Method Article

Micro-Измерение скорости Изображения Частиц для профиля скорости Измерения Micro приливает кровь

DOI:

10.3791/50314

⸱

April 25th, 2013

 , 
1Department of Chemical and Biological Engineering, University of Ottawa , 2Department of Mechanical Engineering, University of Ottawa

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Micro-Измерение скорости Изображения Частиц (μPIV) используется для визуализации парных изображений микрочастиц высевают в потоках крови, которые являются взаимной корреляции дать точный профиль скорости. Скорость сдвига, максимальная скорость, форма профиля скорости, а скорость потока, каждый из которых имеет клинического применения, могут быть получены из этих измерений.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Micro-Измерение скорости Изображения Частиц (μPIV) используется для визуализации парных изображений микрочастиц высевают в течет кровь. Изображения взаимной корреляции, чтобы дать точный профиль скорости. Протокол представляется для измерений μPIV крови потоков в микроканалов. На уровне микроциркуляции, кровь не может считаться однородной жидкости, поскольку она представляет собой суспензию гибкий частиц, взвешенных в плазме ньютоновской жидкости. Скорость сдвига, максимальная скорость, форма профиля скорости, и скорость потока может быть получена из этих измерений. Несколько ключевых параметров, таких как глубина очага, концентрации частиц и системы соответствия, представлены в целях обеспечения точного, полезные данные вместе с примерами и репрезентативные результаты для различных гематокрита и условий обтекания.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Организм человека содержит многочисленные сосуды с диаметром менее 50 мкм, которые являются основной сайт обмена между кровью и тканями. Исследование кровотока в этих сосудах представляет собой значительную проблему как за счет масштаба измерения и свойства жидкости крови. Эти измерения, в том числе градиент давления, сдвига на стене, и профилей скорости в артериол и венул, являются ключевыми факторами, связанными с физиологическими реакциями. Есть в настоящее время беспрецедентные возможности, чтобы решить эти проблемы оценки, благодаря новой экспериментальной техники на микроуровне для изучения микроциркуляции и решить эту многомасштабная проблемы.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. Изготовление Microchip

Первый шаг заключается в создании или покупке микроканальным. Есть много вариантов для материала микрочипа.

Один из наиболее распространенных материалов, выбранных представляет собой поли (диметилсилоксан) (PDMS). Есть много публикаций по направлениям PDMS для изготовления мягкой литографии через 16,17,18.

Как только канал PDMS изготовлен, есть несколько способов обработки поверхности доступны отменить свое природных гидрофобность. Кислород плазменную обработку распространенный вариант.

Чжоу, Эллиса и Voelcker (2009) д....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

На всех рисунках, поток слева направо в необработанных изображений, и вверх в расчетных профилей скорости. Пример исходные данные, полученные с кровью в гематокрита H = 10 протекающий при 10 мкл / час показан на рисунке 2. Исходные данные могут быть коррелируется без обработки данных для достижения профилей скорости. Влияние предварительной обработки и обработки данных методов обсуждается Питтс, и др.., (2012b). Пример результирующий профили скорости из данных, как на р.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Использование μPIV для измерения кровотока в масштабе микроциркуляции может дать представление большого количества соответствующих медико-биологических, механических и химических процессов машиностроения. Некоторые из ключевых факторов для учета являются плотность РБК себе, агрегации и деформируемости эритроцитов, агрегации или движение флуоресцирующих микрочастиц, и расселение РБК в каналах. Все это можно объяснить тем, что общие руководящие принципы, изложенные выше следуют. Существует базовая контрольный список, чтоб.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Авторы не имеют ничего раскрывать.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Авторы хотели бы поблагодарить NSERC (естественных наук и инженерного совета Канады) для финансирования, Екатерина Pagiatikis за помощь в начальные отрезки, Сура Абу-Mallouh и Фредерик Фахим для тестирования протокола, Ричард Прево из LaVision, Inc для технической поддержки, и Гай Cloutier из Монреальского университета за кредит Dalsa высокоскоростную камеру.

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
поли(диметилсилоксан) (PDMS), e. Sylgard-184Dow-Corning3097358-1004
этилендиаминтетрауксусная кислота (ЭДТА)Sigma AldrichE9884-100G
пошпат буферизованный физиологический раствор (PBS)Sigma AldrichP5368-10PAK
флуоресцирующие микрочастицыMicrogenics/FisherSciR900
глицерин (ОПЦИОНАЛЬНО)Sigma AldrichG6279-500 мл
, <ем>т.е. шприц CritSpinFisherSci22-269-291
, <эм>т.е. 50 мкм; l ГазоплотнаяHamilton80965
, e. Imager Intense, высокоскоростноймикроскоп LaVision, микроскоп DalsaImager Intense
, e. MITASLaVision MITAS
Nd:YAG лазерNew Wave ResearchSolo-II
шприцевая помпа, т.е. Nexus3000Chemyx, Inc.Nexus-3000
, e. программное обеспечение для обработки данных TygonFisherSci14-169-1A
, e. центрифуга DaVisLaVisionDaVis
, т.е. Thermo Scientific CL2Thermo Scientific004260F
Микроцентрифуга камера Гибкие трубки

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Santiago, J. G., Wereley, S. T., Meinhart, C. D. A particle image velocimetry system for microfluidics. Experiments in Fluids. 25, 316-319 (1998).
  2. Evaluation of Velocity Measurement in Micro Tube by Highly Accurate PIV Technique. Sugii, Y., Okamoto, K., Nishio, S., Nakano, A. 4th International Symposium on Particle Image Velocimetry (PIV '01), 17-19 Sept. 2001, , 1-5 (2001).
  3. Park, J. S., Choi, C. K., Kihm, K. D.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Micro particle Image VelocimetryVelocity Profile MeasurementsMicro Blood FlowsMicrochannel Flow AnalysisParticle Image CorrelationFluorescent Tracer ParticlesBlood Sample PreparationLaser Imaging SystemSyringe Pump CalibrationHematocrit Effects

Related Articles