Summary

Reduceret tyngdekraft Miljø Hardware Demonstrationer af en prototype miniaturiseret flowcytometer og Companion Mikrofluid Blanding Technology

Published: November 13, 2014
doi:

Summary

Rumflyvning blod diagnostik brug innovation. Få demonstrationer er blevet offentliggjort illustrerer under flyvning, reduceret tyngdekraft sundhed diagnostisk teknologi. Her præsenterer vi en metode til opførelse og drift af en parabolflyvning test rig til en prototype point-of-care flow-cytometri design, med komponenter og forberedelse strategier tilpasses andre opsætninger.

Abstract

Indtil for nylig blev blodprøver astronaut opsamlet i flyvningen transporteres til jorden på rumfærgen, og analyseret i terrestriske laboratorier. Hvis mennesker er at rejse over lav kredsløb om Jorden, en overgang til rum-klar, point-of-care (POC) test. Sådan afprøvning skal være omfattende, let at udføre i en reduceret-tyngdekraft miljø, og upåvirket af de belastninger af lanceringen og rumflyvning. Utallige POC enheder er blevet udviklet til at efterligne laboratorieskala kolleger, men de fleste har smalle programmer og få har påviselig brug i et in-flight, reduceret tyngdekraft miljø. Faktisk er demonstrationer af biomedicinske diagnostik reduceret tyngdekraft begrænset helt, hvilket gør komponent valg og visse logistiske udfordringer vanskeligt at nærme, når de forsøger at afprøve ny teknologi. At hjælpe med at udfylde det tomrum, præsenterer vi en modulær metode til opførelse og drift af en prototype blod diagnostisk enhed og dens tilhørende parabolic prøveflyvningsprogram rig, der opfylder de standarder for fly-testing ombord en parabolsk flyvning, reduceret tyngdekraft fly. Metoden først fokuserer på rig samling for in-flight, reduceret tyngdekraft afprøvning af et flowcytometer og en kammerat mikrofluid blanding chip. Komponenter er tilpasses andre designs og nogle brugerdefinerede komponenter, såsom en microvolume prøve loader og Micromixer kan være af særlig interesse. Metoden så skift fokus til forberedelse fly, ved at tilbyde retningslinjer og forslag til at forberede sig til en vellykket flyvning test med hensyn til bruger uddannelse, udvikling af en standard (SOP), og andre spørgsmål. Endelig in-flight eksperimentelle særlige procedurer for vores demonstrationer beskrevet.

Introduction

Utilstrækkeligheden af ​​de nuværende rum-ready sundhedsmæssige diagnostik præsenterer en begrænsende faktor til dybere bemandede udforskning af rummet. Diagnostics skal være omfattende, let at bruge i reduceret tyngdekraft, og relativt upåvirket af de belastninger af lancering og rumflyvning (fx høje G-kræfter, vibrationer, stråling, temperaturændringer og kabine trykændringer). Udviklingen i point-of-care test (POCT), kan oversætte til effektive rumflyvning løsninger gennem brug af mindre patientprøver (fx en finger pik), enklere og mindre fluidics (dvs. mikrostrømning), og reduceret elektriske krav, blandt andet fordele. Flowcytometri er en attraktiv fremgangsmåde i-space POC grund af den brede anvendelighed af teknologi, herunder mod celletælling og biomarkør kvantificering, samt betydeligt potentiale miniaturisering. Tidligere rum-relevant flowcytometre omfatter »pakning effic nukleareiency «(NPE) instrument, der udnyttede samtidig arc-lampe induceret fluorescens og elektronisk volumen (Coulter volumen) måling 1-4, en relativt lille benchtop flowcytometer repræsenterer» første generation af real-time flowcytometri data under nul tyngdekraft »5, en sheathless Microflow cytometer 'kan 4- og 5-del af hvide blodlegemer (WBC) differentialtælling ved hjælp forbehandlet 5 pi fuldblodsprøver 6-9, og en fiberoptisk-baserede "flowcytometer nylig testet ombord i International Space Station 10.

Evaluering diagnostisk teknologi for potentielle rumapplikationer udføres typisk ombord reduceret tyngdekraft fly, der bruger en omtrent parabolsk flyveveje at simulere en valgte niveau for vægtløshed (f.eks nul-tyngdekraft, Martian-tyngdekraft) 11. Evaluering er en udfordring, fordi flyvningerne er begrænsede, repetitive korte vinduer af vægtløshed kan gøre det vanskeligt at vurdere metoder eller processer, der normalt kræver uafbrudt perioder længere end 20-40 sekunder, og demonstrationer kan kræve ekstra udstyr ikke nemt udnyttes under flyvningen 12-15. Endvidere tidligere demonstrationer af in vitro-diagnostik (IVD) teknologier, der anvendes i eller er beregnet til, reduceret tyngdekraft er begrænsede og stadig meget arbejde utrykt. Ud over de ovennævnte flowcytometre, andre rum- relevant IVD-teknologi er beskrevet i litteraturen omfatter en fuldblod farvning indretning til immunfænotype applikationer 16, en automatiseret kamera baseret cytometer 12, en håndholdt klinisk analysator til integreret potentiometri, amperometri og conductometry 12,17, en microfluidic 'T-sensor »Udstyr til analyt kvantificering, der bygger på diffusion-baserede blanding og adskillelse 18, og en roterende» lab på en CD' diagnostik platform 19,20. Nyankomne til reduceret tyngdekraft testning kan også se til parabolske flyvedemonstrationer ikke er relateret til in vitro-diagnostik, når de forsøger at gøre enheden evaluering muligt (eller finde ud af, hvad der er muligt). Demonstrationer fra andre tidligere medicinsk eller biologisk eksperimenter med veldokumenteret præparat flyvningen, in-flight-strategier, og flugt testudstyr er inkluderet i tabel 1 15, 21-35. Disse kan være informativt skyldes medtagelse af manualen in-flight opgaver, anvendelse af specialiseret udstyr og eksperimentel inddæmning.

Kategori Eksempler
Akut lægehjælp Trakealintubation (laryngoskop-styret, på Maniki) 21, hjerte- liv Support (bedøvede grise) 22
Kirurgisk pleje Laparoskopisk kirurgi (video simuleret 23 på bedøvede grise 24,25)
Medicinsk billedbehandling eller fysiologi vurdering Ultralyd med underkroppen negativt trykkammer 26, Doppler flowmeter (hoved monteret) 27, centralt venetryk monitor 28
Specialized biologisk udstyr Mikropladeaflæser (og in-flight handskerummet) 29, system til cellecyklus eksperimenter 30, mikroskop temperaturkontrol (brightfield, fasekontrast, og multi-kanal fluorescens stand) 15, kapillærelektroforese koblet til video mikroskop 31
Andre Plant høst med pincet 32, indeholdt rotter 33,34 og fisk 35 til observation

Tabel 1. Parabolic flyvedemonstration Eksempler med velbeskrevne metoder / Eksperimenter

At udvide den tidligere eksempler og give større indsigt i succesfulde in-flight demonstrationer, præsenterer vi et modulopbygget og smidig procedure for opførelse og drift af en prototype flowcytometer med tilhørende mikrofluid blanding teknologi som en del af en parabolflyvning prøvestand. Riggen giver demonstrationer af prøve lastning, microfluidic blanding, og fluorescenspåvisning partikel, og blev testet ombord 2010 NASA lettere adgang til Space Environment (FAST) parabolsk fligHTS fløjet fra den 29. september til den 1. oktober 2010. Disse demonstrationer trække fra begyndelsen, midten og slutningen, henholdsvis en potentiel anordning workflow, hvor fingerprik mellemstore blodprøver er indlæst, fortyndes eller blandes med reagenser og analyseret via optisk detektion. Skalering et flowcytometer til en kompakt enhed kræver innovation og omhyggelig del udvælgelse. Brugerdefineret og off-the-shelf komponenter bruges her, valgt som bedste tidlige tilnærmelser af sidste komponent valg og kan være tilpasses de design af andre innovatorer. Efter en skitse af prototype komponent valg, opsætningen er beskrevet på en støttestruktur, der tjener som et skelet for rig samling. Prototype komponenter tildeles steder, sikret, og ledsaget af yderligere komponenter, der er nødvendige for en vellykket forsøg. Opmærksomheden blev derefter skifter til mere abstrakte procedurer, der involverer standard (SOP) udvikling, uddannelse og anden logistik. Endelig demonstration-specifikke procedurer erbeskrevet. De her beskrevne strategier og valg af støtte rig komponenter (fx mikroskop, akryl boks, etc.), selvom der gennemføres her for specifik prototype, tale til de generelle problemstillinger og udfordringer der er relevante for at teste noget blod diagnostisk udstyr i en reduceret tyngdekraft miljø .

I 2010 flyvninger, to månens tyngdekraft (nå cirka 1/6 jord tyngdekraft) og to mikro-tyngdekraft flyvninger blev planlagt på 4 dage, men i sidste ende disse blev omlagt over 3 dage. Demonstrationer blev udført om bord på et modificeret privat drevet, smalkroppet jet passagerfly 36. Hver flyvning billede 30-40 parabler, hver gav ca. 20 sek høj gravitation (ca. 1,8 g) efterfulgt af 20-25 sek med reduceret tyngdekraft betingelser. Efter halvdelen af ​​parabler blev henrettet, flyet standsede i en periode på omkring 5-10 min i vandret flyvning at gøre det muligt for flyet at vende rundt og hovedet tilbage mod landingsstedet mens performing resten af ​​parabler.

Protocol

De humane blodprøver anvendt i denne protokol blev indsamlet med IRB godkendelse ved hjælp af minimalt invasive protokoller (se Tak). 1. Rig Assembly Saml prototype komponenter (fluidik, optiske kontrol / datafangst electronics) for en simpel flowcytometri, der skal anvendes i reducerede tyngdekraft betingelser Forbered et trykbærende system med minimal vægt og magt nødt til drivsystem fluidics Tilslut en miniature luftpumpe til et differenstryk sensor. </li…

Representative Results

Repræsentative resultater for Micromixer demonstration vises i figur 7, som det ses af CCD-kamera monteret på stereomikroskop. Blanding kan vurderes visuelt på ethvert punkt langs spiral, samt i forbindelse med forsøg med to sæt af fluider Exit kanal: blod / saltvand og blå / gul farvestof. Kvantitativ analyse af to-dimensionelle billeder kan omfatte bestemmelse af skygge ensartethed på tværs af kanalen bredde i forskellige regioner, som vist i andre publikationer 38-40. Se Su…

Discussion

Den her beskrevne metode aktiveret effektiv demonstration af de vigtigste teknologiske komponenter (prøve lastning, microfluidic blanding, og optisk detektion) i løbet af 2010 FAST parabolflyvninger, med sammenlignelige resultater til jord test. Uddannelse og SOP her beskrevne metoder var særlig effektiv, og hjalp med at belyse redskaber og andre 'krykker' væsen lagt til grund for praksis demonstrationer, der ikke ville være til rådighed om bord Parabolic flyvning.

Indsatsområ…

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Udvikling Hardware blev støttet af NASA SBIR Kontrakter NNX09CA44C og NNX10CA97C. Dataanalyse for de optiske blok og prøve loader demonstrationer blev støttet af NASA fase III Contract NNC11CA04C. Den menneskelige blodopsamling blev udført under anvendelse NASA IRB Protocol # SA-10-008. Kontrol / erhvervelse software, der leveres gennem National Instruments Medical Device Grant Program. Forme til mikrochips blev foretaget i Johns Hopkins mikrofabrikation faciliteten og Harvard Center for Nanoscale Systems. Otto J. Briner og Luke Jaffe (DNA Medicine Institute) hjulpet i rack forsamling i løbet af sommeren 2010. NASA flyvning video personale forudsat videooptagelser under flyvningen uge. Carlos Barrientos (DNA Medicine Institute) forudsat fotografi og figur assistance. Særlig tak til den lettere adgang til Space Environment for Teknologi 2010-programmet, NASA Reduceret Gravity Office, Human Tilpasning og Modforanstaltninger Division, NASA Glenn Research Center,ZIN Technologies, og Human Research Program.

Materials

Name of Material/ Equipment Company Catalog Number Comments/Description
Micro air pump Smart Products, Inc. AP-2P02A Max pressure = 6.76 psi; 1.301” x 0.394” x 0.650” , 0.28 oz (8 g); available direct from Smart Products
Differential pressure sensor Honeywell International, Inc. ASDX015D44R Range  of  0-15psi; 0.974" x 0.550" x 0.440", 0.09 oz (2.565 g); suppliers include Digi-Key and Mouser Electronics
Rigid plastic vial (small size) Loritz & Associates, Inc. 55-05 Polystyrene; ID 0.81" (20.6 mm), IH 2.06" (52.4 mm); available direct from LA Container Inc.; similar product available from Dynalab Corp.
Rigid plastic vial (larger size) Loritz & Associates, Inc. 55-140 Polystyrene; ID 1.88" (47.6 mm), IH 3.31" (84.1 mm); available direct from LA Container Inc.; similar product available from Dynalab Corp.
latex examination gloves dynarex corporation 2337 Middle finger used for latex diaphragm in fluid source vial.  Other brands (e.g., Aurelia ®  Vibrant ™) acceptable.
Optical glue Norland Products NOA 88 Low outgassing adhesive; available direct from Norland; Also available from Edmund Optics Inc.
3-way solenoid valves The LEE Company LHDA0531115H Gas valves, but can function with liquid; 1.29 " L, 0.28 " D.  Discontinued product.  Similar products available from The LEE Company.
Volumetric water flowmeter OMEGA Engineering inc.  FLR-1602A Non-contacting flow rate meter strongly preferred.  We recommend SENSIRION LG16 OEM Liquid Flow Sensor for flow rates from nl/min up to 5 ml/min.
PCD-mini photon detector  Sensl PCDMini-00100 For fluorescence detection; available direct from Sensl
Accelerometer Crossbow Technology, Inc. CXL02LF3 3-demensional force detection.  Supplied to DMI by NASA.  Similar product available from Vernier Software & Technology, LLC. 
Stereomicroscope AmScope SE305R-AZ-E
CCD Camera Thorlabs DCU223C 1024 x 768 Resolution, Color, USB 2.0; available direct from Thorlabs
USB and Trigger Cable (In/Out) for CCD Camera Thorlabs CAB-DCU-T1 Available direct from Thorlabs
Microbore tubing Saint-Gobain Corporation AAD04103 Tygon®; ID 0.02", OD 0.06", 500ft, 0.02" wall. Suppliers: VWR, Thermo Fisher Scientific Inc.
Hollow steel pins New England Small Tube (Custom)  0.025" OD, 0.017" ID, 0.500” L, stainless steel tube, type 304, cut, deburred, passivated; enable microbore tubing connections, chip tubing connections
Slide clamp World Precision Instruments, Inc. 14042 Available direct from World Precision Instruments
Leur adaptor pieces World Precision Instruments, Inc. 14011 Available direct from World Precision Instruments
Silicon wafer Addison Engineering, Inc. 6" diameter; for SU-8 mold fabrication
Polydimethylsiloxane (PDMS) elastomer base Dow Corning 3097366-1004 Supplier: Global Industrial SLP, LLC
Polydimethylsiloxane (PDMS) elastomer curing agent Dow Corning 3097358-1004 Supplier: Global Industrial SLP, LLC
Needle (23 gauge), bevel tip Terumo Medical Corporation NN-2338R Ultra thin wall; 23G x 1.5"; 22G also usable; suppliers: Careforde, Inc.,  Port City Medical
Dispensing needle (23 gauge), blunt tip CML Supply 901-23-100 23Gx 1";  available from CML Supply
Rotary tool Robert Bosch Tool Corporation 1100-01 Dremel® 1100-01 Stylus™ 
Cover glass Thermo Fisher Scientific, Inc. 12-518-105E Gold Seal™ noncorrosive borosilicate glass; for PDMS chip cover; 24×60 mm; available from Thermo Fisher Scientific, Inc.
Vacuum pump Mountain MTN8407 For degassing PDMS; supplier:  Ryder System, Inc. 
Vacuum chamber Thermo Fisher Scientific, Inc. 5311-0250 Nalgene™ Transparent Polycarbonate; available from Thermo Fisher Scientific, Inc.
Plasma cleaner Harrick Plasma PDC-32G
Hand magnifier Mitutoyo 183-131 Use in reverse direction to enable viewing at ~15".
Ethanol CAROLINA 861283 For chip cleaning. Dilute to 70% using millipore water.
Water purification system Thermo Fisher Scientific, Inc. D11901 Available direct from Thermo Fisher Scientific, Inc.
Optomechanical translation mounts Thorlabs K6X 6-Axis Kinematic Optic Mount; discontinued product; new product (K6XS) available direct from Thorlabs
Laptop Hewlett-Packard VP209AV HP Pavilion Laptop running Windows 7
Laptop tray (spring loaded) National Products, INC. RAM-234-3  RAM Tough-Tray™. Can accommodate 10 to 16 inch wide laptops.
USB splitter Connectland Technology Limited 3401167
USB Data Acquisition Cards (8 analog input, 12 digital I/O) National Instruments NI USB-6008 12-Bit, 10 kS/s Low-Cost Multifunction DAQ
USB Data Acquisition Cards (16 analog input, 32 digital I/O) National Instruments NI USB-6216 16-Bit, 400 kS/s Isolated M Series MIO DAQ, Bus-Powered
Control/acquisition Software National Instruments LabVIEW 2009 Custom coded National Instruments (NI) LabVIEW 
3D Solid Modeling Software Dassault Systèmes SolidWorks Corp. SolidWorks 2011
2D Modeling Software AUTODESK AutoCAD LT 2008
Vertical equipment rack (NASA provided) N/A
Solid aluminum optical breadboard Thorlabs MB2424 24" x 24" x 1/2", 1/4"-20 Taps; available direct from Thorlabs
Industrial grade steel and hardener The J-B Weld Company J-B Weld Steel Reinforced Epoxy Glue
Micro-hematocrit capillary  Fisher Scientific 22-362-574 inner diamter 1.1 to 1.2 mm
1 mL syringes Henke-Sass, Wolf 4010.200V0 NORM-JECT®; supplier: Grainger, Inc.
Human red blood cells Innovative Research IPLA-WB3 Tested and found negative by supplier for: HBsAg, HCV, HIV-1, HIV-2, HIV-1Ag or HIV 1-NAT, ALT, and syphilis by FDA-Approved Methods.  Because no test methods can guarantee with 100% certainty the absence of an infectious agent, human derived products should be handled as suggested in the U.S. Department of Health and Human Services Manual on BIOSAFETY IN MICROBIOLOGICAL AND BIOMEDICAL LABORATORIES, FOR POTENTIALLY INFECTIOUS HUMAN SERUM OR BLOOD SPECIMENS
Phosphate buffered saline concentrate P5493 SIGMA 10x; diluted to 1x
Tween P9416 SIGMA TWEEN® 20
Centrifuge LW Scientific STRAIGHT8-5K Swing-Out 8-place Centrifuge.  Available through authorized dealers.  Other centrifuges available direct from LW Scientific.
HD video recorder Sony MHS-CM5
Orange fluorescent nucleic acid stain Invitrogen S-11364 SYTO® 83 Orange Fluorescent Nucleic Acid Stain.  Stored in DMSO solvent. Always wear reccommended Personal Protective Equipment. No special handling
advice required.
Fluorescent counting beads Invitrogen MP 36950 CountBright™ Absolute Counting Beads.  Always wear reccommended Personal Protective Equipment. No special handling advice required.

Referências

  1. Thomas, R. A., Krishan, A., Robinson, D. M., Sams, C., Costa, F. NASA/American Cancer Society High-Resolution Flow Cytometry Project-I. Cytometry. 43, 2-11 (2001).
  2. Wen, J., Krishan, A., Thomas, R. A. NASA/American Cancer Society High-Resolution Flow Cytometry Project – II. Effect of pH and DAPI concentration on dual parametric analysis of DNA/DAPI fluorescence and electronic nuclear volume. Cytometry. 43, 12-15 (2001).
  3. Krishan, A., Wen, J., Thomas, R. A., Sridhar, K. S., Smith, W. I. NASA/American Cancer Society High-Resolution Flow Cytometry Project – III. Multiparametric analysis of DNA content and electronic nuclear volume in human solid tumors. Cytometry. 43, 16-22 (2001).
  4. Cram, L. S. Spin-offs from the NASA space program for tumor diagnosis. Cytometry. 43, 1 (2001).
  5. Crucian, B., Sams, C. Reduced gravity evaluation of potential spaceflight-compatible flow cytometer technology. Cytometry B Clin. Cytom. 66 (1), 1-9 (2005).
  6. Shi, W., Kasdan, H. L., Fridge, A., Tai, Y. -. C. Four-part differential leukocyte count using μflow cytometer. 2010 IEEE 23rd International Conference on Micro Electro Mechanical Systems. 13 (7), 1019-1022 (2010).
  7. Tai, Y. -. C., Ho, C. -. M., Kasdan, H. L. . In-Flight Blood Analysis Technology for Astronaut Health Monitoring NASA Human Research Program Investigators’ Workshop. , (2010).
  8. Shi, W., Guo, L. W., Kasdan, H., Fridge, A., Tai, Y. -. C. Leukocyte 5-part differential count using a microfluidic cytometer. 2011 16th International Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems Conference. , 2956-2959 (2011).
  9. Shi, W., Guo, L., Kasdan, H., Tai, Y. -. C. Four-part leukocyte differential count based on sheathless microflow cytometer and fluorescent dye assay. Lab Chip. 13 (7), 1257-1265 (2013).
  10. Dubeau-Laramée, G., Rivière, C., Jean, I., Mermut, O., Cohen, L. Y. Microflow1, a sheathless fiber-optic flow cytometry biomedical platform: Demonstration onboard the international space station. Cytometry A. , (2013).
  11. Crucian, B., Quiriarte, H., Guess, T., Ploutz-Snyder, R., McMonigal, K., Sams, C. A Miniaturized Analyzer Capable of White-Blood-Cell and Differential Analyses During Spaceflight. Lab Medicine. 44 (4), 304-331 (2013).
  12. Rehnberg, L., Russomano, T., Falcão, F., Campos, F., Everts, S. N. Evaluation of a novel basic life support method in simulated microgravity. Aviat. Space. Environ. Med. 82 (2), 104-110 (2011).
  13. Pump, B., Videbaek, R., Gabrielsen, A., Norsk, P. Arterial pressure in humans during weightlessness induced by parabolic flights. J. Appl. Physiol. 87 (3), 928-932 (1999).
  14. Strauch, S. M., Richter, P., Schuster, M., Häder, D. The beating pattern of the flagellum of Euglena gracilis under altered gravity during parabolic flights. J. Plant Physiol. 167 (1), 41-46 (2010).
  15. Sams, C. F., Crucian, B. E., Clift, V. L., Meinelt, E. M. Development of a whole blood staining device for use during space shuttle flights. Cytometry. 37 (1), 74-80 (1999).
  16. Smith, S. M., Davis-Street, J. E., Fontenot, T. B., Lane, H. W. Assessment of a portable clinical blood analyzer during space flight. Clin. Chem. 43, 1056-1065 (1997).
  17. Weigl, B. H., Kriebel, J., Mayes, K. J., Bui, T., Yager, P. Whole Blood Diagnostics in Standard Gravity and Microgravity by Use of Microfluidic Structures (T-Sensors). Microchimica Acta. 131 (1-2), 75-83 (1999).
  18. . Revolutionizing Medical Technology for Earth and Space. Canadian Space Agency. , (2012).
  19. Peytavi, R. Microfluidic device for rapid (<15 min) automated microarray hybridization. Clin. Chem. 51, 1836-1844 (2005).
  20. Groemer, G. E. The feasibility of laryngoscope-guided tracheal intubation in microgravity during parabolic flight: a comparison of two techniques. Anesthesia and analgesia. 101 (5), 1533-1535 (2005).
  21. Johnston, S. L., Campbell, M. R., Billica, R. D., Gilmore, S. M. Cardiopulmonary resuscitation in microgravity: efficacy in the swine during parabolic flight. Aviat. Space Environ. Med. 75 (6), 546-550 (2004).
  22. Panait, L., Broderick, T., Rafiq, A., Speich, J., Doarn, C. R., Merrell, R. C. Measurement of laparoscopic skills in microgravity anticipates the space surgeon. Am. J. Surg. 188 (5), 549-552 (2004).
  23. Kirkpatrick, A. W. Intraperitoneal gas insufflation will be required for laparoscopic visualization in space: a comparison of laparoscopic techniques in weightlessness. J. Am. Coll. Surg. 209 (2), 233-241 (2009).
  24. Campbell, M. R. Endoscopic surgery in weightlessness: the investigation of basic principles for surgery in space. Surg. Endosc. 15 (12), 1413-1418 (2001).
  25. Caiani, E. G., Sugeng, L., Weinert, L., Capderou, A., Lang, R. M., Vaïda, P. Objective evaluation of changes in left ventricular and atrial volumes during parabolic flight using real-time three-dimensional echocardiography. J. Appl. Physiol. 101 (2), 460-468 (2006).
  26. Ansari, R., Manuel, F. K., Geiser, M., Moret, F., Messer, R. K., King, J. F., Suh, K. I., Manns, F., S derberg, P. G., Ho, A. Measurement of choroidal blood flow in zero gravity. Ophthalmic technologies XII : 19-20 January 2002, San Jose, USA. , 177-184 (2002).
  27. Foldager, N. Central venous pressure in humans during microgravity. J. Appl. Physiol. 81 (1), 408-412 (1996).
  28. Hausmann, N. Cytosolic calcium, hydrogen peroxide and related gene expression and protein modulation in Arabidopsis thaliana cell cultures respond immediately to altered gravitation: parabolic flight data. Plant Biol. (Stuttg). 16 (1), 120-128 (2014).
  29. Thiel, C. S. Rapid alterations of cell cycle control proteins in human T lymphocytes in microgravity). Cell Commun. Signal. 10 (1), 1 (2012).
  30. Tsuda, T., Kitagawa, S., Yamamoto, Y. Estimation of electrophoretic mobilities of red blood cells in 1-G and microgravity using a miniature capillary electrophoresis unit. Electrophoresis. 23, 2035-2039 (2002).
  31. Paul, A. -. L., Manak, M. S., Mayfield, J. D., Reyes, M. F., Gurley, W. B., Ferl, R. J. Parabolic flight induces changes in gene expression patterns in Arabidopsis thaliana. Astrobiology. 11 (8), 743-758 (2011).
  32. Zeredo, J. L., Toda, K., Matsuura, M., Kumei, Y. Behavioral responses to partial-gravity conditions in rats. Neurosci. Lett. 529 (2), 108-111 (2012).
  33. Taube, J. S., Stackman, R. W., Calton, J. L., Oman, C. M. Rat head direction cell responses in zero-gravity parabolic flight. J. Neurophysiol. 92 (5), 2887-2897 (2004).
  34. Hilbig, R. Effects of altered gravity on the swimming behaviour of fish. Adv. Space Res. 30 (4), 835-841 (2002).
  35. Yang, J., Qi, L., Chen, Y., Ma, H. Design and Fabrication of a Three Dimensional Spiral Micromixer. Chinese J. Chem. 31, 209-214 (2013).
  36. Zhang, K. Realization of planar mixing by chaotic velocity in microfluidics. Microelectron. Eng. 88, 959-963 (2011).
  37. Liu, R. H. Passive mixing in a three-dimensional serpentine microchannel. J. Microelectromechanical Syst. 9, 190-197 (2000).

Play Video

Citar este artigo
Phipps, W. S., Yin, Z., Bae, C., Sharpe, J. Z., Bishara, A. M., Nelson, E. S., Weaver, A. S., Brown, D., McKay, T. L., Griffin, D., Chan, E. Y. Reduced-gravity Environment Hardware Demonstrations of a Prototype Miniaturized Flow Cytometer and Companion Microfluidic Mixing Technology. J. Vis. Exp. (93), e51743, doi:10.3791/51743 (2014).

View Video