فإن الكتاب أود أن أشكر NSERC (العلوم الطبيعية والهندسة مجلس كندا) للحصول على التمويل، كاثرين Pagiatikis لمساعدتها في أشواط الأولي، سورة أبو ملوح وفريدريك فهيم لاختبار البروتوكول، ريتشارد بريفوست من LaVision، وشركة للدعم التقني، وغاي كلوتير من جامعة مونتريال للحصول على القرض من DALSA كاميرا عالية السرعة.

1. رقاقة تلفيق وتتمثل الخطوة الأولى لإنشاء أو شراء متناهية الخاص بك. هناك العديد من الخيارات للمواد الرقائق الدقيقة. واحدة من المواد الأكثر شيوعا التي تم اختيارها هي بولي (dimethylsiloxane) (PDMS). هناك العديد من المنشورات على الاتجاهات لتلفيق PDMS من خلال الطباعة الحجرية الناعمة 16،17،18. بمجرد ملفقة قناة PDMS، وهناك العديد من العلاجات السطحية المتاحة لعكس hydrophobicity الطبيعي. العلاج البلازما الاوكسيجين هو خيار شائع. تشو، إليس، وفولكر (2009) تعطي استعراض المعالجات السطحية وكيف أنها تؤثر PDMS. هذه النتائج هي للمياه ومع ذلك، والدم لديه خصائص مختلفة. وقد أجريت الدراسة على ما أن المعالجة السطحية يعني للدم من قبل بيتس وآخرون (2012A). للنتائج المعروضة هنا، الأسطح رقاقة والشرائح الزجاجية كانواالمستعبدين من كان كلا تتعرض لبلازما الاوكسيجين لمدة 45 ثانية ثم ضغطت معا مما أدى بحزم في السندات دائم. 2. إعداد الدم <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> جمع عينات الدم من منشأة المعتمدة. على سبيل المثال الدم الخنزيري يمكن استخدامها مع حامض ethylenediaminetetraacetic (EDTA) بوصفها مضادة للتخثر. إضافة 1 غرام EDTA مع 4 مل من الماء، ثم قم بإضافة الحل إلى 1 لتر من الدم الكامل، والاختلاط 10X بلطف. </li></ol> عند التقاط عينات من الدم، والسماح لهم لتبرد ببطء إلى RT. يجب أن تكون عينات دماء جديدة، واستغلالها بالشكل الأمثل اليوم يتم جمعها للحفاظ على خصائص الريولوجية من الدم. قد تكون مبردة العينات مرة واحدة على RT، وسوف ومع ذلك كله دون تخثر الدم تكون غير صالحة للاستعمال بعد التبريد. اعتمادا على تخثر، ويمكن أن تبقى كرات الدم الحمراء المبردة لمدة تصل إلى 42 يوما، ويمكن أن تظل الدم الكامل المبردة لمدة 35 يوما، ولكن التلوث يكون ممكنا في غير ممرفق edical 21. بالإضافة إلى ذلك، كن حذرا من طريقة جمع عينات مع الأبقار أو الخنازير، وتجنب التلوث من قبل نخاع العظم. <ol start="2" style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> الطرد المركزي عينات الدم 3X في 3،000 دورة في الدقيقة لمدة 10 دقيقة في كل مرة. بعد الطرد المركزي الأول، وإزالة البلازما والغلالة الشهباء، وتجاهل. ومن المسلم به عموما أسهل لإزالة البلازما أولا، ثم تجاهل أو الاحتفاظ بها لاستخدامها في المستقبل، ثم لإزالة الغلالة الشهباء وحدها. </li></ol> إدخال ماصة ببطء، وذلك لعدم خلط معطف الشهباء مرة أخرى في الدم. بعد إزالة معطف الشهباء، إضافة حوالي 20 مل من الفوسفات مخزنة المالحة (PBS) وتخلط بلطف، recentrifuge. كرر الخطوة الأخيرة. بعد الطرد المركزي الثالث، إزالة برنامج تلفزيوني والمتبقية الغلالة الشهباء، وتجاهل. ومن الممكن أيضا استخدام البلازما الأصلية بدلا من برنامج تلفزيوني إذا كنت ترغب في الحفاظ على خصائص تجميع الدم. تأكد من عدم خلط أي معطف الشهباء أو أبيضخلايا الدم في البلازما. <ol start="3" style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> أخذ خلايا الدم الحمراء تنظيفها (كرات الدم الحمراء) وتعليق في برنامج تلفزيوني أو البلازما بتركيزات المطلوب (hematocrits). تحقق hematocrits مع microcentrifuge (CritSpin FisherSci، الولايات المتحدة الأمريكية). </li></ol> الدم بنسبة 10 إلى 20٪ الهيماتوكريت ينبغي أن يكون من الأسهل تصور من 40 أو 50٪ (الهيماتوكريت الفسيولوجية). في دوران الأوعية الدقيقة، والدم هو عادة نصف الهيماتوكريت من التداول الكلي، بحيث H = 20 غير كافية 15. <ol start="4" style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إضافة الاستشعاع الجزيئات التتبع في التركيز المطلوب للعينات الدم. والقاعدة العامة هي أن يكون 10 جسيمات في إطار الارتباط، والتي يمكن أن تحسب في وقت مبكر. </li></ol> على سبيل المثال، يتم إضافة 30 ميكرولتر من الجسيمات إلى 1 مل من محلول الدم لمجموعة المتابعة صورت في الفيديو. بدلا من ذلك، كرات الدم الحمراء نفسها يمكن الموسومة fluorescently. <ol start="5" style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بالإضافة إلى ذلك، وجعل حل المعايرة مع الماء والانفلونزاorescing الجسيمات. وسيكون من الضروري لمعايرة نظام مع حل النيوتونية. </li></ol> على سبيل المثال، عند استخدام هدفا 10X مع قناة على مقياس من 100 ميكرومتر، وتركيز مناسب ل300 ميكرولتر من الجزيئات مختلطة مع 15 مل من الماء المقطر. وثمة خيار آخر هو استخدام الجلسرين المخفف بالماء المقطر إلى اللزوجة من 3CP، والذي هو أقرب إلى اللزوجة الماكرو الدم. 3. القياسات μPIV <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> الليزر سلامة: التحقق من درجة الحرارة والرطوبة. ارتداء النظارات المناسبة سلامة الليزر. إغلاق الستار الليزر أو تشغيل تسجيل ليزر على باب المختبر على لمنع الناس لا يتمتعون بالحماية من التعرض. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ويرد الإجراء مع ديفيس البرامج في شريط الفيديو. لمزيد من التفاصيل يرجى الرجوع إلى دليل المستخدم لنظام محدد. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قبل اتخاذ البيانات، يحتاج نطاق الكاميرا التي يمكن معايرتها باستخدام ميكرومتر. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> للحد من الامتثال للنظام، واستخدام اقصر أنابيب لد أصغر حقنة جامدة ممكن، مثل ميكرولتر هاميلتون Gastight حقنة 15 أو 50. للحد من تسرب الدم أو كمية الهواء في النظام، وختم أنابيب إلى حقنة وإلى رقاقة. ويمكن أن يتم هذا مع الغراء، PDMS أو الفازلين (والحرص على عدم تلوث الدم). </li></ol> لملء الصغرى حقنة بالماء الذي تغلب عليه اسهم مع جزيئات التتبع استخدام أسلوب ارتجاعي لأن حجم الصغير حقنة عادة ما يكون أصغر بكثير من حجم لملء الفراغ. يتكون لدينا طريقة ارتجاعي لملء الصغرى حقنة وقناة معا عن طريق إخراج القناة باستخدام حقنة بلاستيكية الثانوية. لذلك، أولا إزالة الصغرى حقنة الغطاس، ثم دفع السائل باستخدام حقنة بلاستيكية الكلاسيكية التي تعلق على منفذ للقناة، والسماح للتدفق السائل خارج الصغرى حقنة حتى كل microbubbles هي من الدقيقة حقنة، أو أنابيب رقاقة، وأخيرا وضع الجزء الخلفي الغطاس، وافصل حقنة بلاستيكية. وجود سيمكن التحقق R غياب microbubbles مع المجهر. <ol start="5" style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مستوى ضخ حقنة لتحقيق الأنابيب الأفقية. برنامج ضخ حقنة لمعدل التدفق المطلوب. </li></ol> يكون على بينة من آثار عابرة ممكن، مثل &quot;تأثير عنق الزجاجة&quot;، لنظام جامدة أو الامتثال للنظام أن تعديل معدل التدفق الفعلي. ويمكن تقدير مرات من سمات نظام بوصفها وظيفة من المواد وأبعاد النظام. (الفصل 2، ص 77-81، Tabeling، 2005) <ol start="6" style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع رقاقة على خشبة المسرح المجهر وتبدأ المضخة. استخدام المياه مع الجسيمات لمعايرة النظام إلى سرعة الشخصي الأوسط ومعايرة DT (الوقت بين الصور نابض). </li></ol> يجب أن الجزيئات تتحرك بين 5 و 10 بكسل بين الإطارات للحصول على علاقة جيدة 11. عندما معايرة، وتوخي الحذر لقياس في منتصف القناة. الطائرة التركيز في منتصف لديها أعلىسرعة 8. إذا باستخدام قناة جولة، وتوخي الحذر من التظليل الآثار. يتم عرض صورة عينة في الشكل 2، وذلك باستخدام كاميرا نابض، في حين أن الصورة العليا هي نبض أول وصورة أسفل هو نبض الثانية. يمكن أن ينظر إليه في الرقم الذي ألمع نقطة (الاستشعاع الجسيمات) هي الأكثر في التركيز. <ol start="7" style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> اختياري: من خلال اتخاذ البيانات على ارتفاعات مختلفة لمحة سرعة 3D يمكن بناؤها عن طريق إضافة نواقل مختلفة في صورة واحدة. ويعرض الفيديو روتين الذي تم تطويره لأتمتة هذه العملية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> عند التقاط البيانات مع الدم، وملء المحاقن مع الكمية المطلوبة من الدم في نفس الطريقة كما الماء. برنامج ضخ حقنة لمعدل التدفق المطلوب، وتأخذ البيانات المطلوبة. ويرد مثال على الصور الخام التي تم الحصول عليها الشكل 2. كن حذرا من RBC الترسيب كذلك. إعادة تعبئة الحقنة كل تشغيل أو كلسيتم تشغيل أخرى تقلل من تصفية للRBC. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بعد الحصول على الصور، يتم تنفيذ عبر ارتباط على أزواج صورة للحصول على حقول ناقل السرعة بين الصور. فمن المهم أن يكون الصور الجيد ان يكون هناك علاقة جيدة. قبل الربط، ويمكن أن يتم قبل معالجة لإزالة الضوضاء في الخلفية. </li></ol> يتم ذلك عبر ارتباط بين النوافذ في الصور المجاورة، والتي يمكن أن تختلف في الحجم والشكل للتأثير على العلاقة. بعد عبر الارتباط، ويمكن أن يتم تجهيز آخر صورة لإزالة ناقلات خاطئة أو القيم المتطرفة. وصف مفصل للخيارات المتاحة مختلفة ودقة بهم يمكن العثور عليها في بيتس وآخرون (2012b)، حيث تم العثور على أفضل معالجة للدم أن يكون الأسلوب من &quot;صورة متداخلة&quot; مع نظام التشغيل Windows مدد في طول وتتماشى مع تدفق . هذه العمليات يمكن القيام بذلك يدويا في برنامج مثل MATLAB، أو ضمن حزمة البرامج مع النظام الخاص بك. ال<html> البرامج ليست مهمة، والرياضيات وراء العمليات هو أكثر أهمية ويمكن أن تؤثر على كل عملية من دقة البيانات الشخصية السرعة النهائية. يمكن بلغ متوسط ​​ناقلات الناتجة في الفضاء عبر القناة للحصول على ملامح السرعة اللحظية، ثم مرة أخرى في وقت بلغ متوسط ​​للحصول على متوسط، لمحة سرعة ممثل. Kloosterman وآخرون (2011) تعطي تفسيرا من الخطأ في القياسات μPIV حيث عمق الميدان هو كبير. ويمكن الاطلاع على المناقشات بشأن الخطأ من تجهيز البيانات المقدمة هنا في بيتس وآخرون (2012b) لقياسات نابض وChayer وآخرون (2012) للقياسات عالية السرعة. يتم عرض أمثلة لمحات سرعة في أرقام 3 و 4. ويعرض الشكل 3 لمحة واحدة لسرعة محور من 10 ميكرولتر / ساعة تدفق RBC في H = 10 ميكرومتر في قناة واسعة 140. خيمة &quot;&gt; ويتحقق ذلك من تعريف واحد عن طريق حساب متوسط ​​ناقلات المترابطة عبر القناة للحصول على سرعة الشخصي، ومن ثم متوسط ​​في الوقت للحصول على قياس ممثل. في هذه الحالة، وبلغ متوسط ​​100 زوجا في وقت عبر مجال الرؤية. تم العثور على سبيل المثال من الملف الشخصي أعيد بناؤها 3D المتخذة لتدفق معايرة المياه في قناة 100 ميكرومتر مربع مع ​​معدل تدفق المبرمجة من 30 ميكرولتر / ساعة في الشكل 4. في الشكل (4)، ويتم قياس الشخصية في فترات 1 ميكرون. <ol start="10" style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> اختياري: في تصور مجموعة المتابعة صور عالية السرعة التي يمكن اتخاذها في الظروف نفسها عن طريق التحول الكاميرات (ونظم الحصول على البيانات). هذا يمكن أن تكون مفيدة لتصور طبقة خالية من الخلايا في القناة، لتحديد كمية والتجميع. تحليل البيانات هي مختلفة قليلا (Chayer وآخرون، 2012). </li></ol> أمثلة من الصور الضوء الأبيض مع وبدون RBC التجميع هي بريسيnted في الشكل 5 في H = 20. أعلى الصور يظهر H = 20 في PBS، الذي يزيل قدرة RBC إلى الكلي، في 1 ميكرولتر / ساعة. صورة أسفل هو H = 20 في بلازما الأم عند 0.5 ميكرولتر / ساعة. في الصورة أسفل، وتجميع مرئيا. <ol start="11" style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إيقاف تشغيل النظام بطريقة آمنة عندما تم الانتهاء من القياسات. استخدام الإجراءات المناسبة سلامة الليزر حتى يتم إيقاف مصدر قوة الليزر تماما أسفل. </li></ol>

<ol>
	<li>Santiago, J. G., Wereley, S. T., Meinhart, C. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+particle+image+velocimetry+system+for+microfluidics.">A particle image velocimetry system for microfluidics.</a> Experiments in Fluids. 25, 316-319 (1998).</li><li>Sugii, Y., Okamoto, K., Nishio, S., Nakano, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+Velocity+Measurement+in+Micro+Tube+by+Highly+Accurate+PIV+Technique.">Evaluation of Velocity Measurement in Micro Tube by Highly Accurate PIV Technique.</a> , 1-5 (2001).</li><li>Park, J. S., Choi, C. K., Kihm, K. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optically+sliced+micro-PIV+using+confocal+laser+scanning+microscopy+(CLSM).">Optically sliced micro-PIV using confocal laser scanning microscopy (CLSM).</a> Exp. Fluids. 37 (1), 105-119 (2004).</li><li>King, M. R., Bansal, D., Kim, M. B., Sarelius, I. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effect+of+hematocrit+and+leukocyte+adherence+on+flow+direction+in+the+microcirculation.">The effect of hematocrit and leukocyte adherence on flow direction in the microcirculation.</a> Ann. of Biomed. Eng. 32 (6), 803-814 (2004).</li><li>Lima, R., Wada, S., Tsubota, K., Yamaguchi, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Confocal+micro-PIV+measurements+of+three-dimensional+profiles+of+cell+suspension+flow+in+a+square+microchannel.">Confocal micro-PIV measurements of three-dimensional profiles of cell suspension flow in a square microchannel.</a> Meas. Sci. Tech. 17 (4), 797-808 (2006).</li><li>Wereley, S. T., Santiago, J. G., Chiu, R., Meinhart, C. D., Adrian, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Micro-resolution+particle+image+velocimetry.">Micro-resolution particle image velocimetry.</a> Micro- and Nanofabricated Structures and Devices for Biomedical Environmental Applications. 3258, 122-133 (1998).</li><li>Meinhart, C. D., Wereley, S. T., Gray, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Volume+illumination+for+two-dimensional+particle+image+velocimetry.">Volume illumination for two-dimensional particle image velocimetry.</a> Measurement Science and Technology. 11, 809-814 (2000).</li><li>Chayer, B., Pitts, K. L., Cloutier, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Velocity+measurement+accuracy+in+optical+microhemodynamics:+experiment+and+simulation.">Velocity measurement accuracy in optical microhemodynamics: experiment and simulation.</a> Physiological Measurement. , (2012).</li><li>Tabeling, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Introduction to Microfluidics. , (2005).</li><li>Olson, M. G., Adrian, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Out-of-focus+effects+on+particle+image+visibility+and+correlation+in+microscopic+particle+image+velocimetry.">Out-of-focus effects on particle image visibility and correlation in microscopic particle image velocimetry.</a> Experiments in Fluids. 29, S166-S174 (2000).</li><li>Wereley, S. T., Meinhart, C. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recent+advances+in+micro-particle+image+velocimetry+techniques.">Recent advances in micro-particle image velocimetry techniques.</a> Ann. Rev. Fluid Mech. 42, 557-576 (2010).</li><li>Williams, S. J., Park, C., Wereley, S. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Advances+and+applications+on+microfluidic+velocimetry.">Advances and applications on microfluidic velocimetry.</a> Microfluid. Nanofluid. 8 (6), 709-726 (2010).</li><li>Chiu, J. J., Chen, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+disturbed+flow+on+vascular+endothelium:+Pathophysiological+basis+and+clinical+perspectives.">Effects of disturbed flow on vascular endothelium: Pathophysiological basis and clinical perspectives.</a> Physiol. Rev. 91 (1), 327-387 (2011).</li><li>Secomb, T. W., Pries, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+microcirculation:+Physiology+at+the+mesoscale.">The microcirculation: Physiology at the mesoscale.</a> J. Physiol. 589 (5), 1047-1052 (2011).</li><li>Popel, A. S., Johnson, P. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microcirculation+and+hemorheology.">Microcirculation and hemorheology.</a> Annual Review of Fluid Mechancis. 37, 43-69 (2005).</li><li>Xia, Y. N., Whitesides, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Soft+Lithography.">Soft Lithography.</a> Angewandte Chemie International Edition England. 37, 551-577 (1998).</li><li>Whitesides, G. M., Stroock, A. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Flexible+methods+for+microfluidics.">Flexible methods for microfluidics.</a> Physics Today. , 42-48 (2001).</li><li>Sia, S. K., Whitesides, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microfluidic+devices+fabricated+of+poly(dimethylsiloxane)+for+biological+studies.">Microfluidic devices fabricated of poly(dimethylsiloxane) for biological studies.</a> Electrophoresis. 24, 3563-3576 (2003).</li><li>Zhou, J., Ellis, A. V., Voelcker, N. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recent+developments+in+PDMS+surface+modifications+for+microfluidic+devices.">Recent developments in PDMS surface modifications for microfluidic devices.</a> Electrophoresis. 31, 2-16 (2009).</li><li>Pitts, K. L., Abu-Mallouh, S., Fenech, M. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Contact+angle+study+of+blood+dilutions+on+common+microchip+materials.">Contact angle study of blood dilutions on common microchip materials.</a> Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials. , (2012).</li><li>Hovav, T., Yedgar, S., Manny, N., Barshtein, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Alteration+of+red+blood+cell+aggregability+and+shape+during+blood+storage.">Alteration of red blood cell aggregability and shape during blood storage.</a> Transfusion. 39, 277-281 (1999).</li><li>Pitts, K. L., Mehri, R., Mavriplis, C., Fenech, M. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Micro-particle+image+velocimetry+measurement+of+blood+flow:+validation+and+analysis+of+data+pre-processing+and+processing+methods.">Micro-particle image velocimetry measurement of blood flow: validation and analysis of data pre-processing and processing methods.</a> Measurement Science and Technology. 23, 105302 (2012).</li><li>Kloosterman, A., Poelma, C., Westerweel, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Flow+rate+estimation+in+large+depth-of-field+micro-PIV.">Flow rate estimation in large depth-of-field micro-PIV.</a> Exp. Fluids. 50 (6), 1587-1599 (2011).</li><li>Goldsmith, H. L., Skalak, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hemodynamics.">Hemodynamics.</a> Annual Review of Fluid Mechanics. 7, 213-247 (1975).</li></ol>

الكتاب ليس لديهم ما يكشف.

ويمكن استخدام μPIV لقياس تدفق الدم في نطاق من دوران الأوعية الدقيقة تعطي نظرة ثاقبة لعدد كبير من عمليات الهندسة الطبية والميكانيكية والكيميائية ذات الصلة. بعض من العوامل الرئيسية لحساب هي كثافة RBC أنفسهم، وتجميع والتشوه من RBC، تجميع أو حركة الجسيمات الدقيقة الاستشعاع...

جسم الإنسان يحتوي على العديد من السفن ذات أقطار أقل من 50 ميكرون، والتي هي موقع تبادل الرئيسي بين الدم والأنسجة. دراسة تدفق الدم في هذه الأوعية يمثل تحديا كبيرا بسبب كل من حجم قياسات وخصائص السائل من الدم. هذه القياسات، بما في ذلك التدرج الضغط، والقص عند الحائط، وملامح سرعة في الشرايين والأوردة، هي عوامل أساسية مرتبطة مع الاستجابات الفسيولوجية. هناك الآن فرصا غير مسبوقة لحل هذه التحديات قياس، وذلك بفضل تقنيات تجريبية جديدة على النطاق الجزئي لدراسة دوران الأوعية الدقيقة ويحل هذه المشكلة متعددة النطاقات. الدقيقة الجسيمات velocimetry صورة (μPIV) هو ومقرها الجسيمات تدفق تقنية التصور الذي يتم استخدامه لتقييم ملامح سرعة تدفق الدم في microchannels عبر ارتباط الصليب. وقد استخدم μPIV، أول من طور سانتياغو آخرون، مع hemorheologyدراسات منذ Sugii وآخرون. في عام 2001 استخدمت تقنية لقياس تدفق الدم في 100 ميكرون أنابيب زجاجية مستديرة 1،2. مناهج مختلفة في الوجود μPIV. الكاميرات عالية السرعة يمكن استخدامها لربط حركة خلايا الدم الحمراء (كرات الدم الحمراء)، والصور نابض يمكن استخدامها لربط حركة الجسيمات التتبع. يمكن أن يقترن أي من هذه الخيارات مع المجهر تستقيم أو المقلوب، اعتمادا على التطبيق. في كلتا الحالتين، فإن النتيجة هي سرعة الشخصي 2D. وثمة نهج آخر هو استخدام المجهر متحد البؤر لتحقيق محات 2D و 3D. وقد تم تطبيق هذا الأسلوب ل3،4،5 الدم. مايكرو نطاق التعريف الشخصية لديه العديد من المضاعفات مقارنة مع التعريف الشخصية الماكرو. في التعريف الشخصية ماكرو البيانات يمكن أن تقتصر على طائرة واحدة من خلال ورقة من الضوء، ولكن في الدقيقة الإضاءة حجم النطاق هو ضروري. إضاءة حجم مشكلة أكبر للتصوير من تدفقات الدم الصغرى، حيث أن كرات الدم الحمراء نفسها كبيرة بالمقارنة مع جhannels، وباستخدام كرات الدم الحمراء كما الجزيئات التتبع يؤدي إلى عمق الارتباط (DOC) والتي يمكن أن تقلل بشكل كبير من دقة النتائج عبر الارتباط 6،7،8. بعد Wereley وآخرون (1998) وDOC لقناة طويل القامة 40 ميكرون مع RBC كما استشفاف هو 8.8 ميكرون، بينما مع 1 ميكرومتر الجسيمات التتبع وDOC هو 6.7 ميكرون. هذا الاختلاف يصبح أكثر وضوحا عند تغيير القناة وارتفاع التكبير. بالإضافة إلى ذلك، كرات الدم الحمراء هي مبهمة، وزيادة كثافة كرات الدم الحمراء في تدفق يسبب صعوبات التصوير. وقد دعا الاستشعاع الجزيئات التتبع، استخدم لأول مرة من قبل سانتياغو وآخرون (1998)، كأداة لتقليل تأثير الجسيمات خارج نطاق التركيز، عند استخدام جسيمات أصغر ممكن. باستخدام 1 ميكرون الاستشعاع قطر المجهرية الدقيقة إلى جانب وجود الليزر هو النهج الوحيد الذي قد يقلل من عمق مشكلة التركيز في التصوير الجزئي تدفق الدم 10. وهناك العديد من الاستعراضات الحالية لدولة μPIV تكhnology، كل من الذي يسلط الضوء على أهمية μPIV لدراسات تدفق الدم 11،12. يجب أن تؤخذ عدة اعتبارات هامة في الاعتبار عند استخدام μPIV للدم. على المستوى الجزئي، فإن حجم دوران الأوعية الدقيقة، لا يمكن اعتبار الدم السائل متجانسة، كما هو تعليق مرونة خلايا الدم الحمراء (كرات الدم الحمراء)، وخلايا الدم البيضاء الكبيرة، والصفائح الدموية والبروتينات الأخرى معلقة في السوائل النيوتونية (البلازما) . لمحات سرعة تقاس هنا يمكن أن تستخدم لقياس خصائص معينة من تدفقات الدم الصغيرة. العوامل الهامة في microhemorheology هي معدل تدفق الدم، وشكل الملف الشخصى سرعة، وإجهاد القص في جدار السفينة. هذه المعلومات لها آثار السريرية، كما دوران الأوعية الدقيقة هو موقع لتبادل المغذيات في الجسم، وهذا التبادل هو التي تعتمد على القص. هناك العديد من الدراسات الاستعراض الحالي عن حالة البحوث في دوران الأوعية الدقيقة وكذلك 13،14،15. قدم هنا هو بروتوكول لقياسات μPIV من تدفقات الدم في polydimethylsiloxane (PDMS) microchannels. ملفقة قنوات PDMS في المنزل في أعقاب مصادر في المادة 1 من البروتوكول. وتم الحصول على عينات دم الخنازير من المسالخ المعتمدة وتنظيفها بعد المادة 2 من البروتوكول. تم الحصول على جميع البيانات باستخدام LaVision MITAS μPIV النظام، كما هو موضح في القسم 3 من البروتوكول. تتكون مجموعة المتابعة من والثانية: YAG الليزر (الموجة الجديدة للبحوث، الولايات المتحدة الأمريكية) واتفاقية مكافحة التصحر الكاميرا (صورة مكثفة، Lavision) التي تسيطر عليها وحدة برمجة اثار، المجهر الفلورسنت بالإضافة إلى مرحلة تتحرك في 3 محاور، وجهاز كمبيوتر، بالإضافة إلى كاميرا عالية السرعة (DALSA 1M150، هولندا) وأضيف لتصور من كرات الدم الحمراء نفسها. وترتبط كل من الكاميرات إلى منفذ مربع البصرية 2 (مخصص بواسطة زايس، ألمانيا). في نموذجي في القياسات المجراة من تدفق الدم، ويستخدم المجهر تستقيم لتتبع كرات الدم الحمراء فيmselves، في حين نموذجي في تطبيقات المختبر ويستخدم مجهر مقلوب لتعقب جزيئات التتبع. في هذا فريدة من نوعها المزدوج انشاء، مربع البصريات يسمح على حد سواء استشفاف ليمكن تصوير باستخدام مجهر مقلوب. وقدم الدم في الرقائق عن طريق ضخ حقنة عالية الدقة (Nexus3000، Chemyx شركة، الولايات المتحدة الأمريكية). ويظهر رسم تخطيطي للنظام في الشكل 1، حيث الجزء العلوي من هذا الرقم يمثل 140 ميكرون بنسبة 40 ميكرون قنوات مستطيلة ملفقة من PDMS، ويمثل الجزء السفلي النظام بأكمله بما في ذلك الكاميرات، ليزر، ضخ حقنة و المجهر. μPIV الحالي مجموعة عمليات المتاحة، وعادة مع البرمجيات الاحتكارية، وتشمل TSI، DANTEC حيوية، وLaVision. ويمكن تحقيق معيار خوارزميات عبر الارتباط من خلال العديد من خيارات البرمجيات، بما في ذلك MATLAB. البرنامج ليس المفتاح، وفهم ما تتوافق مربعات الحوار إلى سيخدم رياضيا استخدامR أفضل بكثير. في هذا البروتوكول ديفيس، تستخدم البرمجيات LaVision في الملكية أو MATLAB. البروتوكول لا تعتبر برامج محددة، ولكن الخيارات القائمة قد تكون في أماكن مختلفة في حزم البرامج المختلفة.

<table border="1">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Name of Reagent/Material</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>poly(dimethylsiloxane) (PDMS), i.e. Sylgard-184</td>
			<td>Dow-Corning</td>
			<td>3097358-1004</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA)</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>E9884-100G</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>poshpate buffered saline (PBS)</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>P5368-10PAK</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>fluorescing micro particles</td>
			<td>Microgenics/FisherSci</td>
			<td>R900</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>glycerol (OPTIONAL)</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>G6279-500 ml</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>microcentrifuge, i.e. CritSpin</td>
			<td>FisherSci</td>
			<td>22-269-291</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>syringe, i.e. 50 &mu;l Gastight</td>
			<td>Hamilton</td>
			<td>80965</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>camera, i.e. Imager Intense, high speed</td>
			<td>LaVision, Dalsa</td>
			<td>Imager Intense</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>microscope, i.e. MITAS</td>
			<td>LaVision</td>
			<td>MITAS</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nd:YAG laser</td>
			<td>New Wave Research</td>
			<td>Solo-II</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>syringe pump, i.e. Nexus3000</td>
			<td>Chemyx, Inc.</td>
			<td>Nexus-3000</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>flexible tubing, i.e. Tygon</td>
			<td>FisherSci</td>
			<td>14-169-1A</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>data processing software, i.e. DaVis</td>
			<td>LaVision</td>
			<td>DaVis</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>centrifuge, i.e. Thermo Scientific CL2</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td>004260F</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

micro-particle image velocimetry for velocity profile measurements of micro blood flows

يتم استخدام الجسيمات الدقيقة velocimetry صورة (μPIV) لتصور الصور المقترنة من الجسيمات الدقيقة المصنفة في تدفقات الدم. هذه الصور هي عبر المترابطة لإعطاء لمحة سرعة دقيقة. ويرد بروتوكول لقياسات μPIV من تدفقات الدم في microchannels. على نطاق دوران الأوعية الدقيقة، لا يمكن اعتبار الدم السائل متجانسة، كما هو تعليق جسيمات مرنة معلقة في البلازما، والسائل النيوتونية. معدل القص، وأقصى سرعة، سرعة شكل الملف الشخصي، ومعدل التدفق يمكن استخلاصها من هذه القياسات. العديد من المعايير الأساسية مثل عمق التنسيق، وتركيز الجسيمات، والامتثال نظام، وتعرض من أجل ضمان بيانات دقيقة ومفيدة جنبا إلى جنب مع أمثلة ونتائج ممثلة لمختلف hematocrits وظروف التدفق.

في جميع الأرقام، يتم ترك تدفق إلى اليمين في الصور الخام، وصعودا في لمحات السرعة المحسوبة. ويرد مثال من البيانات الخام التي تم الحصول عليها مع الدم في الهيماتوكريت H = 10 تتدفق في 10 ميكرولتر / ساعة في الشكل 2. قد يكون شاملا للارتباط البيانات الخام دون أية معالجة ا...

Watch this Scientific Journal Video about Micro-particle Image Velocimetry for Velocity Profile Measurements of Micro Blood Flows at JoVE.com

Micro-particle Image Velocimetry for Velocity Profile Measurements of Micro Blood Flows

يتم استخدام الجسيمات الدقيقة velocimetry صورة (μPIV) لتصور الصور المقترنة من الجسيمات الدقيقة المصنفة في تدفقات الدم التي هي عبر المترابطة لإعطاء لمحة سرعة دقيقة. معدل القص، وأقصى سرعة، سرعة شكل الملف الشخصي، ومعدل التدفق، كل منها لديه التطبيقات السريرية، ويمكن أن تستمد من هذه القياسات.

الجسيمات الدقيقة Velocimetry صورة لسرعة الشخصي قياسات يتدفق الدم مايكرو

Micro-particle image velocimetry (&mu;PIV) is used to visualize paired images of micro particles seeded in blood flows. The images are cross-correlated to ...

micro-particle-image-velocimetry-for-velocity-profile-measurements

Research

Education

JoVE Core

JoVE Journal

Mechanical Engineering

Bioengineering

Unit 1

An Introduction to Statics

SCIENTISTS IN ACTION

17.1K Views.  University of Ottawa. يتم استخدام الجسيمات الدقيقة velocimetry صورة (μPIV) لتصور الصور المقترنة من الجسيمات الدقيقة المصنفة في تدفقات الدم التي هي عبر المترابطة لإعطاء لمحة سرعة دقيقة. معدل القص، وأقصى سرعة، سرعة شكل الملف الشخصي، ومعدل التدفق، كل منها لديه التطبيقات السريرية، ويمكن أن تس?...

Video: Micro-particle Image Velocimetry for Velocity Profile Measurements of Micro Blood Flows

Quantitatively Measuring In situ Flows using a Self-Contained Underwater Velocimetry Apparatus (SCUVA)

The ability to directly measure velocity fields in a fluid environment is necessary to provide empirical data for studies in fields as diverse as oceanography, ecology, biology, and fluid mechanics. Field measurements introduce practical challenges such as environmental conditions, animal availability, and the need for field-compatible measurement techniques. To avoid these challenges, scientists typically use controlled laboratory environments to study animal-fluid interactions. However, it is reasonable to question whether one can extrapolate natural behavior (i.e., that which occurs in the field) from laboratory measurements. Therefore, in situ quantitative flow measurements are needed to accurately describe animal swimming in their natural environment.
We designed a self-contained, portable device that operates independent of any connection to the surface, and can provide quantitative measurements of the flow field surrounding an animal. This apparatus, a self-contained underwater velocimetry apparatus (SCUVA), can be operated by a single scuba diver in depths up to 40 m. Due to the added complexity inherent of field conditions, additional considerations and preparation are required when compared to laboratory measurements. These considerations include, but are not limited to, operator motion, predicting position of swimming targets, available natural suspended particulate, and orientation of SCUVA relative to the flow of interest. The following protocol is intended to address these common field challenges and to maximize measurement success.

Quantitatively Measuring In situ Flows using a Self-Contained Underwater Velocimetry Apparatus SCUVA

This protocol provides instructions on how to use a self-contained underwater velocimetry apparatus (SCUVA), which is designed for quantification of in situ animal-generated flows. In addition, this protocol addresses challenges posed by field conditions, and includes operator motion, predicting position of animals, and orientation of SCUVA.

قياس الكمي في الموقع التدفقات باستخدام جهاز قائم بذاته Velocimetry تحت الماء (SCUVA)

The ability to directly measure velocity fields in a fluid environment is necessary to provide empirical data for studies in fields as diverse as ...

Planar and Three-Dimensional Printing of Conductive Inks

Printed electronics rely on low-cost, large-area fabrication routes to create flexible or multidimensional electronic, optoelectronic, and biomedical devices1-3. In this paper, we focus on one- (1D), two- (2D), and three-dimensional (3D) printing of conductive metallic inks in the form of flexible, stretchable, and spanning microelectrodes.
Direct-write assembly4,5 is a 1-to-3D printing technique that enables the fabrication of features ranging from simple lines to complex structures by the deposition of concentrated inks through fine nozzles (~0.1 - 250 &mu;m). This printing method consists of a computer-controlled 3-axis translation stage, an ink reservoir and nozzle, and 10x telescopic lens for visualization. Unlike inkjet printing, a droplet-based process, direct-write assembly involves the extrusion of ink filaments either in- or out-of-plane. The printed filaments typically conform to the nozzle size. Hence, microscale features (&lt; 1 &mu;m) can be patterned and assembled into larger arrays and multidimensional architectures.
In this paper, we first synthesize a highly concentrated silver nanoparticle ink for planar and 3D printing via direct-write assembly. Next, a standard protocol for printing microelectrodes in multidimensional motifs is demonstrated. Finally, applications of printed microelectrodes for electrically small antennas, solar cells, and light-emitting diodes are highlighted.

Planar and three-dimensional printing of conductive metallic inks is described. Our approach provides new avenues for fabricating printed electronic, optoelectronic, and biomedical devices in unusual layouts at the microscale.

مستو وثلاثي الابعاد من أحبار الطباعة موصل

Printed electronics rely on low-cost, large-area fabrication routes to create flexible or multidimensional electronic, optoelectronic, and biomedical ...

A Versatile Automated Platform for Micro-scale Cell Stimulation Experiments

Study of cells in culture (in vitro analysis) has provided important insight into complex biological systems. Conventional methods and equipment for in vitro analysis are well suited to study of large numbers of cells (&ge;105) in milliliter-scale volumes (&ge;0.1 ml). However, there are many instances in which it is necessary or desirable to scale down culture size to reduce consumption of the cells of interest and/or reagents required for their culture, stimulation, or processing. Unfortunately, conventional approaches do not support precise and reproducible manipulation of micro-scale cultures, and the microfluidics-based automated systems currently available are too complex and specialized for routine use by most laboratories. To address this problem, we have developed a simple and versatile technology platform for automated culture, stimulation, and recovery of small populations of cells (100 - 2,000 cells) in micro-scale volumes (1 - 20 &mu;l). The platform consists of a set of fibronectin-coated microcapillaries ("cell perfusion chambers"), within which micro-scale cultures are established, maintained, and stimulated; a digital microfluidics (DMF) device outfitted with "transfer" microcapillaries ("central hub"), which routes cells and reagents to and from the perfusion chambers; a high-precision syringe pump, which powers transport of materials between the perfusion chambers and the central hub; and an electronic interface that provides control over transport of materials, which is coordinated and automated via pre-determined scripts. As an example, we used the platform to facilitate study of transcriptional responses elicited in immune cells upon challenge with bacteria. Use of the platform enabled us to reduce consumption of cells and reagents, minimize experiment-to-experiment variability, and re-direct hands-on labor. Given the advantages that it confers, as well as its accessibility and versatility, our platform should find use in a wide variety of laboratories and applications, and prove especially useful in facilitating analysis of cells and stimuli that are available in only limited quantities.

We have developed an automated cell culture and interrogation platform for micro-scale cell stimulation experiments. The platform offers simple, versatile, and precise control in cultivating and stimulating small populations of cells, and recovering lysates for molecular analyses. The platform is well suited to studies that use precious cells and/or reagents.

A منصة الآلي تنوعا للتجارب تحفيز الخلية الصغيرة الحجم

Study of cells in culture (in vitro analysis) has provided important insight into complex biological systems. Conventional methods and equipment for in ...

Improved Method for the Preparation of a Human Cell-based, Contact Model of the Blood-Brain Barrier

The blood-brain barrier (BBB) comprises impermeable but adaptable brain capillaries which tightly control the brain environment. Failure of the BBB has been implied in the etiology of many brain pathologies, creating a need for development of human in vitro BBB models to assist in clinically-relevant research. Among the numerous BBB models thus far described, a static (without flow), contact BBB model, where astrocytes and brain endothelial cells (BECs) are cocultured on the opposite sides of a porous membrane, emerged as a simplified yet authentic system to simulate the BBB with high throughput screening capacity. Nevertheless the generation of such model presents few technical challenges. Here, we describe a protocol for preparation of a contact human BBB model utilizing a novel combination of primary human BECs and immortalized human astrocytes. Specifically, we detail an innovative method for cell-seeding on inverted inserts as well as specify insert staining techniques and exemplify how we use our model for BBB-related research.

Establishment of human models of the blood-brain barrier (BBB) can benefit research into brain conditions associated with BBB failure. We describe here an improved technique for preparation of a contact BBB model, which permits coculturing of human astrocytes and brain endothelial cells on the opposite sides of a porous membrane.

تحسين طريقة لإعداد القائم على الخليوي، الاتصال نموذج الإنسان من حاجز الدم في الدماغ

The blood-brain barrier (BBB) comprises impermeable but adaptable brain capillaries which tightly control the brain environment. Failure of the BBB has ...

Hybrid &#181;CT-FMT imaging and image analysis

Fluorescence-mediated tomography (FMT) enables longitudinal and quantitative determination of the fluorescence distribution in vivo and can be used to assess the biodistribution of novel probes and to assess disease progression using established molecular probes or reporter genes. The combination with an anatomical modality, e.g., micro computed tomography (&#181;CT), is beneficial for image analysis and for fluorescence reconstruction. We describe a protocol for multimodal &#181;CT-FMT imaging including the image processing steps necessary to extract quantitative measurements. After preparing the mice and performing the imaging, the multimodal data sets are registered. Subsequently, an improved fluorescence reconstruction is performed, which takes into account the shape of the mouse. For quantitative analysis, organ segmentations are generated based on the anatomical data using our interactive segmentation tool. Finally, the biodistribution curves are generated using a batch-processing feature. We show the applicability of the method by assessing the biodistribution of a well-known probe that binds to bones and joints.

Hybrid  &amp;#181;CT-FMT imaging and image analysis

We describe a protocol for hybrid imaging, combining fluorescence-mediated tomography (FMT) with micro computed tomography (&#181;CT). After fusion and reconstruction, we perform interactive organ segmentation to extract quantitative measurements of the fluorescence distribution.

الهجين التصوير μCT-FMT وتحليل الصور

Fluorescence-mediated tomography (FMT) enables longitudinal and quantitative determination of the fluorescence distribution in vivo and can be used to ...

Microfluidic Buffer Exchange for Interference-free Micro/Nanoparticle Cell Engineering

Engineering cells with active-ingredient-loaded micro/nanoparticles (NPs) is becoming an increasingly popular method to enhance native therapeutic properties, enable bio imaging and control cell phenotype. A critical yet inadequately addressed issue is the significant number of particles that remain unbound after cell labeling which cannot be readily removed by conventional centrifugation. This leads to an increase in bio imaging background noise and can impart transformative effects onto neighboring non-target cells. In this protocol, we present an inertial microfluidics-based buffer exchange strategy termed as Dean Flow Fractionation (DFF) to efficiently separate labeled cells from free NPs in a high throughput manner. The developed spiral microdevice facilitates continuous collection (&#62;90% cell recovery) of purified cells (THP-1 and MSCs) suspended in new buffer solution, while achieving &#62;95% depletion of unbound fluorescent dye or dye-loaded NPs (silica or PLGA). This single-step, size-based cell purification strategy enables high cell processing throughput (106 cells/min) and is highly useful for large-volume cell purification of micro/nanoparticle engineered cells to achieve interference-free clinical application.

This protocol describes the use of an inertial microfluidics-based buffer exchange strategy to purify micro/nanoparticle engineered cells with efficient depletion of unbound particles.

ميكروفلويديك تبادل العازلة لمايكرو / الجسيمات النانوية هندسة الخلايا خالية من التدخل

Engineering cells with active-ingredient-loaded micro/nanoparticles (NPs) is becoming an increasingly popular method to enhance native therapeutic ...

Proper Positioning and Restraint of a Rat Hind Limb for Focused High Resolution Imaging of Bone Micro-architecture Using In Vivo Micro-computed Tomography

The use of in vivo micro-computed tomography (&#181;CT) is a powerful tool which involves the non-destructive imaging of internal structures at high resolutions in live animal models. This allows for repeated imaging of the same rodent over time. This feature not only reduces the total number of rodents required in an experimental design and thereby reduces the inter-subject variation that can arise, but also allows researchers to assess longitudinal or life-long responses to an intervention. To acquire high quality images that can be processed and analyzed to more accurately quantify outcomes of bone micro-architecture, users of in vivo &#181;CT scanners must properly anesthetize the rat, and position and restrain the hind limb. To do this, it is imperative that the rat be anesthetized to a level of complete relaxation, and that pedal reflexes are lost. These guidelines may be modified for each individual rat, as the rate of isoflurane metabolism can vary depending on strain and body size. Proper technique for in vivo &#181;CT image acquisition enables accurate and consistent measurement of bone micro-architecture within and across studies.

Proper Positioning and Restraint of a Rat Hind Limb for Focused High Resolution Imaging of Bone Micro-architecture Using In Vivo Micro-computed Tomography

This paper instructs users of in vivo micro-computed tomography (&#181;CT) scanners how to anesthetize, correctly position and restrain the hind limb of a rat for minimal movement during high-resolution imaging of the tibia. The result is high quality images that can be processed to accurately quantify bone micro-architecture.

تحديد المواقع المناسبة وضبط النفس من أطرافهم هند الفئران لتصوير مركزة عالية الدقة للعظام باستخدام الهندسة المعمارية الدقيقة في فيفو المحسوبة الدقيقة التصوير المقطعي

The use of in vivo micro-computed tomography (&#181;CT) is a powerful tool which involves the non-destructive imaging of internal structures at high ...

Biological Compatibility Profile on Biomaterials for Bone Regeneration

Large non-union bone fractures are a significant challenge in orthopedic surgery. Although auto- and allogeneic bone grafts are excellent for healing such lesions, there are potential complications with their use. Thus, material scientists are developing synthetic, biocompatible biomaterials to overcome these problems. In this study, we present a multidisciplinary platform for evaluating biomaterials for bone repair. We combined expertise from bone biology and immunology to develop a platform including in vitro osteoclast (OC) and osteoblast (OB) assays and in vivo mouse models of bone repair, immunogenicity, and allergenicity. We demonstrate how to perform the experiments, summarize the results, and report on biomaterial biocompatibility. In particular, we tested OB viability, differentiation, and mineralization and OC viability and differentiation in the context of &#946;-tricalcium phosphate (&#946;-TCP) disks. We also tested a &#946;-TCP/Collagen (&#946;-TCP/C) foam which is a commercially available material used clinically for bone repair in a critical-sized calvarial bone defect mouse model to determine the effects on the early phase of bone healing. In parallel experiments, we evaluated immune and allergic responses in mice. Our approach generates a biological compatibility profile of a bone biomaterial with a range of parameters necessary for predicting the biocompatibility of biomaterials used for bone healing and repair in patients.

The number of novel biomaterials engineered for repairing large bone lesions is continuously expanding with the aim to enhance bone healing and overcome the complications associated with bone transplantation. Here, we present a multidisciplinary strategy for pre-clinical biocompatibility testing of biomaterials for bone repair.

الشخصية التوافق البيولوجي في الحيوية لتجديد العظام

Large non-union bone fractures are a significant challenge in orthopedic surgery. Although auto- and allogeneic bone grafts are excellent for healing such ...

Meso-Scale Particle Image Velocimetry Studies of Neurovascular Flows In Vitro

Particle image velocimetry (PIV) is used in a wide variety of fields, due to the opportunity it provides for precisely visualizing and quantifying flows across a large spatiotemporal range. However, its implementation typically requires the use of expensive and specialized instrumentation, which limits its broader utility. Moreover, within the field of bioengineering, in vitro flow visualization studies are also often further limited by the high cost of commercially sourced tissue phantoms that recapitulate desired anatomical structures, particularly for those that span the mesoscale regime (i.e., submillimeter to millimeter length scales). Herein, we present a simplified experimental protocol developed to address these limitations, the key elements of which include 1) a relatively low-cost method for fabricating mesoscale tissue phantoms using 3-D printing and silicone casting, and 2) an open-source image analysis and processing framework that reduces the demand upon the instrumentation for measuring mesoscale flows (i.e., velocities up to tens of millimeters/second). Collectively, this lowers the barrier to entry for nonexperts, by leveraging resources already at the disposal of many bioengineering researchers. We demonstratethe applicability of this protocol within the context of neurovascular flow characterization; however, it is expected to be relevant to a broader range of mesoscale applications in bioengineering and beyond.

Meso-Scale Particle Image Velocimetry Studies of Neurovascular Flows In Vitro

Here we present simplified methods for fabricating transparent neurovascular phantoms and characterizing the flow therein. We highlight several important parameters and demonstrate their relationship to field accuracy.

الحجم المتوسط الجسيمات الصورة فيلوسيميتري دراسات Neurovascular التدفقات في المختبر

Particle image velocimetry (PIV) is used in a wide variety of fields, due to the opportunity it provides for precisely visualizing and quantifying flows ...

Intra-cardiac Side-Firing Light Catheter for Monitoring Cellular Metabolism using Transmural Absorbance Spectroscopy of Perfused Mammalian Hearts

Absorbance spectroscopy of cardiac muscle provides non-destructive assessment of cytosolic and mitochondrial oxygenation via myoglobin and cytochrome absorbance respectively. In addition, numerous aspects of the mitochondrial metabolic status such as membrane potential and substrate entry can also be estimated. To perform cardiac wall transmission optical spectroscopy, a commercially available side-firing optical fiber catheter is placed in the left ventricle of the isolated perfused heart as a light source. Light passing through the heart wall is collected with an external optical fiber to perform optical spectroscopy of the heart in near real- time. The transmission approach avoids numerous surface scattering interference occurring in widely used reflection approaches. Changes in transmural absorbance spectra were deconvolved using a library of chromophore reference spectra, providing quantitative measures of all the known cardiac chromophores simultaneously. This spectral deconvolution approach eliminated intrinsic errors that may result from using common dual wavelength methods applied to overlapping absorbance spectra, as well as provided a quantitative evaluation of the goodness of fit. A custom program was designed for data acquisition and analysis, which permitted the investigator to monitor the metabolic state of the preparation during the experiment. These relatively simple additions to the standard heart perfusion system provide a unique insight into the metabolic state of the heart wall in addition to conventional measures of contraction, perfusion, and substrate/oxygen extraction.

Here we introduce a method for using an intra-ventricle optical catheter in perfused hearts to perform absorbance spectroscopy across the heart wall. The data obtained provides robust information on tissue oxygen tension as well as substrate utilization and membrane potential simultaneously with cardiac performance measures in this ubiquitous preparation.

القسطرة الخفيفة داخل القلب للإشعال الجانبي لرصد الأيض الخلوي باستخدام مطياف الامتصاص عبر الجدارية لقلوب الثدييات المنصهرة

Absorbance spectroscopy of cardiac muscle provides non-destructive assessment of cytosolic and mitochondrial oxygenation via myoglobin and cytochrome ...