Biyomedikal Havacilik için refraktif Dizin eşleşen cihazların imalat
Summary
Bu iletişim kuralı kez mikro eşleşmeyen Kırılma endeksi nedeniyle microchannel yapıları ve sulu bir çözüm arasında ortaya çıkan eserler ortadan kaldırmak için MY133-V2000 mikrosıvısal cihazları imalatı açıklar. Bu iletişim kuralı bir akrilik sahibi yapışma kimyasal ve mekanik olarak iyileştirilmesi kapsüllenmiş aygıt sıkıştırmak için kullanır.
Abstract
Mikrosıvısal cihazların kullanımı biyomedikal uygulamalar için belirleyici bir araç olarak ortaya çıkmıştır. Modern mikroskobu teknikleri ile birleştiğinde, bu cihazlar sağlam bir platform eşzamanlı tamamlayıcı ölçümler yapabilen bir parçası olarak uygulanabilir. Bu iki teknik kombinasyonu tarafından oluşturulan birincil kırılma indisi mikrosıvısal cihazlar yapmak geleneksel olarak kullanılan malzemeler ve genellikle Biyomedikal içinde kullanılan sulu çözümler arasında uyuşmazlıkla bir mücadeledir. Bu uyuşmazlığı kanal veya aygıt kenarlarına yakın görme duyusuyla ilgili eserler oluşturabilirsiniz. Bir çözümdür flüorlu polimer MY133-V2000 kimin kırılma indisi su için benzer gibi kullanarak aygıt imal için kullanılan malzemenin kırılma indeksi azaltmak için (n = 1.33). Burada, dışarı MY133-V2000 yumuşak litografi teknikleri kullanılarak yapılmış bir mikrosıvısal alet inşaat, MY133-V2000 fabrikasyon aygıt arasındaki yapışma artırmak için akrilik bir sahibi ile birlikte O2 plazma ile gösterilmiştir ve POLYDİMETHYLSİLOXANE (PDMS) alt katman. Cihazın o zaman bu hücre kültür medya hücre kültür koşulları tipik bir görüntüleme deneyi boyunca korumak için aygıtın yeteneğini göstermek 24 h için dolu kuluçka tarafından test edilmiştir. Son olarak, nicel faz mikroskobu (QPM) kütle microchannel canlı yapışık hücreleri içinde dağılımını ölçmek için kullanılır. Bu şekilde PDMS gibi geleneksel yumuşak litografi malzemeler yerine MY133-V2000 gibi bir düşük dizin of kırılma polimer aygıttan imalatı tarafından etkin artan duyarlılık gösterdi. Genel olarak, bu yaklaşım mikrosıvısal cihazları imalatı için kolayca optik dışlayıcıları azaltmak ve ölçüm hassas artırın için varolan yumuşak litografi iş akışları entegre edilebilir.
Introduction
Mikrosıvısal teknolojisinin gelişimini ölçek mikroskobik akar1,2benzersiz fizik kaldıraç Yeni Biyomedikal teknikleri çok çeşitli sağlamıştır. Bu klinik biyolojik hücre sertliği3, yüzey işaretleyicileri4ve büyüme5de dahil olmak üzere, ölçmek mikrosıvısal platformlarda yerleşik tanılama teknikleri içerir. Tek hücreleri manipüle ederek mikrosıvısal aygıtları biyomarker heterojenite, örneğin malignite6bir göstergesi olarak ölçmek için de kullanılabilir. Mikroskopi mikrosıvısal uygulamalarla birleştirme olanağını daha fazla aynı anda birden çok biyolojik ölçen cihazlar için izin vererek bu platformlar yarar artmıştır7.
QPM faz kayması gibi ışık geçer ve şeffaf örnekleri içinde madde ile etkileşim ölçen bir mikroskobu tekniktir. Tek tek hücreleri kütlesi QPM ölçümleri kırılma indisi ve biyokütle yoğunluğu8,9bilinen ilişkisi kullanılarak hesaplanabilir. Önceki çalışma QPM hücre büyüme10,11 ve hücre mekanik özellikleri üzerinden bozukluk gücü12gibi klinik parametreler ölçme yeteneğine sahip olduğunu göstermiştir. Havacilik ile birleştirildiğinde, QPM potansiyel olarak son derece kontrollü ortam vitrohücre davranışlara ölçmek için kullanılabilir. QPM Havacilik ile birleştirerek karşı karşıya olduğu birincil sorunları biridir yumuşak litografi üzerinden mikrosıvısal kanalları13oluşturmak için kullanılan çoğu polimerlerin yüksek kırılma indisi.
Havacilik çeşitli mikroskobu teknikleri ile kombinasyonu önündeki önemli bir sorunu su14,15kırılma indisini göre aygıt malzemenin kırılma indisi arasında uyumsuzluk var. Bu sorunu çözmek için bir düşük kırılma indisi polimer CYTOP16 veya MY133-V200013gibi kullanılarak yöntemidir. Fluorlu ultraviyole (UV) ikincisidir-su için benzer bir kırılma indisi vardır tedavi edilebilir akrilat polimer (n = 1.33) ve birçok kurulan mikrosıvısal pürüzsüz entegrasyon sağlayan yumuşak litografi teknikleri ile uyumlu Aygıt imalat iş akışları. Bu MY133-V2000 değil sadece uygun mikrosıvısal cihaz imalat için yapar, ama Ayrıca kolayca QPM ve diğer mikroskobu yaklaşımlar hücre davranış koloni hem tek hücreli ölçek ölçmek için ile kombine olarak sağlar. MY133-V2000 eserler su-MY133 arabirimi üzerinden ışık geçer olarak küçük, varsa, faz kayması üreterek unwrapping faz nedeniyle ortadan kaldırır.
Kırılma indisi uyuşmazlıkla ortadan kaldırarak rağmen cam veya PDMS gibi diğer malzemeler düşük bağlılığı flüorlu polimerler, MY133-V2000 gibi gelen fabrikasyon cihazlar ile ilişkili bir büyük sorun olduğunu. Mevcut çalışma yumuşak litografi kullanarak bir MY133-V2000 mikrosıvısal cihaz imalatı gösterir. Kanal ve PDMS yüzeyinin tedavi etmek için O2 plazma ile bir özel fabrikasyon akrilik sahibi ile birlikte substrat cihazın substrat mühürlü bir kanal oluşturmak için uygun sağlar. Bu aygıt için hücre kültürü ve QPM kitle her ikisi içinde tanı klinik önemi var canlı hücrelerinin büyümesini ve hücre biyokütle, hücre içi taşıma ölçmek için önemli uygulamalar vardır kanal hücrelerinin ölçmek için uygundur Tıp ve ilaç bir keşif.
Protocol
Representative Results
Discussion
MY133-V2000 geleneksel yumuşak litografi imalat malzemeleri PDMS gibi alternatif olarak kullanılabilir. Önceki çalışma malzemeleri PDMS gibi yüksek bir dizin bir kırılma ile imalat malzeme ve kanal içinde sulu çözüm arasında eşleşmeyen endeksleri of kırılma nedeniyle kanal duvarları yakınında önemli eserler tanıtmak göstermiştir 13. MY133-V2000 sağlar uygun mikrosıvısal cihazın biyomedikal uygulamalarda yaygın olarak kullanılan sulu çözümler için kırılma indisi…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu eser Ofisi Başkan Yardımcısı ile birlikte fon tarafından yanı sıra, araştırma için hibe P30 Huntsman Kanser Enstitüsü ve CRR Program Huntsman Kanser Enstitüsü’nde CA042014 Utah Üniversitesi tarafından desteklenmiştir.
Materials
| MY133-V2000 | MY Polymers | MY133-V2000 | |
| Sylgard 184 | Ellsworth Adhesives | 184 SIL ELAST KIT 0.5KG | |
| Fisher Premium microscope slides | Fisher Scientific | 12-544-4 | |
| .118"(3.0mm) x 12" x 12" Acrylic Sheet | United States Plastic Corp | 44290 | |
| .060"(1.5mm) x 12" x 12" Acrylic Sheet | United States Plastic Corp | 44200 | |
| SCIGRIP 3 Very Fast Set Acrylic Cement | United States Plastic Corp | 45735 | |
| Standard Aluminum Foil (.6 mm thick) | VWR | 89107-726 | |
| Kim Wipes | Fisher Scientific | 06-666 | |
| Insta-Cure+ Super Glue | Bob Smith Industries | BSI-109 | |
| 1/8" PVC tubing | McMaster Carr | 5231K55 | |
| McCormick Food Coloring | Target | 13353207 | |
| X-Acto #1 Precision Knife | X-Acto | X3201 | |
| X-Acto #18 Heavyweight wood chiseling blade | X-Acto | X218 | |
| VWR Razor Blades | VWR | 55411-055 | |
| Surface Treated Cell Culture Dishes | Fisher Scientific | FBO12922 | |
| Fibronectin Human Plasma | Sigma-Aldritch | F0895-1MG | |
| Trypsin-EDTA 10x | Fisher Scientific | 15-400-054 | |
| Corning Dulbecco's Phosphate Buffered Saline | Fisher Scientific | MT21030CM | |
| Gibco Penicillin-Streptomycin | Fisher Scientific | 15-140-148 | |
| HyClone Nonessential Amino Acids 100x | Fisher Scientific | SH3023801 | |
| Fetal Bovine Serum | Omega Scientific | FB-12 | |
| Corning DMEM with L-glutamine and glucose | Fisher Scientific | MT10013CV | |
| Trichloro(1H,1H,2H,2H-perfluorooctyl)silane | Sigma-Aldritch | 448931 | Reacts violently with water |
| Ethanol, 200 proof Decon Labs | Fisher Scientific | 04-355-223 | |
| Acetone | Fisher Scientific | A18P-4 | |
| Bel-Art 42025 Plastic Dessicator | Cole-Parmer | EW-06514-30 | |
| Epilog Fusion Laser Cutter, 120 W | Epilog Laser | Epilog Fusion M2 32 Laser | |
| Isotemp Stirring Hotplate | Fisher Scientific | SP88850200 | |
| Ateco 14111 1.5 inch stainless steel cutter | Ateco | 14111 | |
| Pyrex Glass Cell Culture Dish | Fisher Scientific | 08-747B | |
| Radio Frequency Plasma Cleaner | Harrick Plasma | PDC-32G | Used with Oxygen gas |
| Black Hole Laboratories Digivac | Black Hole Laboratories | Model 215 | |
| Intelli-Ray Ultraviolet Oven | Uvitron | UVO338 | |
| Compact Spin Coater | MTI Corporation | VTC-100A | |
| Fisher Brand Isotemp Oven | Fisher Scientific | 15-103-0510 | Forced Air Convection |
| Gilson Positive Displacement Pipette P1000 | Fisher Scientific | FD10006G | |
| HeraCell VIOS 160i | Fisher Scientific | 13 998 212PM |
References
- Zare, R. N., Kim, S. Microfluidic platforms for single-cell analysis. Annual Review Biomedical Engineering. 12, 187-201 (2010).
- Neuzi, P., Giselbrecht, S., Lange, K., Huang, T. J., Manz, A. Revisiting lab-on-a-chip technology for drug discovery. Nature Reviews Drug Discovery. 11 (8), 620-632 (2012).
- Xu, W., et al. Cell stiffness is a biomarker of the metastatic potential of ovarian cancer cells. PLoS ONE. 7 (10), 46609 (2012).
- Karakas, H. E., et al. A microfluidic chip for screening individual cancer cells via eavesdropping on autophagy-inducing crosstalk in the stroma niche. Scientific Reports. 7 (1), 2050 (2017).
- DeBerardinis, R. J., Lum, J. J., Hatzivassiliou, G., Thompson, C. B. The biology of cancer: metabolic reprogramming fuels cell growth and proliferation. Cell Metabolism. 7 (1), 11-20 (2008).
- Yin, H., Marshall, D. Microfluidics for single cell analysis. Current Opinion in Biotechnology. 23 (1), 110-119 (2012).
- Kemper, B., et al. Monitoring of laser micromanipulated optically trapped cells by digital holographic microscopy. Journal of Biophotonics. 3 (7), 425-431 (2010).
- Barer, R. Interference micorscopy and mass determination. Nature. 169 (4296), 366-367 (1952).
- Zangle, T. A., Teitell, M. A. Live-cell mass profiling: an emerging approach in quantitative biophysics. Nature Methods. 11 (12), 1221-1228 (2014).
- Chun, J., et al. Rapidly quantifying drug sensitivity of dispersed and clumped breast cancer cells by mass profiling. Analyst. 137 (23), 5495-5498 (2012).
- Reed, J., et al. Live cell interferometry reveals cellular dynamism during force propagation. Acs Nano. 2 (5), 841-846 (2011).
- Eldridge, W. J., Steelman, Z. A., Loomis, B., Wax, A. Optical Phase Measurements of Disorder Strength Link Microstructure to Cell Stiffness. Biophysical Journal. 112 (4), 692-702 (2017).
- Kim, D. N. H., Kim, K. T., Kim, C., Teitell, M. A., Zangle, T. A. Soft lithography fabrication of index-matched microfluidic devices for reducing artifacts in fluorescence and quantitative phase imaging. Microfluidics and Nanofluidics. 22 (1), 11 (2018).
- Byron, M. L., Variano, E. A. Refractive-index-matched hydrogel materials for measuring flow-structure interactions. Experiments in Fluids. 54 (2), 6 (2013).
- Ogawa, T., Hanada, Y. Microfabrication of the UV transparent polymer CYTOP using a conventional pulsed green laser. Applied Physics a-Materials Science & Processing. 122 (3), 6 (2016).
- Hanada, Y., Ogawa, T., Koike, K., Sugioka, K. Making the invisible visible: a microfluidic chip using a low refractive index polymer. Lab on a Chip. 16 (13), 2481-2486 (2016).
- Zangle, T. A., Burnes, D., Mathis, C., Witte, O. N., Teitell, M. A. Quantifying biomass changes of single CD8+ T cells during antigen specific cytotoxicity. PLoS One. 8 (7), 68916 (2013).
- Huang, D., et al. High Speed Live Cell Interferometry: A New Method for Rapidly Quantifying Tumor Drug Resistance and Heterogeneity. Analytical Chemistry. 90 (5), 3299-3306 (2018).
- Mir, M., Bergamaschi, A., Katzenellenbogen, B. S., Popescu, G. Highly sensitive quantitative imaging for monitoring single cancer cell growth kinetics and drug response. PLoS ONE. 9 (2), 89000 (2014).
