المؤلفان بالشكر رونالد F. رينزي ومايكل S. بارتش لمساهماتها في مجال تصميم وتطوير أجهزة DMF والمحور DMF. وأيد هذا البحث بالكامل من قبل مختبر إخراج برنامج البحوث والتنمية في مختبرات سانديا الوطنية. سانديا هو مختبر برنامج متعدد إدارتها وتشغيلها من قبل شركة سانديا، وهي شركة تابعة مملوكة بالكامل لشركة لوكهيد مارتن كوربوريشن، عن وزارة الخارجية الأمريكية في إدارة الأمن النووي الوطنية للطاقة بموجب عقد DE-AC04-94AL85000.

ويهدف هذا البروتوكول العام لدعم تطبيق منصة لمجموعة واسعة من الدراسات؛ يتم فصل جوانب محددة لدراسة ممثل وصفها في هذا التقرير بين قوسين ويوضح الشكل 2 دراسة ممثل نفذت باستخدام بروتوكول. لاحظ أنه في البروتوكول، وأتمتة كافة الأوامر &quot;إرشاد&quot; من خلال استخدام البرامج النصية محددة سلفا. لاحظ أيضا أن الخطوة 2 يمكن القيام بها بالتوازي مع الخطوة 1 (على سبيل المثال خلال خطوات 1.7 و 1.8)، وهذه الخطوة 2.1 في كثير من الأحيان تجاوزها (لأن منقوشة / المغلفة لوحات الجهاز DMF يمكن غسلها وإعادة استخدامها، وانظر الخطوة 5.2) . 1. تجميع وتعبئة الدوائر الإرواء الخليوي <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> معطف السطوح الداخلية من تعقيمها (تعقيمها) microcapillaries (تنصهر السيليكا؛ 679 ميكرون OD، 534 معرف ميكرون؛ 15 سم) مع فبرونيكتين، وذلك بإعطاء تعليمات ضخ حقنة لرسم الحل فبرونيكتين العقيمة (30 ميكرولتر من 50 ميكروغرام / مل) في كلmicrocapillary، يحتضنها (37 درجة مئوية لمدة 2 ساعة)، تعليمات ضخ حقنة لسحب الحل، والسماح للmicrocapillaries الجافة (درجة حرارة الغرفة (RT) لمدة 6 ساعة). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ربط كل فبرونيكتين المغلفة microcapillary (غرفة التروية) لأنابيب البولي (OD 500 ميكرون، 100 ميكرون معرف) والأنبوب إلى مضخة محقنة متعدد الميناء، وذلك باستخدام التجهيزات CapTite (6 غرف نضح، 8 منافذ ضخ حقنة). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> باستخدام الشريط، تأمين جسم كل غرفة نضح إلى كتلة الحرارة لتعيين درجة الحرارة المطلوبة (37 ° C). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تزج نهايات مفتوحة للدوائر نضح في خزان (أنبوب أو microcentifuge وحة microtiter جيدا) الخلايا التي تحتوي على (P388D.1 الضامة الفئران) معلقة في متوسطة النمو الطازجة (RPMI-1640، FBS 10٪، 500 وحدة / مل البنسلين، 500 ميكروغرام / مل الستربتوميسين) في التركيز المطلوب (10 6 خلية / مل). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إرشاد ضخ حقنة لرسم الخلايا (10 ميكرولتر، 10 4 خلايا) في كل غرفة نضح تليها بما فيه الكفاية لمنظمة العفو الدوليةr لتحريك المكونات السائلة (~ 4.5 سم) إلى قسم تأمين إلى كتلة الحرارة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تسمح للخلايا على الانضمام إلى الأسطح الداخلية فبرونيكتين المغلفة للدوائر نضح (37 درجة مئوية لمدة 1 - 2 ساعة). في غضون ذلك، نقل نهايات مفتوحة للدوائر نضح من الخزان الخلايا إلى خزان جديد يحتوي متوسطة النمو الطازجة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بعد فترة الالتزام، إرشاد ضخ حقنة لإرسال المقابس السائل (سائل الإعلام مكيفة والخلايا غير مرتبط) سدى، سحب متوسطة جديدة (10 ميكرولتر)، واتبع مع ما يكفي من الهواء لوضع سدادات سائلة جديدة (المتوسطة الطازجة) على مدى الالتزام الخلايا. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مواصلة تنفيذ التبادلات المتوسطة (أي كرر الخطوة 1.7) على فترات منتظمة (كل 2 ساعة) حتى السكان الخلية هي معايرتها بما فيه الكفاية والموسع (16-24 ساعة من الثقافة على نطاق والصغرى ولدت من السكان ~ 1،000 خلية / غرفة). </li></ol> 2. تلفيق جهاز DMF وتجميع العمارة المحور <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><lI&gt; كما هو موضح سابقا 14،29، نمط لوحة السفلي من الجهاز DMF مع ستة وأربعين الإنديوم أكسيد القصدير (ITO) أقطاب (سائق قطيرة يشتغل) بواسطة ضوئيه والحفر، ومعطف مع 5 ميكرون من Parylene-C و 50 نانومتر من تفلون-AF. تشكل لوحة العلوي من الجهاز DMF بواسطة طلاء على unpatterned ايتو الركيزة الزجاج مع تفلون-AF، على النحو الوارد أعلاه. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> باستخدام إطارات ضغط المعادن، إصلاح لوحات DMF إلى الزهر البوليمر 14،30 مع فترات الاستراحة التي تحافظ على تباعد ميكرون 400 بين لوحات، وهذا التباعد، جنبا إلى جنب مع حجم القطب يشتغل (2.5 مم 2)، يحدد حجم القطيرات (2.5 ميكرولتر في القطب). لاحظ أن DMF الجمعية يمكن أن يتحقق عن طريق ابسط 24. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إدراج تفلون المغلفة نقل microcapillaries (360 ميكرون OD، 100 معرف ميكرون؛ 3،5-4،0 سم طويلة) في الفضاء بين لوحات DMF، وتحديد المواقع كل لتمتد إلى حافة القطب لها يشتغل وما شابه ذلك. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إلى EN المعاكسد من كل نقل يضعوا microcapillary من المناسب CapTite. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إشراك الموصلات الكهربائية لتزويد التيار الكهربائي إلى الأقطاب ايتو. يتم آليا تسلسل التنشيط الكهربائي من خلال استخدام واجهة الإلكترونية الكمبيوتر التي تسيطر عليها تشغيل البرامج النصية محددة سلفا. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> اختياري: حرك محور DMF تجميعها على خشبة المسرح متعدية من المجهر (SZ-6145TR (أوليمبوس، اليابان)) مجهزة بجهاز المسؤول عن جانب (CCD) كاميرا (DCR-HC96 (سوني، اليابان)) لتسهيل تتبع من قطرات 31 </li></ol> 3. ربط الدوائر الإرواء إلى محور DMF وحفز السكان الخلية <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إزالة نهايات مفتوحة للدوائر نضح من الخزان المتوسطة (انظر الخطوة 1.6) وإدراجها في التجهيزات CapTite الملصقة على طرفي نقل microcapillaries من محور DMF (انظر الخطوة 2.4). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إرشاد ضخ حقنة لإرسال المقابس السائل (سائل الإعلام مكيفة) في غرف نضح لنضيعه. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> انستruct محور DMF لرسم التحفيز (E. القولونية BioParticles في 100 ميكروغرام / مل في متوسطة جديدة مع 0.1٪ بلورونيك F127 ث / ت) من خزان على متن وتسليم قطرات من الحجم المناسب (10 ميكرولتر) إلى كل نقل microcapillary . وتتألف الخزانات على متن مقصورات على شكل أسطواني (1.5 × 1.5 سم لكل منهما) ومتصلا محور DMF عبر أنابيب. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إرشاد ضخ حقنة لرسم التحفيز المقابس في نقل microcapillaries، واتبع مع ما يكفي من الهواء لوضع سدادات على السكان الخلية في غرف نضح. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> احتضان الخلايا مع التحفيز (37 درجة مئوية لمدة 1-4 ساعة). اختياري: صرف العملة لتحفيز الطازجة (أي تكرار خطوات 3،2-3،4) على فترات منتظمة. </li></ol> 4. إنهاء تحفيز واسترداد الخلية لست لتحليل <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> اختياري: إذا كنت بحاجة لفترة ما بعد التحفيز، تبادل المقابس السائلة التي تحتوي على التحفيز لمتوسطة جديدة (أي تكرار خطوات 3،2-3.4، استبدال متوسطة جديدة لتحفيز)، والاستمرار في احتضان وتبادل حسب الحاجة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تبادل المقابس السائل في غرف نضح لغسل العازلة (مقدمة وحدة تحلل مباشر العازلة B) (أي تكرار خطوات 3،2-3،4، استبدال غسل العازلة للالتحفيز)، واحتضان حسب الحاجة (5 دقائق). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تبادل المقابس السائل (غسل العازلة) للحصول على حل تحلل (مقدمة تحلل مباشر العازلة وحدة A مع 0.1٪ بلورونيك F127 ث / ت) (أي تكرار خطوات 3،2-3،4، استبدال حل تحلل لالتحفيز)، واحتضان حسب الحاجة (5 دقائق) . </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إرشاد ضخ حقنة لإرسال المقابس السائل (لست] خلية) إلى محور DMF. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تفكيك محور DMF، وإزالة لوحة العلوي من الجهاز DMF (باستخدام الحرص على عدم إمالة لوحة جانبية، وهذا يمكن أن يؤدي إلى خلط الحبرية)، وجمع لست] باستخدام Pipetman أو حقنة للتحليل خارج منصة (الجينات التنميط التعبير عبر QPCR). </li></ol> 5. نظيفة وقطع غيار منهاجإعادة استخدام <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تزج نقل microcapillaries والتجهيزات CapTite في التبييض 10٪ (V / V في الماء) لمدة 10 دقيقة في RT، وشطف جيدا مع الماء منزوع الأيونات، والجاف باستخدام غاز النيتروجين. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تزج لوحات الجهاز DMF في التبييض 10٪ لمدة 10 دقيقة في RT، وشطف جيدا مع الأيزوبروبانول يليه الماء منزوع الأيونات، والجاف باستخدام غاز النيتروجين تليها الخبز على 160 درجة مئوية لمدة 10 دقيقة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضخ حقنة في أنابيب البولي، ويلقي البوليمر الجهاز DMF والإطار ضغط، ويمكن إعادة استخدامها دون تنظيف. يتم تجاهل نضح غرفة microcapillaries بعد كل تجربة. </li></ol>

<ol>
	<li>Young, E. W. K., Beebe, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fundamentals+of+microfluidic+cell+culture+in+controlled+microenvironments.">Fundamentals of microfluidic cell culture in controlled microenvironments.</a> Chemical Society Reviews. 39, 1036-1048 (2010).</li><li>Yeo, L. Y., Chang, H. C., Chan, P. P. Y., Friend, J. R. <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+for+bioapplications.">Microfluidic devices for bioapplications.</a> Small. 7, 12-48 (2011).</li><li>Zhang, B., Kim, M. C., Thorsen, T., Wang, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+self-contained+microfluidic+cell+culture+system.">A self-contained microfluidic cell culture system.</a> Biomedical Microdevices. 11, 1233-1237 (2009).</li><li>Skafte-Pedersen, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+self-contained,+programmable+microfluidic+cell+culture+system+with+real-time+microscopy+access.">A self-contained, programmable microfluidic cell culture system with real-time microscopy access.</a> Biomedical Microdevices. 14, 385-399 (2012).</li><li>Barbulovic-Nad, I., Au, S. H., Wheeler, 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=A+microfluidic+platform+for+complete+mammalian+cell+culture.">A microfluidic platform for complete mammalian cell culture.</a> Lab Chip. 10, 1536-1542 (2010).</li><li>Zhou, Y., Pang, Y., Huang, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Openly+Accessible+Microfluidic+Liquid+Handlers+for+Automated+High-Throughput+Nanoliter+Cell+Culture.">Openly Accessible Microfluidic Liquid Handlers for Automated High-Throughput Nanoliter Cell Culture.</a> Analytical Chemistry. 84, 2576-2584 (2012).</li><li>Wang, H. Y., Bao, N., Lu, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+microfluidic+cell+array+with+individually+addressable+culture+chambers.">A microfluidic cell array with individually addressable culture chambers.</a> Biosensors and Bioelectronics. 24, 613-617 (2008).</li><li>Cimetta, E., Cagnin, S., Volpatti, A., Lanfranchi, G., Elvassore, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamic+culture+of+droplet-confined+cell+arrays.">Dynamic culture of droplet-confined cell arrays.</a> Biotechnology Progress. 26, 220-231 (2010).</li><li>Hung, P. J., Lee, P. J., Sabounchi, P., Lin, R., Lee, L. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Continuous+perfusion+microfluidic+cell+culture+array+for+high-throughput+cell-based+assays.">Continuous perfusion microfluidic cell culture array for high-throughput cell-based assays.</a> Biotechnology and Bioengineering. 89, 1-8 (2005).</li><li>King, K. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+high-throughput+microfluidic+real-time+gene+expression+living+cell+array.">A high-throughput microfluidic real-time gene expression living cell array.</a> Lab on a Chip. 7, 77-85 (2007).</li><li>G&#243;mez-Sj&#246;berg, R., Leyrat, A. A., Pirone, D. M., Chen, C. S., Quake, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Versatile,+fully+automated,+microfluidic+cell+culture+system.">Versatile, fully automated, microfluidic cell culture system.</a> Analytical Chemistry. 79, 8557-8563 (2007).</li><li>Wheeler, 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=Chemistry+-+Putting+electrowetting+to+work.">Chemistry - Putting electrowetting to work.</a> Science. 322, 539-540 (2008).</li><li>Gong, J., Kim, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=All-electronic+droplet+generation+on-chip+with+real-time+feedback+control+for+EWOD+digital+microfluidics.">All-electronic droplet generation on-chip with real-time feedback control for EWOD digital microfluidics.</a> Lab Chip. 8, 898-906 (2008).</li><li>Choi, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Integration+of+field+effect+transistor-based+biosensors+with+a+digital+microfluidic+device+for+a+lab-on-a-chip+application.">Integration of field effect transistor-based biosensors with a digital microfluidic device for a lab-on-a-chip application.</a> Lab Chip. 12, 1533-1536 (2012).</li><li>Barbulovic-Nad, I., Yang, H., Park, P. S., Wheeler, 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=Digital+microfluidics+for+cell-based+assays.">Digital microfluidics for cell-based assays.</a> Lab Chip. 8, 519-526 (2008).</li><li>Gentilucci, L., de Marco, R., Cerisoli, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chemical+modifications+designed+to+improve+peptide+stability:+incorporation+of+non-natural+amino+acids,+pseudo-peptide.">Chemical modifications designed to improve peptide stability: incorporation of non-natural amino acids, pseudo-peptide.</a> 16, 3185-3203 (2010).</li><li>Miller, E. M., Wheeler, 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=A+digital+microfluidic+approach+to+homogeneous+enzyme+assays.">A digital microfluidic approach to homogeneous enzyme assays.</a> Anal. Chem. 80, 1614-1619 (2008).</li><li>Jebrail, M. J., Bartsch, M. S., Patel, 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=Digital+microfluidics:+a+versatile+tool+for+applications+in+chemistry,+biology.">Digital microfluidics: a versatile tool for applications in chemistry, biology.</a> 12, 2452-2463 (2012).</li><li>Ng, A. H. C., Choi, K., Luoma, R. P., Robinson, J. M., Wheeler, 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=Digital+Microfluidic+Magnetic+Separation+for+Particle-Based+Immunoassays.">Digital Microfluidic Magnetic Separation for Particle-Based Immunoassays.</a> Analytical Chemistry. 84, 8805-8812 (2012).</li><li>Sista, R. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Heterogeneous+immunoassays+using+magnetic+beads+on+a+digital+microfluidic+platform.">Heterogeneous immunoassays using magnetic beads on a digital microfluidic platform.</a> Lab Chip. 8, 2188-2196 (2008).</li><li>Malic, L., Veres, T., Tabrizian, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biochip+functionalization+using+electrowetting-on-dielectric+digital+microfluidics+for+surface+plasmon+resonance+imaging+detection+of+DNA+hybridization.">Biochip functionalization using electrowetting-on-dielectric digital microfluidics for surface plasmon resonance imaging detection of DNA hybridization.</a> Biosens. Bioelectron. 24, 2218-2224 (2009).</li><li>Malic, L., Veres, T., Tabrizian, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanostructured+digital+microfluidics+for+enhanced+surface+plasmon+resonance+imaging.">Nanostructured digital microfluidics for enhanced surface plasmon resonance imaging.</a> Biosens. Bioelectron. 26, 2053-2059 (2011).</li><li>Jebrail, M. J., Wheeler, 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=Digital+microfluidic+method+for+protein+extraction+by+precipitation.">Digital microfluidic method for protein extraction by precipitation.</a> Anal. Chem. 81, 330-335 (2009).</li><li>Nelson, W. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Incubated+protein+reduction+and+digestion+on+an+electrowetting-on-dielectric+digital+microfluidic+chip+for+MALDI-MS.">Incubated protein reduction and digestion on an electrowetting-on-dielectric digital microfluidic chip for MALDI-MS.</a> Anal. Chem. 82, 9932-9937 (2010).</li><li>Mousa, N. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Droplet-scale+estrogen+assays+in+breast+tissue,+blood,+and+serum.">Droplet-scale estrogen assays in breast tissue, blood, and serum.</a> Sci. Transl. Med. 1, 1ra2 (2009).</li><li>Jebrail, M. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+digital+microfluidic+method+for+dried+blood+spot+analysis.">A digital microfluidic method for dried blood spot analysis.</a> Lab Chip. 11, 3218-3224 (2011).</li><li>Choi, K., Ng, A. H. C., Fobel, R., Wheeler, 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=Digital+microfluidics.">Digital microfluidics.</a> Annual Review of Analytical Chemistry. 5, 413-440 (2012).</li><li>Jebrail, M. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Digital+Microfluidics+for+Automated+Proteomic+Processing.">Digital Microfluidics for Automated Proteomic Processing.</a> J. Vis. Exp. (33), e1603 (2009).</li><li>Thaitrong, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quality+Control+of+Next+Generation+Sequencing+Library+through+an+Integrative+Digital+Microfluidic+Platform.">Quality Control of Next Generation Sequencing Library through an Integrative Digital Microfluidic Platform.</a> , (2012).</li><li>Shin, Y. J., Lee, J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Machine+vision+for+digital+microfluidics.">Machine vision for digital microfluidics.</a> Review of Scientific Instruments. 81, (2010).</li><li>Thornton, M., Eward, K. L., Helmstetter, C. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Production+of+minimally+disturbed+synchronous+cultures+of+hematopoietic+cells.">Production of minimally disturbed synchronous cultures of hematopoietic cells.</a> BioTechniques. 32, 1098-1105 (2002).</li><li>Huang, X., Dai, W., Darzynkiewicz, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enforced+adhesion+of+hematopoietic+cells+to+culture+dish+induces+endomitosis+and+polyploidy.">Enforced adhesion of hematopoietic cells to culture dish induces endomitosis and polyploidy.</a> Cell Cycle. 4, 801-805 (2005).</li><li>Raje, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Charged+nylon+membrane+substrate+for+convenient+and+versatile+high+resolution+microscopic+analysis+of+Escherichia+coli+&amp;+mammalian+cells+in+suspension+culture.">Charged nylon membrane substrate for convenient and versatile high resolution microscopic analysis of Escherichia coli &amp; mammalian cells in suspension culture.</a> Cytotechnology. 51, 111-117 (2006).</li><li>Chatterjee, D., Hetayothin, B., Wheeler, A. R., King, D. J., Garrell, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Droplet-based+microfluidics+with+nonaqueous+solvents+and+solutions.">Droplet-based microfluidics with nonaqueous solvents and solutions.</a> Lab Chip. 6, 199-206 (2006).</li><li>Perroud, T. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microfluidic-based+cell+sorting+of+Francisella+tularensis+infected+macrophages+using+optical+forces.">Microfluidic-based cell sorting of Francisella tularensis infected macrophages using optical forces.</a> Analytical Chemistry. 80, 6365-6372 (2008).</li><li>Wang, Z., Gerstein, M., Snyder, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=RNA-Seq:+A+revolutionary+tool+for+transcriptomics.">RNA-Seq: A revolutionary tool for transcriptomics.</a> Nature Reviews Genetics. 10, 57-63 (2009).</li><li>Malone, J. H., Oliver, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microarrays,+deep+sequencing+and+the+true+measure+of+the+transcriptome.">Microarrays, deep sequencing and the true measure of the transcriptome.</a> BMC Biology. 9, (2011).</li><li>Wu, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microfluidically-unified+cell+culture,+sample+preparation,+imaging+and+flow+cytometry+for+measurement+of+cell+signaling+pathways+with+single+cell+resolution.">Microfluidically-unified cell culture, sample preparation, imaging and flow cytometry for measurement of cell signaling pathways with single cell resolution.</a> Lab on a Chip. 12, 2823-2831 (2012).</li><li>Srivastava, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fully+integrated+microfluidic+platform+enabling+automated+phosphoprofiling+of+macrophage+response.">Fully integrated microfluidic platform enabling automated phosphoprofiling of macrophage response.</a> Analytical Chemistry. 81, 3261-3269 (2009).</li><li>Herr, A. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microfluidic+immunoassays+as+rapid+saliva-based+clinical+diagnostics.">Microfluidic immunoassays as rapid saliva-based clinical diagnostics.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 104, 5268-5273 (2007).</li></ol>

يعلن الكتاب أنه ليس لديهم مصالح مالية المتنافسة.

لقد قمنا بتطوير منصة بسيطة وتنوعا الآلي للثقافة الخلية الصغيرة الحجم والتجارب التحفيز. منصة تمكننا من العمل مع وحدات التخزين الصغيرة وثقافة السكان الخلية (1-20 ميكرولتر و 100 - 2،000 خلايا، لكل غرفة)؛ الأحجام ثقافة يمكن تخفيض أكبر من خلال استخدام microcapillaries من قطر أصغر....

وقد وفرت دراسة خلايا المحافظة في الثقافة (في تحليل المختبر) نظرة لا تقدر بثمن في المبادئ الأساسية والآليات الجزيئية التي تحكم النظم البيولوجية المعقدة وصحة الإنسان. تم تصميم الطرق التقليدية للثقافة، والتحفيز، ومجموعة من الخلايا لتحليلها، التي تستخدم أطباق بتري ووحات microtiter، لدراسة أعداد كبيرة من الخلايا (≥ 10 5) في مجلدات الثقافة على نطاق وملليلتر (≥ 0.1 مل). ومع ذلك، هناك العديد من الحالات التي ليست سوى كميات محدودة من الخلايا المتاحة (مثل الخلايا الأولية)، أو المجموعات الصغيرة من الخلايا المرغوب فيه (على سبيل المثال للحد من خلية الى خلية تقلب عبر السكان)، أو الكواشف المطلوبة يصعب الحصول عليها أو باهظة التكاليف (مثل تنقية العوامل الخلية يفرز). مثل هذه القضايا لا يمكن معالجتها بنجاح من قبل تقليص حجم والثقافة، والتي لها فائدة إضافية تتمثل في خفض استهلاك جميعالكواشف اللازمة للتحليل في المختبر 1،2. للأسف، المعدات والأساليب التقليدية لا تعتمد التلاعب دقيقة وقابلة للتكرار من الثقافات الصغيرة الحجم والنظم الآلية القائمة على على microfluidics المتاحة حاليا 3-11 معقدة جدا ومتخصصة للاستخدام الروتيني من قبل معظم المختبرات. في هذا التقرير، وصفنا التجمع واستخدام منصة تكنولوجيا بسيطة وتنوعا للثقافة الآلي، والتحفيز، واستعادة مجموعات صغيرة من الخلايا (100 - 2،000 الخلايا) في أحجام الصغيرة الحجم (1-20 ميكرولتر). بنية منصة (الشكل 1) هي وحدات مستقلة في تصميم: مجموعة من فبرونيكتين المغلفة microcapillaries (&quot;غرف نضح الخلية&quot; وحدة نمطية) يخدم كموقع لإنشاء، والصيانة، والتحفيز من الثقافات على نطاق والجزئي؛ وعلى microfluidics الرقمية (DMF ) 12،13 الجهاز تجهيزه مع &quot;نقل&quot; microcapillaries (&quot;المحور المركزي&quot; وحدة نمطية) 14،15 المسارات الخلاياوالكواشف من وإلى غرف نضح. DMF تمكن المستخدم من معالجة فردي قطرات متعددة في نفس الوقت وإلى تغيير أو إعادة ترتيب التلاعب (أي إعادة تكوين نموذج القطارات التجهيز) دون تغيير الأجهزة الجهاز. لها مرونة هائلة هو واضح في ظهور في الآونة الأخيرة باعتباره التكنولوجيا الرئيسية في مجموعة واسعة من التطبيقات، بما في ذلك الثقافة خلية 16،17، المقايسات انزيم 18،19، 20،21 المناعية، وتحليل الحمض النووي 22،23، وتجهيز بروتين، 24،25 وتجهيز العينات السريرية. 26،27 محور مركزي لدينا يستفيد من المرونة الملازمة لأجهزة DMF، وكذلك يعزز ذلك من خلال إضافة واجهات microcapillary، الذي يوفر فرصة لتنفيذ مجموعة فرعية من التلاعب (مثل زراعة الخلايا) في الطرفية المتخصصة وحدات، وليس على جهاز DMF نفسها. تجزئة وحدات لمعالجة بهذه الطريقة أيضا يبسط تصميم جيش التحرير الشعبى الصينىtform العمارة (لا حاجة لبناء جهاز DMF التي يمكن تنفيذ جميع خطوات التجهيز) ويسهل تطورها، وظائف جديدة مطلوبة (ببساطة دمج وحدات طرفية جديدة حسب الضرورة). هو الدافع وراء نقل الخلايا والكواشف داخل محور مركزي من قبل electrowetting القوات التي تولدها تفعيل متتابعة من الأقطاب الكهربائية داخل الجهاز DMF 13،28؛ النقل من وإلى وداخل غرف نضح هو مدعوم من وتغيرات الضغط الناتجة عن حقنة عالية الدقة مضخة. يتم التحكم في جميع هذه الحركات السوائل عبر واجهة إلكترونية بسيطة ومؤتمتة من خلال استخدام البرامج النصية محددة سلفا. كمثال ممثل، ونحن لشرح استخدام منصة لدراسة استجابات النسخي أثارت في الخلايا المناعية على التحدي مع البكتيريا (الشكل 2). تنفيذ هذه التجارب على منصة مكنتنا من العمل مع أعداد صغيرة من الخلايا (~ 1،000 في التجربهحالة TAL)، تقليل التباين التجربة إلى التجربة، الكواشف الحفاظ، وإعادة توجيه التدريب العملي على العمل. وبالنظر إلى المزايا التي تمنح، وكذلك في إمكانية الوصول والتنوع، ينبغي أن هذا المنبر تجد استخدامها في مجموعة متنوعة واسعة من المختبرات والتطبيقات وتكون مفيدة خاصة في تسهيل تحليل الخلايا والمحفزات التي تتوفر بكميات محدودة فقط.

<table border="1">
 <tbody>
 <tr>
 <td>Name of Reagent/Material</td>
 <td>Company</td>
 <td>Catalog Number</td>
 <td>Comments</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Prelude Direct Lysis Module</td>
 <td>NuGEN</td>
 <td>1400-24</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Trypan Blue (0.4% w/v)</td>
 <td>GIBCO</td>
 <td>15250-061</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Cell Stripper</td>
 <td>Cellgro</td>
 <td>25-056-C1</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Ovation PicoSL WTA</td>
 <td>NuGEN</td>
 <td>3310-048</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Agencourt RNAClean XP</td>
 <td>Beckman Coulter Genomics</td>
 <td>A63987</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>pHrodo BioParticles</td>
 <td>Invitrogen</td>
 <td>P35361</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>CCL4 TaqMan qRT-PCR assay</td>
 <td>Applied Biosystems</td>
 <td>Mm00443111_m1</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>CCL5 TaqMan qRT-PCR assay</td>
 <td>Applied Biosystems</td>
 <td>Mm01302428_m1</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>PTGS2 TaqMan qRT-PCR assay</td>
 <td>Applied Biosystems</td>
 <td>Mm00478374_m1</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>TNF TaqMan qRT-PCR assay</td>
 <td>Applied Biosystems</td>
 <td>Mm00443258_m1</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>GAPDH TaqMan qRT-PCR assay</td>
 <td>Applied Biosystems</td>
 <td>Mm99999915_g1</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Pluronic F127</td>
 <td>Sigma Chemical</td>
 <td>2594628</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Fluorinert FC-40</td>
 <td>Sigma Chemical</td>
 <td>51142-49-5</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Parylene C dimer</td>
 <td>Specialty Coating Systems</td>
 <td>28804-46-8</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Teflon-AF</td>
 <td>DuPont</td>
 <td>AF1600</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Polyimide tape</td>
 <td>ULINE</td>
 <td>S-11928</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Indium tin oxide (ITO) coated glass substrates </td>
 <td>Delta Technologies </td>
 <td>CB-40IN-1107</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>DMF hub Teflon-coated fused-silica microcapillaries</td>
 <td>Polymicro Technologies</td>
 <td>TSU100375</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Perfusion chamber microcapillaries</td>
 <td>Polymicro Technologies</td>
 <td>TSP530700</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Tubing and microcapillary fittings</td>
 <td>Sandia National Laboratories</td>
 <td>&nbsp;</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Polycarbonate tubing</td>
 <td>Paradigm Optics</td>
 <td>CTPC100-500-5</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>8-port precision syringe pump equipped with 30 mm (500 &mu;l capacity) syringes</td>
 <td>Hamilton Company</td>
 <td>54848-01</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Parylene-C vapor deposition instrument</td>
 <td>Specialty Coating Systems</td>
 <td>PDS 2010 Labcoter 2</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>High-voltage function generator</td>
 <td>Trek</td>
 <td>615A-1 615-3</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>MVX10 microscope</td>
 <td>Olympus</td>
 <td></td>
 <td>Optional (facilitates tracking of droplets on DMF hub)</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>QIClick digital CCD camera</td>
 <td>QImaging</td>
 <td>QIClick-F-CLR-12</td>
 <td>Optional (facilitates tracking of droplets on DMF hub)</td>
 </tr>
</tbody>
</table>

a versatile automated platform for micro-scale cell stimulation experiments

وقد وفرت دراسة الخلايا في الثقافة (في تحليل المختبر) نظرة متبصرة في النظم البيولوجية المعقدة. الأساليب التقليدية والمعدات اللازمة لفي تحليل المختبر هي مناسبة تماما لدراسة أعداد كبيرة من الخلايا (≥ 10 5) في مجلدات على نطاق وملليلتر (≥ 0.1 مل). ومع ذلك، هناك العديد من الحالات التي كان من الضروري أو المرغوب فيه إلى تقليص حجم الثقافة للحد من استهلاك الخلايا من الفائدة و / أو الكواشف اللازمة لثقافتهم، والتحفيز، أو المعالجة. للأسف، والنهج التقليدي لا تدعم التلاعب دقيقة وقابلة للتكرار من الثقافات الصغيرة الحجم، والنظم الآلية القائمة على على microfluidics المتوفرة حاليا هي معقدة جدا ومتخصصة للاستخدام الروتيني من قبل معظم المختبرات. لمعالجة هذه المشكلة، قمنا بتطوير منصة تقنية بسيطة وتنوعا للثقافة الآلي، والتحفيز، واستعادة مجموعات صغيرة من الخلايا (100 - 2،000 الخلايا) في حجم الصغيرة الحجمق (1-20 ميكرولتر). تتكون منصة لمجموعة من فبرونيكتين المغلفة microcapillaries (&quot;غرف نضح الخلية&quot;)، التي وضعت ضمن الثقافات الصغيرة الحجم، حافظ، وحفز؛ وعلى microfluidics (DMF) جهاز رقمي تجهيزه مع &quot;نقل&quot; microcapillaries (&quot;المحور المركزي &quot;)، التي المسارات الخلايا والكواشف من وإلى غرف نضح؛ مضخة محقنة عالية الدقة، والذي نقل صلاحيات المواد بين الغرف نضح والمحور المركزي؛ وواجهة الإلكترونية التي توفر السيطرة على نقل المواد، والتي هي منسقة والآلي عبر البرامج النصية محددة سلفا. وكمثال على ذلك، استخدمنا منصة لتسهيل دراسة استجابات النسخي أثارت في الخلايا المناعية على التحدي مع البكتيريا. استخدام منصة مكنتنا من تقليل استهلاك الخلايا والكواشف، وتقليل التباين التجربة إلى التجربة، وإعادة توجيه التدريب العملي على العمل. وبالنظر إلى المزايا التي تمنح، وكذلك في إمكانية الوصول والتنوع، سمنصة اور ينبغي أن تجد استخدامها في مجموعة متنوعة واسعة من المختبرات والتطبيقات، وتكون مفيدة خاصة في تسهيل تحليل الخلايا والمحفزات التي تتوفر بكميات محدودة فقط.

كدليل على منصة الآلي، ونحن استخدامه لإجراء دراسة في التي كانت تزرع المجموعات الصغيرة من الخلايا المناعية في الثقافات الصغيرة الحجم، تحدى مع البكتيريا، و lysed للتحليل خارج منصة من الردود المؤيدة للالتهابات (الشكل 2 ). وكان...

Watch this Scientific Journal Video about A Versatile Automated Platform for Micro-scale Cell Stimulation Experiments at JoVE.com

A Versatile Automated Platform for Micro-scale Cell Stimulation Experiments

لقد قمنا بتطوير زراعة الخلايا الآلي ومنصة الاستجواب للتجارب التحفيز الخلية الصغيرة الحجم. منصة يوفر تحكم بسيطة، وتنوعا، ودقيق في زراعة وتحفيز المجموعات الصغيرة من الخلايا، واستعادة لست] للالتحليلات الجزيئية. منصة هي مناسبة تماما للدراسات التي تستخدم الخلايا الثمينة و / أو الكواشف.

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 ...

a-versatile-automated-platform-for-micro-scale-cell-stimulation

Research

JoVE Journal

Bioengineering

10.5K Views.  Sandia National Laboratories. لقد قمنا بتطوير زراعة الخلايا الآلي ومنصة الاستجواب للتجارب التحفيز الخلية الصغيرة الحجم. منصة يوفر تحكم بسيطة، وتنوعا، ودقيق في زراعة وتحفيز المجموعات الصغيرة من الخلايا، واستعادة لست] للالتحليلات الجزيئية. منصة هي مناسبة تماما للدراسات التي تستخدم الخلايا ?...

Video: A Versatile Automated Platform for Micro-scale Cell Stimulation Experiments

Organotypic Collagen I Assay: A Malleable Platform to Assess Cell Behaviour in a 3-Dimensional Context

Cell migration is fundamental to many aspects of biology, including development, wound healing, the cellular responses of the immune system, and metastasis of tumor cells. Migration has been studied on glass coverslips in order to make cellular dynamics amenable to investigation by light microscopy. However, it has become clear that many aspects of cell migration depend on features of the local environment including its elasticity, protein composition, and pore size, which are not faithfully represented by rigid two dimensional substrates such as glass and plastic 1. Furthermore, interaction with other cell types, including stromal fibroblasts 2 and immune cells 3, has been shown to play a critical role in promoting the invasion of cancer cells. Investigation at the molecular level has increasingly shown that molecular dynamics, including response to drug treatment, of identical cells are significantly different when compared in vitro and in vivo 4. 
Ideally, it would be best to study cell migration in its naturally occurring context in living organisms, however this is not always possible. Intermediate tissue culture systems, such as cell derived matrix, matrigel, organotypic culture (described here) tissue explants, organoids, and xenografts, are therefore important experimental intermediates. These systems approximate certain aspects of an in vivo environment but are more amenable to experimental manipulation such as use of stably transfected cell lines, drug treatment regimes, long term and high-resolution imaging. Such intermediate systems are especially useful as proving grounds to validate probes and establish parameters required to image the dynamic response of cells and fluorescent reporters prior to undertaking imaging in vivo 5. As such, they can serve an important role in reducing the need for experiments on living animals.

A method is described for the preparation of a 3-dimensional matrix consisting of collagen type I and primary human fibroblasts. This organotypic gel serves as a useful substrate to assess invasive cell migration because it mimics basic features of tissue stroma and is amenable to many forms of microscopy.

عضوي النمط I الكولاجين الفحص: A منهاج طيع لتقييم سلوك الخلية في سياق الأبعاد 3-

Cell migration is fundamental to many aspects of biology, including development, wound healing, the cellular responses of the immune system, and ...

GENPLAT: an Automated Platform for Biomass Enzyme Discovery and Cocktail Optimization

The high cost of enzymes for biomass deconstruction is a major impediment to the economic conversion of lignocellulosic feedstocks to liquid transportation fuels such as ethanol. We have developed an integrated high throughput platform, called GENPLAT, for the discovery and development of novel enzymes and enzyme cocktails for the release of sugars from diverse pretreatment/biomass combinations. GENPLAT comprises four elements: individual pure enzymes, statistical design of experiments, robotic pipeting of biomass slurries and enzymes, and automated colorimeteric determination of released Glc and Xyl. Individual enzymes are produced by expression in Pichia pastoris or Trichoderma reesei, or by chromatographic purification from commercial cocktails or from extracts of novel microorganisms. Simplex lattice (fractional factorial) mixture models are designed using commercial Design of Experiment statistical software. Enzyme mixtures of high complexity are constructed using robotic pipeting into a 96-well format. The measurement of released Glc and Xyl is automated using enzyme-linked colorimetric assays. Optimized enzyme mixtures containing as many as 16 components have been tested on a variety of feedstock and pretreatment combinations.
GENPLAT is adaptable to mixtures of pure enzymes, mixtures of commercial products (e.g., Accellerase 1000 and Novozyme 188), extracts of novel microbes, or combinations thereof. To make and test mixtures of &tilde;10 pure enzymes requires less than 100 &mu;g of each protein and fewer than 100 total reactions, when operated at a final total loading of 15 mg protein/g glucan. We use enzymes from several sources. Enzymes can be purified from natural sources such as fungal cultures (e.g., Aspergillus niger, Cochliobolus carbonum, and Galerina marginata), or they can be made by expression of the encoding genes (obtained from the increasing number of microbial genome sequences) in hosts such as E. coli, Pichia pastoris, or a filamentous fungus such as T. reesei. Proteins can also be purified from commercial enzyme cocktails (e.g., Multifect Xylanase, Novozyme 188). An increasing number of pure enzymes, including glycosyl hydrolases, cell wall-active esterases, proteases, and lyases, are available from commercial sources, e.g., Megazyme, Inc. (www.megazyme.com), NZYTech (www.nzytech.com), and PROZOMIX (www.prozomix.com).
Design-Expert software (Stat-Ease, Inc.) is used to create simplex-lattice designs and to analyze responses (in this case, Glc and Xyl release). Mixtures contain 4-20 components, which can vary in proportion between 0 and 100%. Assay points typically include the extreme vertices with a sufficient number of intervening points to generate a valid model. In the terminology of experimental design, most of our studies are "mixture" experiments, meaning that the sum of all components adds to a total fixed protein loading (expressed as mg/g glucan). The number of mixtures in the simplex-lattice depends on both the number of components in the mixture and the degree of polynomial (quadratic or cubic). For example, a 6-component experiment will entail 63 separate reactions with an augmented special cubic model, which can detect three-way interactions, whereas only 23 individual reactions are necessary with an augmented quadratic model. For mixtures containing more than eight components, a quadratic experimental design is more practical, and in our experience such models are usually statistically valid.
All enzyme loadings are expressed as a percentage of the final total loading (which for our experiments is typically 15 mg protein/g glucan). For "core" enzymes, the lower percentage limit is set to 5%. This limit was derived from our experience in which yields of Glc and/or Xyl were very low if any core enzyme was present at 0%. Poor models result from too many samples showing very low Glc or Xyl yields. Setting a lower limit in turn determines an upper limit. That is, for a six-component experiment, if the lower limit for each single component is set to 5%, then the upper limit of each single component will be 75%. The lower limits of all other enzymes considered as "accessory" are set to 0%. "Core" and "accessory" are somewhat arbitrary designations and will differ depending on the substrate, but in our studies the core enzymes for release of Glc from corn stover comprise the following enzymes from T. reesei: CBH1 (also known as Cel7A), CBH2 (Cel6A), EG1(Cel7B), BG (&beta;-glucosidase), EX3 (endo-&beta;1,4-xylanase, GH10), and BX (&beta;-xylosidase).
<div id="myEventWatcherDiv">
	 </div>

GENPLAT (GLBRC Enzyme Platform) is an automated platform for discovery and optimization of enzyme cocktails for biomass degradation. It can be adapted to multiple feedstocks and mixtures of enzymes containing multiple components.

GENPLAT : منبرا الآلي لاكتشاف انزيم الكتلة الحيوية والتحسين كوكتيل

The high cost of enzymes for biomass deconstruction is a major impediment to the economic conversion of lignocellulosic feedstocks to liquid ...

Cell Squeezing as a Robust, Microfluidic Intracellular Delivery Platform

Rapid mechanical deformation of cells has emerged as a promising, vector-free method for intracellular delivery of macromolecules and nanomaterials. This technology has shown potential in addressing previously challenging applications; including, delivery to primary immune cells, cell reprogramming, carbon nanotube, and quantum dot delivery. This vector-free microfluidic platform relies on mechanical disruption of the cell membrane to facilitate cytosolic delivery of the target material. Herein, we describe the detailed method of use for these microfluidic devices including, device assembly, cell preparation, and system operation. This delivery approach requires a brief optimization of device type and operating conditions for previously unreported applications. The provided instructions are generalizable to most cell types and delivery materials as this system does not require specialized buffers or chemical modification/conjugation steps. This work also provides recommendations on how to improve device performance and trouble-shoot potential issues related to clogging, low delivery efficiencies, and cell viability.

Rapid mechanical deformation of cells has emerged as a promising, vector-free method for intracellular delivery of macromolecules and nanomaterials. This protocol provides detailed steps on how to use the system for a broad range of applications.

الضغط خلية باعتبارها قوية، ميكروفلويديك بين الخلايا توصيل منصة

Rapid mechanical deformation of cells has emerged as a promising, vector-free method for intracellular delivery of macromolecules and nanomaterials. This ...

A Novel Stretching Platform for Applications in Cell and Tissue Mechanobiology

Tools that allow the application of mechanical forces to cells and tissues or that can quantify the mechanical properties of biological tissues have contributed dramatically to the understanding of basic mechanobiology. These techniques have been extensively used to demonstrate how the onset and progression of various diseases are heavily influenced by mechanical cues. This article presents a multi-functional biaxial stretching (BAXS) platform that can either mechanically stimulate single cells or quantify the mechanical stiffness of tissues. The BAXS platform consists of four voice coil motors that can be controlled independently. Single cells can be cultured on a flexible substrate that can be attached to the motors allowing one to expose the cells to complex, dynamic, and spatially varying strain fields. Conversely, by incorporating a force load cell, one can also quantify the mechanical properties of primary tissues as they are exposed to deformation cycles. In both cases, a proper set of clamps must be designed and mounted to the BAXS platform motors in order to firmly hold the flexible substrate or the tissue of interest. The BAXS platform can be mounted on an inverted microscope to perform simultaneous transmitted light and/or fluorescence imaging to examine the structural or biochemical response of the sample during stretching experiments. This article provides experimental details of the design and usage of the BAXS platform and presents results for single cell and whole tissue studies. The BAXS platform was used to measure the deformation of nuclei in single mouse myoblast cells in response to substrate strain and to measure the stiffness of isolated mouse aortas. The BAXS platform is a versatile tool that can be combined with various optical microscopies in order to provide novel mechanobiological insights at the sub-cellular, cellular and whole tissue levels.

We present in this article a novel stretching platform that can be used to investigate single cell responses to complex anisotropic biaxial mechanical deformation and quantify the mechanical properties of biological tissues.

A منصة رواية تمتد للتطبيقات في الخلايا والأنسجة Mechanobiology

Tools that allow the application of mechanical forces to cells and tissues or that can quantify the mechanical properties of biological tissues have ...

A Microfluidic Platform for High-throughput Single-cell Isolation and Culture

Studying the heterogeneity of single cells is crucial for many biological questions, but is technically difficult. Thus, there is a need for a simple, yet high-throughput, method to perform single-cell culture experiments. Here, we report a microfluidic chip-based strategy for high-efficiency single-cell isolation (~77%) and demonstrate its capability of performing long-term single-cell culture (up to 7 d) and cellular heterogeneity analysis using clonogenic assay. These applications were demonstrated with KT98 mouse neural stem cells, and A549 and MDA-MB-435 human cancer cells. High single-cell isolation efficiency and long-term culture capability are achieved by using different sizes of microwells on the top and bottom of the microfluidic channel. The small microwell array is designed for precisely isolating single-cells, and the large microwell array is used for single-cell clonal culture in the microfluidic chip. This microfluidic platform constitutes an attractive approach for single-cell culture applications, due to its flexibility of adjustable cell culture spaces for different culture strategies, without decreasing isolation efficiency.

Here, we present a protocol for isolating and culturing single cells with a microfluidic platform, which utilizes a new microwell design concept to allow for high-efficiency single cell isolation and long-term clonal culture.

ومنصة ميكروفلويديك لعزل وحيدة الخلية عالية الإنتاجية والثقافة

Studying the heterogeneity of single cells is crucial for many biological questions, but is technically difficult. Thus, there is a need for a simple, yet ...

Layered Alginate Constructs: A Platform for Co-culture of Heterogeneous Cell Populations

Many load bearing tissues possess structurally and functionally distinct regions, typically accompanied by different cell phenotypes with differential mechanosensing characteristics. Engineering and analysis of these tissue types remain a challenge. Layered hydrogel constructs provide an opportunity for investigating the interactions among multiple cell populations within single constructs. Alginate hydrogels are both biocompatible and allow for easy isolation of cells after experimentation. Here, we describe a method for the development of small sized dual layered alginate hydrogel discs. This process maintains high cell viability of human mesenchymal stem cells during the formation process and these layered discs can withstand unconfined cyclic compression, commonly used for stimulation of hMSCs undergoing chondrogenesis. These layered constructs can potentially be scaled up to include additional levels, and also be used to segregate cell populations initially after layering. This dual layer alginate hydrogel culture platform can be used for many different applications including engineering and analysis of cells of load bearing tissues and co-cultures of other cell types.

Engineering and analysis of load bearing tissues with heterogeneous cell populations are still a challenge. Here, we describe a method for creating bi-layered alginate hydrogel discs as a platform for co-culture of diverse cell populations within one construct.

الطبقات الجيني التركيبات: منصة لالمشارك ثقافة بالسكان خلية غير المتجانسة

Many load bearing tissues possess structurally and functionally distinct regions, typically accompanied by different cell phenotypes with differential ...

A High-throughput Cell Microarray Platform for Correlative Analysis of Cell Differentiation and Traction Forces

Microfabricated cellular microarrays, which consist of contact-printed combinations of biomolecules on an elastic hydrogel surface, provide a tightly controlled, high-throughput engineered system for measuring the impact of arrayed biochemical signals on cell differentiation. Recent efforts using cell microarrays have demonstrated their utility for combinatorial studies in which many microenvironmental factors are presented in parallel. However, these efforts have focused primarily on investigating the effects of biochemical cues on cell responses. Here, we present a cell microarray platform with tunable material properties for evaluating both cell differentiation by immunofluorescence and biomechanical cell&#8211;substrate interactions by traction force microscopy. To do so, we have developed two different formats utilizing polyacrylamide hydrogels of varying Young&#39;s modulus fabricated on either microscope slides or glass-bottom Petri dishes. We provide best practices and troubleshooting for the fabrication of microarrays on these hydrogel substrates, the subsequent cell culture on microarrays, and the acquisition of data. This platform is well-suited for use in investigations of biological processes for which both biochemical (e.g., extracellular matrix composition) and biophysical (e.g., substrate stiffness) cues may play significant, intersecting roles.

Cell differentiation is regulated by a host of microenvironmental factors, including both matrix composition and substrate material properties. We describe here a technique utilizing cell microarrays in conjunction with traction force microscopy to evaluate both cell differentiation and biomechanical cell&#8211;substrate interactions as a function of microenvironmental context.

وإنتاجية عالية منصة ميكروأري الخليوي لتحليل مترابط من تمايز الخلايا وقوات الجر

Microfabricated cellular microarrays, which consist of contact-printed combinations of biomolecules on an elastic hydrogel surface, provide a tightly ...

A Versatile Method of Patterning Proteins and Cells

Substrate and cell patterning techniques are widely used in cell biology to study cell-to-cell and cell-to-substrate interactions. Conventional patterning techniques work well only with simple shapes, small areas and selected bio-materials. This article describes a method to distribute cell suspensions as well as substrate solutions into complex, long, closed (dead-end) polydimethylsiloxane (PDMS) microchannels using negative pressure. This method enables researchers to pattern multiple substrates including fibronectin, collagen, antibodies (Sal-1), poly-D-lysine (PDL), and laminin. Patterning of substrates allows one to indirectly pattern a variety of cells. We have tested C2C12 myoblasts, the PC12 neuronal cell line, embryonic rat cortical neurons, and amphibian retinal neurons. In addition, we demonstrate that this technique can directly pattern fibroblasts in microfluidic channels via brief application of a low vacuum on cell suspensions. The low vacuum does not significantly decrease cell viability as shown by cell viability assays. Modifications are discussed for application of the method to different cell and substrate types. This technique allows researchers to pattern cells and proteins in specific patterns without the need for exotic materials or equipment and can be done in any laboratory with a vacuum.

This report describes a simple, easy to perform technique, using low pressure vacuum, to fill microfluidic channels with cells and substrates for biological research.

منهج تنوعا من الزخرفة البروتينات والخلايا

Substrate and cell patterning techniques are widely used in cell biology to study cell-to-cell and cell-to-substrate interactions. Conventional patterning ...

DNA Nanotubes as a Versatile Tool to Study Semiflexible Polymers

Mechanical properties of complex, polymer-based soft matter, such as cells or biopolymer networks, can be understood in neither the classical frame of flexible polymers nor of rigid rods. Underlying filaments remain outstretched due to their non-vanishing backbone stiffness, which is quantified via the persistence length (lp), but they are also subject to strong thermal fluctuations. Their finite bending stiffness leads to unique, non-trivial collective mechanics of bulk networks, enabling the formation of stable scaffolds at low volume fractions while providing large mesh sizes. This underlying principle is prevalent in nature (e.g., in cells or tissues), minimizing the high molecular content and thereby facilitating diffusive or active transport. Due to their biological implications and potential technological applications in biocompatible hydrogels, semiflexible polymers have been subject to considerable study. However, comprehensible investigations remained challenging since they relied on natural polymers, such as actin filaments, which are not freely tunable. Despite these limitations and due to the lack of synthetic, mechanically tunable, and semiflexible polymers, actin filaments were established as the common model system. A major limitation is that the central quantity lp cannot be freely tuned to study its impact on macroscopic bulk structures. This limitation was resolved by employing structurally programmable DNA nanotubes, enabling controlled alteration of the filament stiffness. They are formed through tile-based designs, where a discrete set of partially complementary strands hybridize in a ring structure with a discrete circumference. These rings feature sticky ends, enabling the effective polymerization into filaments several microns in length, and display similar polymerization kinetics as natural biopolymers. Due to their programmable mechanics, these tubes are versatile, novel tools to study the impact of lp on the single-molecule as well as the bulk scale. In contrast to actin filaments, they remain stable over weeks, without notable degeneration, and their handling is comparably straightforward.

Semiflexible polymers display unique mechanical properties that are extensively applied by living systems. However, systematic studies on biopolymers are limited since properties such as polymer rigidity are inaccessible. This manuscript describes how this limitation is circumvented by programmable DNA nanotubes, enabling experimental studies on the impact of filament rigidity.

النانومترية الحمض النووي كأداة مرنة لدراسة البوليمرات سيميفليكسيبلي

Mechanical properties of complex, polymer-based soft matter, such as cells or biopolymer networks, can be understood in neither the classical frame of ...

A Multilayer Microfluidic Platform for the Conduction of Prolonged Cell-Free Gene Expression

The limitations of cell-based synthetic biology are becoming increasingly apparent as researchers aim to develop larger and more complex synthetic genetic regulatory circuits. The analysis of synthetic genetic regulatory networks in vivo is time consuming and suffers from a lack of environmental control, with exogenous synthetic components interacting with host processes resulting in undesired behavior. To overcome these issues, cell-free characterization of novel circuitry is becoming more prevalent. In vitro transcription and translation (IVTT) mixtures allow the regulation of the experimental environment and can be optimized for each unique system. The protocols presented here detail the fabrication of a multilayer microfluidic device that can be utilized to sustain IVTT reactions for prolonged durations. In contrast to batch reactions, where resources are depleted over time and (by-) products accumulate, the use of microfluidic devices allows the replenishment of resources as well as the removal of reaction products. In this manner, the cellular environment is emulated by maintaining an out-of-equilibrium environment in which the dynamic behavior of gene circuits can be investigated over extended periods of time. To fully exploit the multilayer microfluidic device, hardware and software have been integrated to automate the IVTT reactions. By combining IVTT reactions with the microfluidic platform presented here, it becomes possible to comprehensively analyze complex network behaviors, furthering our understanding of the mechanisms that regulate cellular processes.

The fabrication process of a PDMS-based, multilayer, microfluidic device that allows in vitro transcription and translation (IVTT) reactions to be performed over prolonged periods is described. Furthermore, a comprehensive overview of the hardware and software required to automate and maintain these reactions for prolonged durations is provided.

منصة ميكروفلويدريك متعددة الطبقات لتوصيل التعبير الجيني الخالي من الخلايا لفترات طويلة

The limitations of cell-based synthetic biology are becoming increasingly apparent as researchers aim to develop larger and more complex synthetic genetic ...