meme kanserinin singeneik bir murine modelinden primer kanser ilişkili fibroblastların izolasyonu ve kültürü ve tümör mikroçevrimini hedeflemek için tasarlanmış yeni nanopartiküllerin preklinik çalışması için uygulanması için bir protokol sağlamayı amaçlamaktadır.

Hedeflenen Nanopartiküllerin Çalışması için Meme Kanserinin Singeneik Murine Modelinden Primer Kanserle İlişkili Fibroblastların İzolasyonu

Bu makalede, hücresiz DNA ve dolaşımdaki tümör hücreleri gibi maddeleri tam kandan kolayca ve verimli bir şekilde ayırmak ve toplamak için otomatik ekipmanın uygulanması açıklanmaktadır.

Kanserle İlgili Maddelerin Klinik Örneklerden Otomatik Olarak Ayrılması ve Toplanması

Klinik mikroakışkan çip, klinik hasta kan numunesinin ön işlenmesini basitleştiren ve çip üzerinde yerinde dolaşan tümör hücrelerini (CTC'ler) yerinde boyayarak tek bir CTC'nin hızlı bir şekilde tespit edilmesini ve tanımlanmasını sağlayan önemli bir biyomedikal analiz tekniğidir.

Çok Yönlü Dolaşımdaki Tümör Hücrelerinin İzolasyonu için Klinik Mikroakışkan Çip Platformu

Burada, ışığa bağlı dielektroforezi, heterojen hücre hatlarını, özellikle insan mezenkimal kök hücrelerini (hMSC'ler) karakterize etmek için etiketsiz bir yaklaşım olarak sunuyoruz. Bu makalede, hMSC'lerin doğal durumlarını değiştirmeden elektriksel davranışlarını karakterize etmek için fotoiletken bir tabakaya sahip bir mikroakışkan cihazın kullanılması ve optimize edilmesi için bir protokol açıklanmaktadır.

İnsan mezenkimal kök hücrelerinin elektriksel davranışını karakterize etmek için ışığa bağlı dielektroforez

Dolaşımdaki tümör hücreleri (CTC'ler), kanserin ilerlemesi ve metastazının incelenmesi için kritik öneme sahiptir. Bu makale, CTC zenginleştirme ve tek CTC dizilimi için yüksek verimli, entegre bir protokol sunmakta, kontaminasyon ve dizileme maliyetlerini azaltırken yakalama verimliliğini ve CTC saflığını artırmakta, böylece hassas onkoloji araştırmalarını ve klinik uygulamaları ilerletmektedir.

Mikroakışkan Tabanlı Yüksek Verimli Dolaşımdaki Tümör Hücresi Sıralama ve Tek Hücre Dizileme Teknolojisi

Keşfedin AC dielektroforez kullanarak MCF-7 ve MCF-10A meme kanseri hücrelerinin mikroakışkan cihazda ayrılmasını. Bu simülasyon yöntemi, kanser ve sağlıklı hücreleri dielektrik özelliklerine göre ayırmak için yeni bir çerçeve sunar.

Metastatik Olmayan (MCF-7) ve Tümörsüz (MCF-10A) Meme Kanseri Hücrelerinin AC Dielektroforez Kullanılarak Ayrılması için Mikroakışkan Cihaz (Video) | JoVE Journal

Metastatik Olmayan (MCF-7) ve Tümörsüz (MCF-10A) Meme Kanseri Hücrelerinin AC Dielektroforez Kullanılarak Ayrılması için Mikroakışkan Cihaz

Daha fazla video keşfet