Summary

Redusert-gravitasjon Miljø Hardware Demonstrasjoner av en prototyp miniatyrisert Flowcytometer og Companion mikrofluid Mixing Technology

Published: November 13, 2014
doi:

Summary

Romfart blod diagnostikk trenger innovasjon. Noen demonstrasjoner har blitt publisert som illustrerer in-flight, redusert tyngdekraft helse diagnostisk teknologi. Her presenterer vi en metode for bygging og drift av en parabolsk flytur testrigg for en prototype point-of-care flow-cytometri design, med komponenter og forberedelse strategier tilpasningsdyktige til andre oppsett.

Abstract

Inntil nylig var astronaut blodprøver samlet in-flight, transporteres til jorden på romfergen, og analysert i terrestriske laboratorier. Hvis mennesker er å reise utenfor lav jordbane, en overgang mot space-klar, point-of-care (POC) testing er nødvendig. Slik testing må være omfattende, lett å utføre i en redusert tyngdekraft miljø, og upåvirket av stress av lanseringen og romfart. Utallige POC enheter har blitt utviklet for å etterligne laboratorieskala kolleger, men de fleste har smale programmer og få har påviselig bruk i en in-flight, redusert gravitasjon miljø. Faktisk er demonstrasjoner av biomedisinsk diagnostikk i redusert tyngdekraft begrenset helt, noe som gjør komponent valg og visse logistiske utfordringer vanskelig å nærme når søker å teste ny teknologi. For å bidra til å fylle tomrommet, presenterer vi en modulær metode for bygging og drift av en prototype blod diagnostisk utstyr og tilhørende parabolic flight testrigg som oppfyller standardene for flight-testing om bord på en parabolsk flytur, redusert gravitasjon fly. Metoden først fokuserer på rigg montering for in-flight, redusert gravitasjon testing av et flowcytometer og en ledsager microfluidic blanding chip. Komponenter er tilpasningsdyktig til andre motiver og noen tilpassede komponenter, for eksempel en microvolume prøvelaster og micromixer kan være av spesiell interesse. Metoden deretter skift fokus til forberedelse fly, ved å tilby veiledning og forslag for å forberede for en vellykket testtur med hensyn til brukeropplæring, utvikling av en standard operasjonsprosedyre (SOP), og andre problemer. Endelig er in-flight eksperimentelle prosedyrer som er spesifikke for våre demonstrasjoner beskrevet.

Introduction

Utilstrekkeligheten av dagens plass klar helse diagnostikk presenterer en begrensende faktor til dypere bemannet romfart. Diagnostikk må være omfattende, lett å bruke i redusert tyngdekraft, og relativt upåvirket av påkjenninger i lanseringen og romfart (f.eks høye G-krefter, vibrasjoner, stråling, temperaturendringer, og kabintrykkforandringer). Utviklingen i point-of-care testing (POCT) kan oversette til effektive romfart løsninger gjennom bruk av mindre pasientprøver (for eksempel en finger stikk), enklere og mindre fluidics (dvs. Microfluidics), og redusert elektriske kraftbehov, blant annet fordeler. Strømningscytometri er en attraktiv metode for in-POC plass på grunn av den brede anvendelsen av teknologien, herunder mot celletelling og biomarkør kvantifisering, samt betydelige miniatyrisering potensial. Tidligere romrelaterte flowcytometere inkluderer 'atom pakking efficiency '(NPE) instrument som benyttes samtidig buelampen indusert fluorescens og elektronisk volum (Coulter volum) måling 1-4, en relativt liten Borstemmaskin flowcytometer representerer den "første generasjon av sanntids flowcytometri data under null gravitasjon' 5, en 'sheathless microflow cytometer' i stand til 4- og 5-del av hvite blodceller (WBC) telling ved anvendelse av differensial forbehandlet 5 ul fullblodprøver 6-9, og en "fiberoptisk baserte 'flowcytometer nylig testet om bord i den internasjonale Space Station 10.

Vurderer diagnostisk teknologi for potensielle plass applikasjoner er vanligvis utføres ombord redusert gravitasjon fly som bruker en tilnærmet parabolske flygebane for å simulere et valgt nivå av vektløshet (f.eks null-gravitasjon, Martian-gravitasjon) 11. Evaluering er utfordrende fordi flyge mulighetene er begrenset, repetitive korte vinduer av mikrogravitasjon kan gjøre det vanskelig å vurdere metoder eller prosesser som vanligvis krever uforstyrret perioder lengre enn 20-40 sekunder, og demonstrasjoner kan kreve ekstra utstyr som ikke lett utnyttes in-flight 12-15. Videre tidligere demonstrasjoner av in vitro diagnostiske (IVD) teknologi som brukes i, eller er laget for, redusert tyngdekraften er begrenset, og mye arbeid gjenstår upublisert. I tillegg til de ovennevnte væskestrømsfotometere, andre romrelaterte IVD-teknologier som er beskrevet i litteraturen omfatter en helblod fargingsanordning for immunfenotyping anvendelser 16, en automatisk kamerabasert cytometer 12, en håndholdt klinisk analysator for integrert potensiometri, amperometry, og conductometry 12,17, en mikrofluid 'T-sensor' enhet for analytt kvantifisering som er avhengig av diffusjon basert miksing og separering 18, og en roterende 'lab på en CD' diagnostikk plattform 19,20. Nykommere til redusert tyngdekraft testing kan også se til parabolske fly demonstrasjoner som ikke er relatert til in vitro diagnostikk når man prøver å lage evalueringsenhet mulig (eller finne ut hva som er mulig). Demonstrasjoner fra andre tidligere medisinsk eller biologisk eksperimentering med veldokumentert forberedelse fly, in-flight strategier, og flight testutstyr er inkludert i tabell 1 15, 21-35. Disse kan være informativ grunnet inkludering av manuell in-flight oppgaver, bruk av spesialutstyr, og eksperimentell containment.

Kategori Eksempler
Medisinsk nødhjelp Intubasjonsforhold (laryngoskop styrt, på Maniki) 21, hjertelivsoppretthold (bedøvede griser) 22
Kirurgisk behandling Laparoskopisk kirurgi (video simulert 23, på bedøvede griser 24,25)
Røntgen eller fysiologi vurdering Ultralyd med underkroppen negativt trykkammer 26, Doppler strømningsmåler (hode montert) 27, sentralt venetrykk monitor 28
Specialized biologisk utstyr Mikroplateleser (og in-flight hanskerommet) 29, temperaturkontroll system for cellesyklus eksperimenter 30, mikroskop (lysfelt, fasekontrast, og flerkanals fluorescens stand) 15, kapillærelektroforeseenhet koblet til video mikroskop 31
Andre Plant høsting med pinsett 32, inneholdt rotter 33,34 og fiske 35 for observasjon

Tabell 1. Parabolic Flight Demonstrasjons Eksempler med godt beskrevet Metoder / Eksperimenter

Å utvide på tidligere eksempler og gi større innsikt i vellykkede in-flight demonstrasjoner, presenterer vi en og tilpasningsdyktig prosedyre for bygging og drift av en prototype flowcytometer med tilhørende mikrofluid blanding teknologi som en del av en parabolsk flytur testrigg. Riggen gjør demonstrasjoner av prøven lasting, microfluidic miksing, og fluorescerende partikkeldeteksjon, og ble testet ombord i 2010 NASA forenklede tilgangen til Space Environment (FAST) parabolske fligHTS, flydd fra 29 september til 1 oktober 2010. Disse demonstrasjonene trekke fra begynnelse, midt og slutt, henholdsvis av en potensiell arbeidsflyt enhet hvor fingerstore blodprøver er lastet, fortynnes eller blandes med reagenser, og analysert via optisk gjenkjenning. Skalering et flowcytometer inn i en kompakt enhet krever innovasjon og forsiktig del valg. Custom og off-the-sokkel komponenter er brukt her, valgt som beste tidlige tilnærmelser av endelige komponentvalg, og kan være tilpasningsdyktig til design av andre innovatører. Etter en skisse av prototype komponentvalg, er oppsettet beskrevet på en bærekonstruksjon som tjener som et skjelett for riggsammenstilling. Prototype komponenter er tildelt steder, sikret, og ledsaget av flere komponenter som er nødvendige for vellykket eksperimentering. Oppmerksomhet da skifter til mer abstrakte prosedyrer som involverer standard prosedyre (SOP) utvikling, opplæring og annen logistikk. Endelig demonstrasjonsspesifikke prosedyrer errives. Strategiene som beskrives her og valg av støtte riggkomponenter (f.eks mikroskop, akryl boks, etc.), men implementert her for spesifikk prototype, snakke med de generelle problemstillinger og utfordringer som er relevante for å teste noe blod diagnostisk utstyr i en redusert tyngdekraft miljø .

I 2010 fly, to måne-gravitasjon (nå ca 1/6 jorden gravitasjon) og to micro-gravitasjon fly var planlagt over 4 dager, men til syvende og sist disse ble flyttet over 3 dager. Demonstrasjoner ble utført om bord på en modifisert privat drevet, trang kroppen jetfly 36. Hver uren tilgjengelig 30-40 parabler, hver ettergivende omtrent 20 sek med høy gravitasjon (omtrent 1,8 g), etterfulgt av 20-25 sek redusert gravitasjonsbetingelser. Etter halvparten av parabler ble henrettet, flyet stoppet midlertidig for en periode på ca 5-10 min i level flight slik at flyet til å snu og dra tilbake mot landingsstedet mens performing resten av parabler.

Protocol

De humane blodprøver som brukes i denne protokollen ble samlet inn med IRB godkjennelse bruker minimalt invasive protokoller (se Bidragsytere). 1. Rig Assembly Monter prototype komponenter (lufthåndtering, optiske, kontroll / datainnsamling elektronikk) for en enkel flowcytometri system som skal brukes i reduserte gravitasjonsforhold Forbered en trykksystem med minimal vekt og kraft må kjøre system fluidics Koble en miniatyrisert luftpumpe til en differensial…

Representative Results

Representative resultater for den micromixer demonstrasjonen vises på figur 7, som vist ved CCD-kamera montert på stereomikroskop. Blanding kan bli vurdert visuelt ved ethvert punkt langs spiralen, så vel som i utløpskanalen for eksperimenter som involverer to sett av væsker: blod / saltvannsoppløsning og blå / gul fargestoff. Kvantitativ analyse av de to-dimensjonale bilder kan omfatte bestemmelse av skyggen ensartethet på tvers av kanalbredden i forskjellige regioner, som vist i andre publikas…

Discussion

Metoden som beskrives her aktivert effektiv demonstrasjon av de store teknologikomponenter (sample lasting, microfluidic miksing, og optisk gjenkjenning) i løpet av 2010 FAST parabelflygninger, med sammenlignbare resultater til bakken testing. Opplæring og SOP metodene beskrevet her var spesielt effektive, og bidratt til å belyse verktøy og andre 'krykker' vesen stolt på for praksis demonstrasjoner som ikke ville være tilgjengelig ombord på parabolske flytur.

Forbedringsområd…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Maskinvare utvikling ble støttet av NASA SBIR Kontrakter NNX09CA44C og NNX10CA97C. Dataanalyse for de optiske blokk og prøvelaster demonstrasjoner ble støttet av NASA Fase III Kontrakts NNC11CA04C. Den menneskelige blodprøvetaking ble utført ved hjelp av NASA IRB Protocol # SA-10-008. Kontroll / kjøp programvare som leveres gjennom National Instruments Medical Device Grant Program. Former for microchips ble gjort ved Johns Hopkins microfabrication anlegget og Harvard Center for nanoskala Systems. Otto J. Briner og Luke Jaffe (DNA Medicine Institute) hjulpet i rack-montering i løpet av sommeren 2010. NASA flight video ansatte gitt video-opptakene under flyging uke. Carlos Barrientos (DNA Medicine Institute) gitt fotografi og figur assistanse. Spesiell takk til den forenklede tilgangen til Space Environment for teknologi 2010 Program, NASA Redusert Gravity Office, Human Tilpasning og mottiltak 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.

References

  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).
check_url/51743?article_type=t

Play Video

Cite This Article
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