एक उच्च थ्रूपुट माइक्रोफ्लुइडिक डिवाइस का उपयोग करके गतिशील पर्यावरणीय स्थितियों का उत्पादन
Summary
हम जटिल जीवन मशीनरी पर उच्च थ्रूपुट अध्ययनों के लिए एक माइक्रोफ्लुइडिक सिस्टम पेश करते हैं, जिसमें 1500 संस्कृति इकाइयां, बढ़ी हुई पेरिस्टाटिक पंपों की एक सरणी और साइट पर मिश्रण मोडुलस शामिल हैं। माइक्रोफ्लुइडिक चिप वीवो में अत्यधिक जटिल और गतिशील सूक्ष्म पर्यावरणीय स्थितियों के विश्लेषण के लिए अनुमति देता है।
Abstract
वीवो पर्यावरणीय स्थितियों में नकल करना जटिल जीवन मशीनरी पर इन विट्रो अध्ययनों के लिए महत्वपूर्ण है। हालांकि, लाइव कोशिकाओं और अंगों को लक्षित करने वाली वर्तमान तकनीकें या तो अत्यधिक महंगी हैं, जैसे रोबोटिक्स, या तरल हेरफेर में नैनोलिटर वॉल्यूम और मिलीसेकंड समय सटीकता की कमी है। हम यहां एक माइक्रोफ्लुइडिक सिस्टम का डिजाइन और निर्माण प्रस्तुत करते हैं, जिसमें 1,500 संस्कृति इकाइयां, बढ़ी हुई पेरिस्टाल्टिक पंपों की एक सरणी और साइट पर मिश्रण मोडुलस होता है। माइक्रोफ्लुइडिक डिवाइस की क्षमताओं को प्रदर्शित करने के लिए, प्रस्तावित प्रणाली में तंत्रिका स्टेम सेल (एनएससी) क्षेत्रों को बनाए रखा जाता है। हमने देखा कि जब एनएससी क्षेत्र 1 दिन में सीएक्ससीएल और 2 दिन में ईजीएफ के संपर्क में आता है, तो गोल आकार की संरचना को अच्छी तरह से बनाए रखा जाता है । 6 दवाओं के इनपुट क्रम में भिन्नता एनएससी क्षेत्र में रूपात्मक परिवर्तन और एनएससी स्टेमनेस (यानी, हेस 5 और डीसीएक्स) के लिए अभिव्यक्ति स्तर के प्रतिनिधि मार्कर का कारण बनती है। इन परिणामों से संकेत मिलता है कि गतिशील और जटिल पर्यावरणीय स्थितियों का एनएससी भेदभाव और आत्म-नवीकरण पर बहुत प्रभाव पड़ता है, और प्रस्तावित माइक्रोफ्लुइडिक डिवाइस जटिल जीवन मशीनरी पर उच्च थ्रूपुट अध्ययन के लिए एक उपयुक्त मंच है।
Introduction
बायोमेडिकल और क्लीनिकल स्टडीज के लिए हाई थ्रूपुट तकनीक महत्वपूर्ण है। लाखों रासायनिक, आनुवंशिक, या लाइव सेल और ऑर्गेनॉइड परीक्षणों का समानांतर रूप से आयोजन करके, शोधकर्ता तेजी से जीन की पहचान कर सकते हैं जो जैव-आणविक मार्ग को मिलाते हैं, और अनुक्रमिक दवा इनपुट को किसी की विशिष्ट जरूरतों के लिए अनुकूलित करते हैं। एक डिवाइस नियंत्रण कार्यक्रम के साथ संयोजन में रोबोटिक्स1 और माइक्रोफ्लुइडिक चिप्स जटिल प्रयोगात्मक प्रक्रियाओं को स्वचालित होने की अनुमति देते हैं, सेल/ऊतक हेरफेर, तरल हैंडलिंग, इमेजिंग, और डेटा प्रोसेसिंग/नियंत्रण2,3को कवर करते हैं । इसलिए, वांछित थ्रूपुट4, 5के अनुसार, एक ही चिप पर सैकड़ोंऔरहजारों प्रायोगिक स्थितियों को बनाए रखा जासकताहै।
इस प्रोटोकॉल में, हमने माइक्रोफ्लुइडिक डिवाइस की डिजाइन और निर्माण प्रक्रिया का वर्णन किया, जिसमें 1500 संस्कृति इकाइयां, बढ़ी हुई पेरिस्टाटिक पंपों की एक सरणी और साइट पर मिश्रण मोडुलस शामिल हैं। 2-स्तरीय सेल कल्चर चैंबर मध्यम विनिमय के दौरान अनावश्यक कतरनी को रोकता है, जो दीर्घकालिक लाइव सेल इमेजिंग के लिए एक अव्यवस्थित संस्कृति वातावरण सुनिश्चित करता है। अध्ययनों से पता चलता है कि प्रस्तावित माइक्रोफ्लुइडिक डिवाइस जटिल जीवन मशीनरी पर उच्च थ्रूपुट अध्ययन के लिए एक उपयुक्त मंच है। इसके अलावा, माइक्रोफ्लुइडिक चिप की उन्नत विशेषताएं वीवो में अत्यधिक जटिल और गतिशील माइक्रोएनवायरमेंटल स्थितियों के स्वचालित पुनर्गठन की अनुमति देती हैं, जैसे एवरचेंग साइटोकिन्स और लिगांड रचनाएं6,7,जिनके पूरा होने में 96-वेल प्लेट जैसे पारंपरिक प्लेटफार्मों के लिए महीने लगते हैं।
Protocol
Representative Results
Discussion
मल्टीप्लेक्स और जटिल प्रयोगों को करने के लिए विभिन्न माइक्रोफ्लुइडिक उपकरण विकसित किए गएहैं. उदाहरण के लिए, टोपोलॉजिकल अवकाशों की एक सरणी से बने माइक?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
लेखक चांसन इंस्ट्रूमेंट (चाइना) लिमिटेड के झिफेंग चेंग से तकनीकी सहायता को स्वीकार करते हैं । इस काम को ग्रांट (नेशनल नेचुरल साइंस फाउंडेशन ऑफ चाइना,51927804) ने सपोर्ट किया।
Materials
| 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 |
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