الأجهزة الدقيقة المدمجة مع المكونات السائلة منصة في المختبر لدراسات الخلايا التي تحاكي البيئة الدقيقة في الجسم الحي. قمنا بتطوير رقائق الموائع الدقيقة القائمة على بولي ميثيل ميثاكريلات لدراسة الاستجابات الخلوية تحت محفزات الإجهاد الكيميائية / الكهربائية / القص المفردة أو المتعايشة.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
تصميم الأجهزة ميكروفلويديك لدراسة الردود الخليوي تحت واحدة أو تتعايش الكيميائية / الكهربائية / إجهاد القص المحفزات
في هذه المقالة
ملخص
توفر
الملخص
أجهزة ميكروفلويديك قادرة على خلق الخلوية البيئة الصغيرة الدقيقة والسيطرة عليها من درجة الحموضة، ودرجة الحرارة، وتركيز الملح، وغيرها من المحفزات المادية أو الكيميائية. وقد تستخدم عادة لفي الدراسات المختبرية الخلية من خلال توفير في الجسم الحي مثل المناطق المحيطة بها. خصوصا، كيف إستجابة الخلايا لالتدرجات الكيميائية، المجالات الكهربائية، واجهادات القص وضعت العديد من المصالح حيث أن هذه الظواهر ليست مهمة في فهم خصائص ووظائف الخلوية. هذه الرقائق الموائع الدقيقة يمكن أن تكون مصنوعة من ركائز الزجاج، رقائق السليكون، ثنائي ميثيل بولي سيلوكسان (PDMS) البوليمرات، البولى (PMMA) ركائز، أو بولي إيثيلين تيرفثالات ركائز (PET). من هذه المواد، ركائز PMMA رخيصة ويمكن معالجتها بسهولة باستخدام الاستئصال بالليزر والكتابة. على الرغم من أن عدد قليل من أجهزة ميكروفلويديك وقد تم تصميم وملفقة لتوليد متعددة، تتعايش المحفزات الكيميائية والكهربائية، اعتبر أيا منهافعالة بما فيه الكفاية في الحد من تكرار التجربة، خاصة لأغراض الفحص. في هذا التقرير، وصفنا لدينا تصميم وتصنيع اثنين من رقائق ميكروفلويديك القائم على PMMA للتحقيق في الاستجابات الخلوية، في إنتاج أنواع الاكسجين التفاعلية والهجرة، تحت الكيميائية / الكهربائية محفزات الإجهاد / القص واحدة أو التعايش. الشريحة الأولى يولد خمسة تركيزات النسبية من 0، 1/8، 1/2، 7/8، و 1 في المناطق الثقافة، جنبا إلى جنب مع التدرج إجهاد القص التي تنتج داخل كل من هذه المجالات. الشريحة الثانية يولد نفس التركيزات النسبية، ولكن مع خمسة مختلفة شدة المجال الكهربائي التي تم إنشاؤها ضمن كل منطقة ثقافة. هذه الأجهزة لا توفر سوى الخلايا مع دقة، يمكن السيطرة عليها البيئة الصغيرة، ولكن أيضا زيادة كبيرة في الإنتاجية التجريبية.
المقدمة
في محاصرون خلايا الجسم الحي من قبل مجموعة متنوعة من الجزيئات الحيوية بما في ذلك المصفوفة خارج الخلية (ECM)، والكربوهيدرات، والدهون، والخلايا الأخرى. أنها functionalize من خلال الاستجابة للمؤثرات البيئية الصغيرة مثل التفاعل مع ECM والردود على التدرجات الكيميائية من عوامل النمو المختلفة. تقليديا، يتم إجراء دراسات الخلايا في المختبر في أطباق زراعة الخلايا حيث استهلاك الخلايا والكواشف كبير وتنمو الخلايا في ثابت (غير المتداولة) البيئة. في الآونة الأخيرة، وقد وفرت الأجهزة ملفقة الصغيرة تتكامل مع مكونات الموائعية منصة بديلة للدراسات الخلية بطريقة أكثر يمكن السيطرة عليها. هذه الأجهزة قادرة على خلق بيئة صغيرة ....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
البروتوكول
1. تصميم رقاقة وتلفيق
- رسم أنماط أن يكون ذاب على ركائز PMMA والأشرطة ضعف الجانب باستخدام البرمجيات التجارية (24).
- لدراسة تأثيرات التركيزات الكيميائية والضغوط القص، رسم "شجرة عيد الميلاد" نمط بعرض متفاوتة في نهايته في كل مجال من مجالات الثقافة الخمس (الشكل 1A و 1B).
- لدراسة تأثيرات التركيزات الكيميائية والمجالات الكهربائية، رسم "شجرة عيد الميلاد" نمط مع اثنين م....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
النتائج
الإجهاد الكيميائية القص (CSS) رقاقة
ويتكون رقاقة CSS من ثلاث ورقات PMMA، كل من سمك 1 ملم، وتعلق معا عن طريق اثنين من الأشرطة على الوجهين، كل من سمك 0.07 مم (الشكل 1A و 1B). "شجرة عيد الميلاد" هيكل يولد خمسة تركيزات النسبية من 0، 1/8، 1/2، 7/8، و 1 في مجالات الثقافة الخمسة. من خلال تصميم منطقة الثقافة باعت.......
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المناقشة
هي ملفقة رقائق القائم على PMMA باستخدام الاستئصال بالليزر والكتابة التي هي طرق أرخص وأسهل بالمقارنة مع رقائق مقرها PDMS والتي تتطلب الطباعة الحجرية الناعمة أكثر تعقيدا. بعد تصميم رقاقة ميكروفلويديك، تصنيع وتجميع ويمكن أن يتم ضمن مسافة 5 دقائق. هناك بعض الخطوات الحاسمة التي ينبغي أن تدفع الانتباه إلى في أداء التجربة. الأول هو "تجميع" القضية. يجب أن يكون لاصق المحولات بشكل صحيح إلى الأعلى الأكثر طبقة من شرائح. الغراء قد تسرب إلى قنوات الموائعية إذا تم تطبيق أكثر من اللازم،.......
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الإفصاحات
ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.
شكر وتقدير
تم دعم هذا العمل ماليا من قبل وزارة العلوم والتكنولوجيا في تايوان بموجب العقد رقم. MOST 104-2311-B-002-026 (K. Y. Lo) ، لا. MOST 104-2112-M-030-002 (YS Sun) ، ومشروع التطوير الوظيفي لجامعة تايوان الوطنية (103R7888) (KY Lo). يشكر المؤلفون أيضا مركز المواد الناشئة والأجهزة المتقدمة ، جامعة تايوان الوطنية ، على استخدام غرفة زراعة الخلايا.
....الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المواد
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| وسط النسر المعدل من Dulbecco (DMEM) | Gibco | 11965-092 | وسط زراعة الخلايا |
| Trypsin | Gibco | 25300-054 | فصل الخلية عن الطبق |
| مصل الأبقار الجنيني (FBS) | Gibco | 10082147 | وسط زراعة الخلايا |
| 10 سم زراعة الخلايا طبق بتري | Nunc | 150350 | ثقافة الخلية |
| Bright-Line ؛ مقياس الدم | Sigma | Z359629 | معدات عد الخلايا |
| PMMA | مخصص | رقاقة Microfluidic | |
| محول | مخصص | رقاقة Microfluidic | |
| 0.07 / 0.22 مم شريط على الوجهين ؛ | 3M | 8018/9088 | رقاقة الموائع الدقيقة |
| انصهار منخفضة agarose | Sigma | A9414 | جسر الملح |
| 2'-7'-ثنائي كلورو ثنائي هيدروفلوريسي ثنائي الأسيتات | Sigma | D6883 | قياس ROS داخل الخلايا |
| أكسيد القصدير الإنديوم (ITO) زجاج | Merck | 300739 | |
| سخان تحكم مشتق نسبي متكامل | شركة جيتك للإلكترونيات | TTM-J4-R-AB | جهاز التحكم في درجة الحرارة |
| المقرنة الحرارية | TECPEL | TPK-02A | جهاز التحكم في درجة الحرارة |
| CO2< / sub> ليزر كاتب | أدوات الليزر & شركة تكنيكس. | ILS2 | رقاقة |
| ميكروفلويديك مضخات حقنة عصر | جديد | NE-300 | ضخ الوسط والمواد الكيميائية في رقاقة |
| امدادات الطاقة | العلوم الرئيسية | MP-300V | توريد التيارات المباشرة المجهر |
| المقلوب | أوليمبوس | CKX41 | مراقبة هجرة الخلايا |
| مجهر الفلورسنت المقلوب | نيكون | TS-100 | مراقبة خلية الترحيل والإشارات الفلورية |
| DSLR | كاميرا Canon | 60D | تسجيل صور المجال الساطع |
| كاميرا CCD | نيكون | DS-Qi1 | تسجيل صور الفلورسنت |
| الغراء الفائق | 3M سكوتش | 7004 | إرفاق المحولات بركائز PMMA |
| AutoCAD | Autodesk Inc. | تصميم رقائق الموائع الدقيقة | |
| DMSO | Sigma | D8418 | إذابة DCFDA |
| ImageJ | المعاهد الوطنية للصحة | القياس الكمي لشدة الفلورسنت وهجرة الخلايا |
المراجع
- Cheng, J. Y., Yen, M. H., Kuo, C. T., Young, T. H. A transparent cell-culture microchamber with a variably controlled concentration gradient generator and flow field rectifier. Biomicrofluidics. 2, (2008).
- Terry, S. C., Jerman, J. H., Angell, J. B.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
إعادة الطباعة والأذونات
