JoVE Logo

Iniciar sesión

Se requiere una suscripción a JoVE para ver este contenido. Inicie sesión o comience su prueba gratuita.

En este artículo

  • Resumen
  • Resumen
  • Introducción
  • Protocolo
  • Resultados
  • Discusión
  • Divulgaciones
  • Agradecimientos
  • Materiales
  • Referencias
  • Reimpresiones y Permisos

Resumen

Este artículo proporciona el método detallado de realizar un ensayo rápido de quimiotaxis de neutrófilos integrando el aislamiento de neutrófilos a bordo de la sangre entera y la prueba de quimiotaxis en un único chip microfluídico.

Resumen

La migración de neutrófilos y la quimiotaxis son fundamentales para el sistema inmunológico de nuestro cuerpo. Los dispositivos microfluídicos se utilizan cada vez más para investigar la migración de neutrófilos y la quimiotaxis debido a sus ventajas en visualización en tiempo real, control preciso de la generación de gradiente de concentración química y consumo reducido de reactivos y muestras. Recientemente, los investigadores microfluídicos han hecho un esfuerzo creciente para desarrollar sistemas de análisis de quimiotaxis microfluídicos integrados y fáciles de operar, directamente de sangre entera. En esta dirección, se desarrolló el primer método todo en chip para integrar la purificación negativa magnética de los neutrófilos y el ensayo de quimiotaxis a partir de muestras de pequeño volumen sanguíneo. Este nuevo método permite una rápida prueba de quimiotaxis de neutrófilos de muestra a resultado en 25 min. En este artículo, proporcionamos la construcción detallada, operación y método de análisis de datos para este ensayo de quimiotaxis todo en chip con una discusión sobre estrategias de solución de problemas, limiTaciones y direcciones futuras. Se muestran resultados representativos del ensayo de quimiotaxis de neutrófilos que prueban un quimioatrayente definido, N -formil-Met-Leu-Phe (fMLP) y esputo de un paciente con enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC), utilizando este método todo en chip. Este método es aplicable a muchas investigaciones relacionadas con la migración celular y aplicaciones clínicas.

Introducción

La quimiotaxis, un proceso de migración celular dirigida a un gradiente de concentración química soluble, está implicada de manera crítica en muchos procesos biológicos incluyendo la respuesta inmune 1 , 2 , 3 , el desarrollo de tejido 4 y la metástasis de cáncer 5 . Los neutrófilos son el subconjunto de glóbulos blancos más abundantes y desempeñan un papel crucial en la habilitación de las funciones innatas de defensa del huésped del cuerpo, así como en la mediación de las respuestas inmunes adaptativas 6 , 7 . Los neutrófilos están equipados con maquinaria quimiotáctica altamente regulada que permite a estas células inmunitarias móviles responder tanto a los quimioatrayentes derivados de patógenos ( por ejemplo, fMLP) como a los quimioatractores derivados del huésped ( por ejemplo, interleucina-8) a través de la quimiotaxis 8 . La migración de neutrófilos y la quimiotaxis median diversos problemas fisiológicosY enfermedades tales como inflamación y cánceres 1 , 9 . Por lo tanto, la evaluación precisa de la quimiotaxis de neutrófilos proporciona una lectura funcional importante para el estudio de la biología de neutrófilos y las enfermedades asociadas.

En comparación con los ensayos de quimiotaxis convencional ampliamente utilizados ( por ejemplo, el ensayo de transwell 10 ), los dispositivos microfluídicos son muy prometedores para la evaluación cuantitativa de la migración celular y la quimiotaxis debido a la generación de gradiente químico controlado con precisión y la miniaturización 11 , 12 , 13 . Durante las dos últimas décadas aproximadamente, se han desarrollado varios dispositivos microfluídicos para estudiar la quimiotaxis de diferentes tipos de células biológicas, especialmente los neutrófilos 11 . Se realizó un esfuerzo significativo para caracterizar la migración de neutrófilos Micos que se configuraron en los dispositivos microfluídicos 14 , 15 . También se desarrollaron estrategias interesantes para estudiar la toma direccional de decisiones por parte de los neutrófilos utilizando los dispositivos microfluídicos. 16 Al margen de la investigación biológicamente orientada, las aplicaciones de los dispositivos microfluídicos se han ampliado para probar las muestras clínicas para la evaluación de la enfermedad 17,18,19. Sin embargo, el uso de muchos dispositivos microfluídicos se limita a laboratorios de investigación especializados y requiere un largo aislamiento de neutrófilos de un gran volumen de muestras de sangre. Por lo tanto, ha habido una tendencia creciente del desarrollo de dispositivos microfluídicos integrados para el análisis rápido de quimiotaxis de neutrófilos directamente de una gota de sangre entera 20 , 21 , 22 ,Ef "> 23 , 24 .

Hacia esta dirección, se desarrolló un método de todo en chip que integra la purificación de neutrófilos negativos magnéticos y el subsiguiente ensayo de quimiotaxis en un solo dispositivo microfluídico 25 . Este método todo-en-chip tiene las siguientes características novedosas: 1) en contraste con las estrategias de chip anteriores que aíslan neutrófilos de la sangre mediante la captura de células basadas en adhesión o el filtrado basado en tamaño de celda 20 , 22 , Pureza, separación magnética sobre chip de los neutrófilos de pequeños volúmenes de sangre completa, así como medición de quimiotaxis mediante estimulación quimioatrayente; 2) la estructura de acoplamiento de células ayuda a alinear las posiciones iniciales de los neutrófilos cerca del canal de gradiente químico y permite un análisis de quimiotaxis simple sin rastreo de células individuales; 3) la integración del aislamiento de neutrófilos y chemotEje en un único dispositivo microfluídico permite un análisis rápido de la quimiotaxis de muestra a resultado en 25 minutos cuando no hay interrupción entre los pasos experimentales.

Este documento proporciona un protocolo detallado para la construcción, operación y análisis de datos método de este todo-en-chip quimiotaxis ensayo. El artículo demuestra el uso efectivo del método desarrollado para realizar la quimiotaxis de neutrófilos mediante la prueba de un quimioatrayente recombinante conocido y muestras quimiotácticas complejas de pacientes, seguido por una discusión sobre estrategias de resolución de problemas, limitaciones y direcciones futuras.

Protocolo

Todos los protocolos de recolección de muestras humanas fueron aprobados por la Junta de Ética en Investigación de la Universidad de Manitoba, Winnipeg.

1. Fabricación de dispositivos microfluídicos ( Figura 1A )

  1. Diseñe e imprima la máscara de la transparencia.
    1. Diseñar el dispositivo según lo detallado previamente 25 . Véase la figura 1A .
      NOTA: El dispositivo incluye dos capas. La primera capa (4 μm de altura) define el canal de barrera de acoplamiento de células para atrapar las células junto al canal de gradiente. La segunda capa (60 μm de altura) define el canal de generación de gradiente, el puerto y el canal para la carga de células, los depósitos de entrada de productos químicos y la salida de desechos. Las marcas de alineación están diseñadas para las dos capas. Para la segunda capa, la longitud y anchura del canal de entrada de serpentina aguas arriba es de 60 mm y 200 μm, respectivamente; La longitud y el ancho de la corriente descendenteSerpentina es de 6 mm y 280 μm, respectivamente.
    2. Imprima las características de primera y segunda capa a una máscara de transparencia utilizando una impresora de alta resolución.
      NOTA: La resolución de impresión depende de las características mínimas del diseño. En el diseño actual, se eligió 32.000 dpi para una característica mínima de 10 μm.
  2. Limpie la oblea de silicio.
    1. Coloque una oblea de silicona de 3 en el limpiador de plasma. Aplicar el vacío durante 3 min.
    2. Encienda la alimentación de plasma y ajuste el nivel a HIGH. Utilice el plasma de oxígeno para tratar la oblea de silicio durante 30 min.
    3. Apague el limpiador de plasma y saque la oblea de silicio; La oblea de silicio está lista para fabricar el molde de dispositivo.
  3. Fabricar la primera capa por fotolitografía en una sala limpia.
    NOTA: Los parámetros de fabricación exactos pueden variar dependiendo de la instalación de fabricación.
    1. Diluir 10 ml de SU-8 2025 con 10 ml de SU-8 2000 en un disyuntor de vidrio para preparar el fotorresistor diseñado. Dejar la mezcla en la campana extractora durante 10 minutos hasta que desaparezcan las burbujas.
    2. Coloque cuidadosamente la oblea de silicio limpiada en la hiladora con el portabrocas adecuado y aplique el vacío para inmovilizar la oblea de silicio.
    3. Con cuidado, verter 3 ml de la mezcla de fotorresistencia sobre el centro de la oblea de silicio. Girar a 500 rpm durante 5 s. A continuación, centrifugación a 3.000 rpm durante 30 s para obtener un revestimiento de fotorresistencia final de 4 μm de grosor sobre la oblea de silicio.
    4. Retire cuidadosamente la oblea de silicio de la hiladora y hornear la oblea de silicio en una placa caliente durante 4 minutos a 95 ° C.
    5. Coloque cuidadosamente la oblea de silicio en un alineador de máscara y ajuste el tiempo de exposición UV a 6 s. Con cuidado, coloque la máscara transparente de la primera capa sobre una placa de vidrio transparente usando cinta adhesiva.
    6. Coloque suavemente la placa de vidrio transparente con la máscara adjunta en el alineador y alinee la máscara con la oblea de silicio. Exponer el siLicon a la UV para modelar la estructura de acoplamiento de la célula.
    7. Retire cuidadosamente la placa de vidrio y saque la oblea de silicio expuesta. Hornear la oblea de silicio en una placa caliente durante 4 minutos a 95 ° C.
    8. Transferir la oblea de silicio a una campana extractora y colocarla en una cacerola de vidrio que contenga el revelador SU-8. Agite suavemente durante 30 s.
    9. Limpie la oblea de silicio usando desarrollador SU-8 fresco seguido de alcohol isopropílico (IPA) dentro de la campana extractora. Seque la oblea de silicio con gas nitrógeno dentro de la campana extractora; La primera capa está lista.
  4. Fabricar la segunda capa en la primera capa.
    1. Utilice cinta adhesiva para cubrir las marcas de alineación en la primera capa. Coloque cuidadosamente la oblea de silicio con la primera capa en el mandril de vacío de la hiladora y aplique vacío para inmovilizar la oblea de silicio.
    2. Vierta 3 mL de fotorresistor SU-8 2025 en la oblea de silicio. Hacer girar la oblea de silicio a 500 rpm durante 5 s. A continuación, girar a 2000 rpm durante 30S para obtener un recubrimiento final de fotorresistencia de 60 μm de espesor sobre la oblea de silicio.
    3. Retire cuidadosamente la oblea de silicio de la hiladora y transfiérala a una placa caliente; Hornear a 65 ° C durante 2 min.
    4. Retire suavemente la cinta adhesiva para exponer las marcas de alineación en la primera capa. Coloque la oblea de silicio en una placa de cocción y hornee a 95 ° C durante 6 min.
    5. Coloque cuidadosamente la oblea de silicio en un alineador de máscara y ajuste el tiempo de exposición UV a 18 s.
    6. Con cuidado, coloque la máscara transparente de la segunda capa sobre una placa de vidrio transparente usando cinta adhesiva.
    7. Coloque cuidadosamente la placa de vidrio con la máscara adjunta en el alineador y alinee la máscara y la primera capa en la oblea de silicio mediante las marcas de alineación cruzadas usando el microscopio de inspección del alineador.
    8. Exponer la oblea de silicio recubierta con fotorresistencia a UV para modelar los canales de carga celular y gradiente.
    9. Retire cuidadosamente la placa de vidrio y saque el silicio wAfer Hornear la oblea de silicio en una placa caliente a 65 ° C durante 2 min y luego transferir la oblea de silicio a otra placa caliente 95 ° C y hornear durante 6 min.
    10. Transferir la oblea de silicio a la campana extractora y colocarla en un recipiente de vidrio que contenga el revelador SU-8. Agite suavemente durante 6 min.
    11. Limpie la oblea de silicio utilizando desarrollador SU-8 fresco seguido de IPA dentro de la campana extractora.
    12. Seque la oblea de silicio usando gas nitrógeno dentro de la campana extractora. Coloque la oblea de silicio en una placa de cocción y hornee duro el molde a 150 ° C durante 30 minutos; La segunda capa está lista.
  5. Modificación de la superficie del molde principal.
    NOTA: Se aplica una etapa de modificación de superficie de silanización al molde SU-8 para facilitar la liberación de polidimetilsiloxano (PDMS) del molde en litografía blanda.
    1. Tomar 10 μl de solución de tridecafluoro-1,1,2,2-tetrahidrooctil (triclorosilano) en una punta de micropipeta. Coloque la punta de la micropipeta en un tubo de plástico de 15 ml aNd aflojar la tapa del tubo.
    2. Coloque el tubo y la pastilla de silicio con patrón SU-8 dentro de un desecador y aplique el vacío durante 1 h; El molde de máscara está listo para fabricar el dispositivo PDMS.
  6. Fabricar el dispositivo PDMS.
    1. Preparar la solución de PDMS mezclando 40 g de base de PDMS y 4 g de agente de curado en un vaso de precipitados de plástico. Coloque el molde maestro SU-8 preparado en una placa de Petri y coloque cuidadosamente 44 g de solución PDMS sobre el molde.
    2. Coloque la placa de Petri en un desecador y aplique vacío para desgasear la solución de PDMS durante 20 min. A continuación, colocar la placa de Petri en un horno y curar el PDMS a 80 ° C durante 2 h.
    3. Después de hornear, saque el plato de Petri y colóquelo en un banco limpio. Cuidadosamente cortar y pelar la losa PDMS del molde SU-8.
    4. Sacar el orificio de carga de la celda con un punzón de 3 mm de diámetro. Perforar los depósitos de entrada de productos químicos y la salida de desechos usando un punzón de 6 mm de diámetro.
    5. Retire el polvo de laSuperficie de la losa PDMS utilizando cinta adhesiva. Coloque la losa PDMS y una diapositiva de vidrio limpia en la máquina de plasma. Aplicar el vacío durante 3 min.
    6. Encienda la alimentación de plasma y ajuste el nivel a HIGH. Ajustar suavemente la válvula de aire y plasmatreat la plancha PDMS y el portaobjetos de vidrio durante 3 min.
    7. Apague la energía del plasma y libere el vacío. Saque con cuidado la losa PDMS y la diapositiva de cristal con pinzas.
    8. Coloque inmediatamente la plancha PDMS (con las estructuras del canal boca abajo) en la parte superior del portaobjetos de vidrio; Presione suavemente la plancha PDMS para adherirla al cristal. Llenar el canal microfluídico con agua desionizada inmediatamente; Se completan la fabricación y el montaje del dispositivo microfluídico.

2. Preparación del ensayo de migración de células microfluídicas

  1. Preparación del dispositivo microfluídico.
    1. Preparar 50 μg / mL de solución de fibronectina mediante la dilución de 50 μl de solución madre de fibronectina (1 mg / mL) a 95081; L solución salina tamponada con fosfato Dulbecco (DPBS) dentro de un gabinete de bioseguridad.
    2. Preparar el medio de migración mezclando 9 ml de medio Roswell Park Memorial Institute (RPMI-1640) y 1 ml de RPMI-1640 con albúmina de suero bovino al 4% (BSA).
    3. Retire el agua desionizada del dispositivo.
    4. Agregue 100 μl de solución de fibronectina al dispositivo desde la salida. Espere 3 min para asegurarse de que todos los canales estén llenos de solución de fibronectina. Colocar el dispositivo microfluídico en una placa de Petri cubierta durante 1 h a temperatura ambiente.
    5. Retire la solución de fibronectina del dispositivo. Añadir 100 μL de medio de migración desde la salida. Espere 3 minutos para asegurarse de que todos los canales estén llenos de medio de migración.
    6. Incubar el dispositivo durante 1 h más a temperatura ambiente; El dispositivo está entonces listo para el experimento de quimiotaxis.
  2. Preparación de la solución quimioatractante para el experimento de quimiotaxis.
    1. Preparar solución de fMLP 100 nM en tOtal 1 ml de medio de migración. Mezclar 5 μL de FITC-Dextrano (10 kDa, 1 mM) con la solución de fMLP en un tubo de 1,5 ml.
      NOTA: FITC-Dextran se utiliza para la medición del gradiente. Alternativamente, use Rhodamine como indicador de gradiente. La solución quimioatrayente de fMLP está entonces lista para el experimento de quimiotaxis.
  3. Preparación de la muestra de esputo.
    NOTA: La quimiotaxis de neutrófilos inducida por un gradiente de muestra de esputo de pacientes con EPOC se probó como una aplicación de diagnóstico clínico de este método todo en chip.
    1. Obtener un protocolo de ética humana para recolectar muestras de esputo de pacientes con EPOC.
      NOTA: Obtuvimos aprobaciones para recolectar muestras en el Seven Oaks General Hospital de Winnipeg (aprobado por la Universidad de Manitoba).
    2. Obtenga los formularios de consentimiento por escrito de todas las personas.
    3. Recoger las muestras espontáneas de esputo de los pacientes con EPOC. Coloque 500 μl de muestra de esputo en un tubo de 1,5 ml.
    4. Añadir 500 μl de diTiotreitol en el tubo de 1,5 ml y mezclar suavemente. Colocar el tubo en un baño de agua a 37 ° C durante 15 min.
    5. Centrifugar la muestra a 753 xg durante 10 min y luego recoger el sobrenadante. Centrifugar el sobrenadante a 865 xg durante 5 min y luego recoger el sobrenadante final. Guarde el sobrenadante recogido dentro de un congelador de -80 ° C antes de su uso.
    6. Cuando esté listo para el experimento de quimiotaxis, descongelar la solución de esputo; Transferir 900 μL de medio de migración a un tubo de 1,5 ml y mezclar con 100 μl de solución de esputo dentro de un gabinete de bioseguridad; La solución de esputo está entonces lista para el experimento de quimiotaxis.
  4. Recolección de muestras de sangre.
    1. Obtener un protocolo de ética humana para recolectar muestras de sangre de donantes sanos. Obtenga los formularios de consentimiento por escrito de todos los donantes de sangre.
      NOTA: Aquí se obtuvieron muestras en el Victoria General Hospital de Winnipeg (aprobado por la Junta de Ética en Investigación de la Universidad de ManitOba).
    2. Recoger la muestra de sangre por punción venosa y colocar la muestra en un tubo recubierto de EDTA. Mantenga el tubo en un gabinete de bioseguridad antes del experimento.

3. Operación de Ensayo de Quimiotaxis All-on-chip

  1. Aislamiento de células en chip ( Figura 1B ).
    1. Coloque 10 μL de sangre entera en un tubo de 1,5 ml dentro de un gabinete de bioseguridad.
      NOTA: Los detalles de la recolección de muestras de sangre se encuentran en la sección 2.4.
    2. Añadir 2 μl de anticuerpo de anticuerpos (Ab) y 2 μL de partículas magnéticas (MP) del kit de aislamiento de neutrófilos (ver tabla de materiales) en el tubo de 1,5 ml y mezclar suavemente; Esto etiquetará las células en la sangre excepto los neutrófilos.
    3. Incubar la mezcla de sangre-Ab-MP durante 5 min a temperatura ambiente.
      NOTA: Esto marcará magnéticamente las células marcadas con anticuerpos en sangre.
    4. Conecte dos pequeños discos magnéticos a los dos lados de la célula de carga pOrt del dispositivo. Aspire el medio de todos los puertos del dispositivo.
    5. Pipetar lentamente 2 μl de mezcla de sangre-Ab-MP en el dispositivo microfluídico desde el orificio de carga celular.
      NOTA: Las células marcadas magnéticamente quedan atrapadas en las paredes laterales del puerto de carga celular mientras que los neutrófilos fluirán hacia el dispositivo y quedarán atrapados en la estructura de acoplamiento de células.
    6. Espere unos minutos hasta que haya suficientes neutrófilos atrapados en el área de acoplamiento de la célula.
  2. Ensayo de quimiotaxis ( Figura 1C ).
    1. Coloque el dispositivo microfluídico en la etapa de microscopio con temperatura controlada a 37 ° C.
    2. Añadir 100 μl de solución quimioatrayente (fMLP o solución de esputo) y 100 μL de medio de migración a sus reservorios de entrada designados usando dos pipetas; Esto generará un gradiente quimioatrayente en el canal de gradiente por mezcla química continua basada en el flujo laminar asistida por una presiónE estructura de equilibrio.
      NOTA: Los detalles de la colección de esputo de pacientes con EPOC se encuentran en la sección 2.3.
      1. Para el experimento de control medio, sólo añada medio de migración a ambos reservorios de entrada.
    3. Adquirir la imagen de fluorescencia de FITC-Dextrano en el canal de gradiente.
    4. Importe la imagen al software ImageJ usando el comando "Archivo | Abrir".
    5. Mida el perfil de intensidad de fluorescencia a través del canal de gradiente usando el comando "Analizar | Perfil de trazado".
    6. Exporte los datos de medición a una hoja de cálculo para realizar un trazado adicional.
    7. Incubar el dispositivo en la etapa de microscopio con temperatura controlada o en una incubadora de cultivo celular convencional durante 15 min.
    8. Imagen del canal de degradado utilizando un objetivo de 10X para registrar las posiciones finales de las células para el análisis de datos.
    9. Si es necesario, registre la migración celular en el dispositivo por microscopía de lapso de tiempo.

4. Migración de celdas DAta Análisis ( Figura 1C )

  1. Analizar el ensayo de quimiotaxis calculando la distancia de migración celular de la estructura de acoplamiento como se describe a continuación. Véase la figura 1C .
  2. Importe la imagen en el software NIH ImageJ (ver 1.45).
  3. Seleccione el centro de cada celda que se movió en el canal de degradado.
  4. Mida las coordenadas de las celdas seleccionadas para sus posiciones finales. Mida la coordenada de un punto en el borde de la estructura de acoplamiento como la posición de referencia inicial.
  5. Exporte los datos de coordenadas medidos a un programa de hoja de cálculo ( por ejemplo, Excel). Calcular la distancia de migración de las células como la diferencia entre la posición final de una célula y la posición de referencia inicial a lo largo de la dirección del gradiente.
  6. Calibre la distancia a un micrómetro. Calcular el promedio y la desviación de la distancia de migración de todas las células como una medida de la quimiotaxis.
  7. Comparar el migRación en presencia de un gradiente quimioatrayente al experimento de control de medio utilizando el test t de Student.
  8. Si se registran las imágenes de lapso de tiempo de la migración celular, la migración celular y la quimiotaxis pueden analizarse adicionalmente mediante el análisis de seguimiento celular 15 .
    NOTA: Los materiales necesarios para construir y realizar el ensayo de quimiotaxis todo en chip se detallan en la tabla de materiales.

Resultados

Los neutrófilos se seleccionan negativamente de una gota de sangre completa directamente en el dispositivo microfluídico. La pureza de los neutrófilos aislados se verificó por medio de chip Giemsa tinción y los resultados mostraron la forma de anillo en forma de anillo y lóbulo en forma de núcleos de neutrófilos ( Figura 2A ] [ 25] . Esto indica un aislamiento eficaz de neutrófilos en chip con alta pureza a partir de un peque...

Discusión

En este artículo, se describió un protocolo detallado para aislar directamente los neutrófilos de la sangre entera seguido de la prueba de quimiotaxis, todos en un único chip microfluídico. Este método ofrece características útiles en su fácil operación, selección negativa de neutrófilos de alta pureza, prueba rápida de quimiotaxis de muestra a resultado, reducción de reactivos y consumo de muestras y análisis preciso de datos de migración celular. Como una estimación aproximada, al menos el 25% de los ...

Divulgaciones

No hay conflictos de interés que revelar.

Agradecimientos

Este trabajo es en parte apoyado por subvenciones del Consejo de Investigación de Ciencias Naturales e Ingeniería de Canadá (CRSNG) y los Institutos Canadienses de Investigación de Salud (CIHR). Damos las gracias al Instituto Clínico de Investigación Aplicada y Educación en el Hospital General Victoria en Winnipeg y Seven Oaks General Hospital en Winnipeg para la gestión de muestras clínicas de seres humanos. Damos las gracias al Dr. Hagit Peretz-Soroka para la discusión útil sobre las estrategias de la operación de ensayo. Agradecemos a la profesora Carolyn Ren y al doctor Xiaoming (Cody) Chen de la Universidad de Waterloo por su generoso apoyo en el proceso de filmación.

Materiales

NameCompanyCatalog NumberComments
Device fabrication
Mask alignerABMN/A
SpinnerSolitec5000
HotplateVWR11301-022
Plasma cleanerHarrick PlasmaPDC-001
Vacuum dessicatorFisher Scientific08-594-15A
Digital scaleOhausCS200
SU-8 2000 thinnerMicrochemSU-8 2000
SU-8 2025 photoresistMicrochemSU-8 2025
SU-8 developerMicrochemSU-8 developer
Si waferSilicon, IncLG2065
Isopropyl alcoholFisher ScientificA416-4
(tridecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrooctyl) trichlorosilaneGelest78560-45-9
Polydimethylsiloxane
(PDMS)
Ellsworth Adhesives2065622
Petri DishFisher ScientificFB0875714
Glass slidesFisher Scientific12-544-4
Cutting padN/AN/ACustom-made
PunchersN/AN/ACustom-made
NameSourceCatalog NumberComments
On-chip cell isolation and chemotaxis assay
RPMI 1640Fisher ScientificSH3025502
DPBSFisher ScientificSH3002802
Bovine serum albumin
(BSA)
Sigma-AldrichSH3057402
FibronectinVWRCACB356008
fMLPSigma-AldrichF3506-10MG
Magnetic disksIndigo Instruments44202-15 mm in diameter,
1 mm thick
FITC-DextranSigma-AldrichFD10S
Rhodamine
Sigma-Aldrich
R4127-5G
Giemsa stain solutionRowley Biochemical Inc.G-472-1-8OZ
EasySep Direct Human
Neutrophil Isolation
Kit
STEMCELL
Technologies Inc
19666
DithiothreitolSigma-AldrichD0632
Nikon Ti-U inverted fluorescent microscopeNikonTi-U
Microscope environmental chamber.InVivo ScientificN/A
CCD cameraNikonDS-Fi1

Referencias

  1. Kolaczkowska, E., Kubes, P. Neutrophil recruitment and function in health and inflammation. Nat Rev Immunol. 13 (13), 159-175 (2013).
  2. Luster, A. D., Alon, R., von Andrian, U. H. Immune cell migration in inflammation: present and future therapeutic targets. Nat Immunol. 6 (12), 1182-1190 (2005).
  3. Griffith, J. W., Luster, A. D. Targeting cells in motion: migrating toward improved therapies. Eur. J. Immunol. 43 (6), 1430-1435 (2013).
  4. Laird, D. J., von Andrian, U. H., Wagers, A. J. Stem cell trafficking in tissue development, growth, and disease. Cell. 132 (4), 612-630 (2008).
  5. Condeelis, J., Segall, J. E. Intravital imaging of cell movement in tumours. Nat Rev Cancer. 3 (12), 921-930 (2003).
  6. Kruger, P., et al. Neutrophils: between host defence, immune modulation, and tissue injury. PLoS Pathog. 11 (3), e1004651 (2015).
  7. Mócsai, A. Diverse novel functions of neutrophils in immunity, inflammation, and beyond. J Exp Med. 210 (7), 1283-1299 (2013).
  8. Foxman, E. F., Campbell, J. J., Butcher, E. C. Multistep navigation and the combinatorial control of leukocyte chemotaxis. J Cell Biol. 139 (7), 1349-1360 (1997).
  9. Tazzyman, S., Niaz, H., Murdoch, C. Neutrophil-mediated tumour angiogenesis: subversion of immune responses to promote tumour growth. Semin Cancer Biol. 23 (3), 149-158 (2013).
  10. Boyden, S. The chemotactic effect of mixtures of antibody and antigen on polymorphonuclear leucocytes. J Exp Med. 115 (3), 453-466 (1962).
  11. Wu, J., Wu, X., Lin, F. Recent developments in microfluidics-based chemotaxis studies. Lab Chip. 13 (13), 2484-2499 (2013).
  12. Sackmann, E. K., Fulton, A. L., Beebe, D. J. The present and future role of microfluidics in biomedical research. Nature. 507 (7491), 181-189 (2014).
  13. Kim, S., Kim, H. J., Jeon, N. L. Biological applications of microfluidic gradient devices. Integr Biol. 2 (11-12), 584-603 (2010).
  14. Irimia, D., et al. Microfluidic system for measuring neutrophil migratory responses to fast switches of chemical gradients. Lab Chip. 6 (2), 191-198 (2006).
  15. Lin, F., et al. Neutrophil migration in opposing chemoattractant gradients using microfluidic chemotaxis devices. Ann Biomed Eng. 33 (4), 475-482 (2005).
  16. Ambravaneswaran, V., Wong, I. Y., Aranyosi, A. J., Toner, M., Irimia, D. Directional decisions during neutrophil chemotaxis inside bifurcating channels. Integr Biol. 2 (11-12), 639-647 (2010).
  17. Jones, C. N., et al. Spontaneous neutrophil migration patterns during sepsis after major burns. PloS One. 9 (12), e114509 (2014).
  18. Butler, K. L., et al. Burn injury reduces neutrophil directional migration speed in microfluidic devices. PloS One. 5 (7), e11921 (2010).
  19. Wu, J., et al. A microfluidic platform for evaluating neutrophil chemotaxis induced by sputum from COPD patients. PloS One. 10 (5), e0126523 (2015).
  20. Sackmann, E. K., et al. Microfluidic kit-on-a-lid: a versatile platform for neutrophil chemotaxis assays. Blood. 120 (14), e45-e53 (2012).
  21. Agrawal, N., Toner, M., Irimia, D. Neutrophil migration assay from a drop of blood. Lab Chip. 8 (12), 2054-2061 (2008).
  22. Jones, C. N., et al. Microfluidic platform for measuring neutrophil chemotaxis from unprocessed human whole blood. J Vis Exp. (88), (2014).
  23. Jones, C. N., et al. Microfluidic assay for precise measurements of mouse, rat, and human neutrophil chemotaxis in whole-blood droplets. J Leukocyte Biol. 100 (1), 241-247 (2016).
  24. Sackmann, E. K. -. H., et al. Characterizing asthma from a drop of blood using neutrophil chemotaxis. P Natl Acad Sci. 111 (16), 5813-5818 (2014).
  25. Wu, J., et al. An all-on-chip method for testing neutrophil chemotaxis induced by fMLP and COPD patient's sputum. Technology. 04 (02), 104-109 (2016).

Reimpresiones y Permisos

Solicitar permiso para reutilizar el texto o las figuras de este JoVE artículos

Solicitar permiso

Explorar más artículos

Inmunolog aN mero 124Viruta microflu dicaneutr filosaislamiento celularquimiotaxissangremicroflu dica

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacidad

Condiciones de uso

Políticas

Investigación

Educación

ACERCA DE JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. Todos los derechos reservados