אנו מציגים מערכת מיקרופלואידית למחקרי תפוקה גבוהה על מכונות חיים מורכבות, המורכבת מ-1500 יחידות תרבות, מערך של משאבות פריסטליות משופרות ומודולוס ערבוב באתר. השבב המיקרופלואידי מאפשר ניתוח של התנאים המיקרו-סביבתיים המורכבים והדינמיים ביותר ב-vivo.
חיקוי התנאים הסביבתיים vivo הוא חיוני למחקרים במבחנה על מכונות חיים מורכבות. עם זאת, טכניקות הנוכחי מיקוד תאים חיים ואיברים הם גם יקר מאוד, כמו רובוטיקה, או חסר נפח nanoliter ודיוק זמן אלפית שנייה במניפולציה נוזלית. אנו מציגים בזאת את העיצוב וההמצאה של מערכת מיקרופלואידית, המורכבת מ-1,500 יחידות תרבות, מערך של משאבות פריסטליות משופרות ומודולוס ערבוב באתר. כדי להדגים את היכולות של המכשיר המיקרופלואידי, כדוריות תאי גזע עצביים (NSC) נשמרות במערכת המוצעת. ראינו שכאשר תחום המל”ל נחשף ל- CXCL ביום 1 ו- EGF ביום 2, הקונפורמציה העגולה מתוחזקת היטב. שונות בסדר הקלט של 6 תרופות גורמת לשינויים מורפולוגיים בתחום המל”ל ולסמן הייצוגי ברמת הביטוי עבור גזעים של המל”ל (כלומר, Hes5 ו- Dcx). תוצאות אלו מצביעות על כך שלתנאים סביבתיים דינמיים ומורכבים יש השפעות רבות על הבידול וההתחדשות העצמית של המל”ל, והמכשיר המיקרופלואידי המוצע הוא פלטפורמה מתאימה למחקרי תפוקה גבוהים על מכונות החיים המורכבות.
טכניקות תפוקה גבוהה חיוניות למחקרים ביו-רפואיים וקליניים. על ידי ביצוע מקביל של מיליוני בדיקות כימיות, גנטיות או חיות של תאים ואורגנואידים, החוקרים יכולים לזהות במהירות גנים המווסתים מסלול ביו-מולקולרי, ולהתאים אישית קלט תרופתי רציף לצרכים הספציפיים של האדם. רובוטיקה1 ושבבים מיקרופלואידיים בשילוב עם תוכנית בקרת מכשיר מאפשרים הליכים ניסיוניים מורכבים להיות אוטומטיים, כיסוי מניפולציה תא / רקמות, טיפול נוזלי, הדמיה, ועיבוד נתונים /שליטה 2,3. לכן, מאות ואלפי תנאים ניסיוניים יכולים להישמר על שבב אחד, על פי התפוקה הרצויה4,5.
בפרוטוקול זה תיארנו את הליך התכנון וההמצאה של מכשיר מיקרופלואידי, המורכב מ-1500 יחידות תרבות, מערך של משאבות פריסטלטיות משופרות ומודולוס ערבוב באתר. תא תרבית התאים הדו-מפלס מונע גזירה מיותרת במהלך חילופי דברים בינוניים, המבטיחה סביבת תרבות ללא הפרעה להדמיית תאים חיים לטווח ארוך. המחקרים מראים כי המכשיר המיקרופלואידי המוצע הוא פלטפורמה מתאימה למחקרי תפוקה גבוהה על מכונות החיים המורכבות. יתר על כן, התכונות המתקדמות של השבב המיקרופלואידי מאפשרות שחזור אוטומטי של תנאי מיקרו-וירוס מורכבים ודינמיים מאוד ב- vivo, כמו ציטוקינים משתנים והרכבי רצועות6,7, שהשלמתם לוקחת חודשים לפלטפורמות קונבנציונליות כמו צלחת 96 באר.
מכשירים מיקרופלואידיים שונים פותחו לביצוע ניסויים מולטיפלקסים ומורכבים17,18,19,20. לדוגמה, microwells עשוי מערך של גושים טופולוגיים יכול ללכוד תאים בודדים ללא שימוש בכוח חיצוני, מראה תווים יתרון כולל גודל מדגם קטן, parallelization, על?…
The authors have nothing to disclose.
המחברים מכירים בתמיכה הטכנית של ג’יפנג צ’אנג מצ’אנסן אינסטרומנט (סין) בע”מ. עבודה זו נתמכה על ידי מענקים (הקרן הלאומית למדעי הטבע של סין,51927804).
2713 Loker Avenue West | Torrey pines scientific | ||
AZ-50X | AZ Electronic Materials, Luxembourg | ||
Chlorotrimethylsilane(TMCS) 92360-25mL | Sigma | ||
CO2 Incubator HP151 | Heal Force | ||
Desktop Hole Puncher for PDMS chips WH-CF-14 | Suzhou Wenhao Microfluidic Technology Co., Ltd. | ||
DMEM(L-glutamine, High Glucose, henol Red) | Invitrogen | ||
Electronic Balance UTP-313 Max:600g, e:0.1g, d:0.01g | Shanghai Hochoice Apparatus Manufacturer Co.,LTD. | ||
FBS | Sigma | ||
Fibronection 0.25 mg/mL | Millipore, Austria | ||
Glutamax 100x | Gibco | ||
Heating Incubator BGG-9240A | Shanghai bluepard instruments Co.,Ltd. | ||
Nikon Model Eclipse Ti2-E | Nikon | ||
Pen/Strep 10 Units/mL Penicillin 10 ug/mL Streptomycin | Invitrogen | ||
Plasma cleaner PDC-002 | Harrick Plasma | ||
polydimethylsiloxane(PDMS) | Momentive | ||
polylysine 0.01% | Sigma | ||
Spin coater ARE-310 | Awatori Rentaro | ||
Spin coater TDZ5-WS | Cence | ||
Spin coater WH-SC-01 | Suzhou Wenhao Microfluidic Technology Co., Ltd. | ||
SU-8 3025 | MicroChem, Westborough, MA, USA | ||
SU-8 3075 | MicroChem, Westborough, MA, USA |