El financiamiento fue proporcionado por el Instituto de Wisconsin de Discovery.

En este informe se demuestra un método de suministro de fluido que se utiliza la tensión pequeña superficie de las gotas para bombear un volumen deseado a través de un canal de microfluidos con el fin de alcanzar una serie de fenómenos fluido diferente. Por ejemplo, el usuario puede desear para el flujo de un fluido solo lo más rápido posible, o la administración de líquidos múltiples en sucesión rápida para crear patrones específicos de fluidos. Con el fin de hacer esto, el usuario debe tener una aplicación en torno a un dispositivo de microfluidos. El dispositivo microflluidic no tiene que estar unido, sino que debe ser hecha de un material hidrófilo. Por ello, una método se puede utilizar con casi cualquier dispositivo de microfluidos, con un rendimiento dictada en gran medida por las limitaciones geométricas del canal de microfluidos. Para ayudar a navegar por las limitaciones geométricas de este método, una introducción al análisis numérico relevante se presenta en primer lugar. <ol><li> Métodos de análisis: De acuerdo con la Ley de Laplace y la Ley de Washburn [1], se puede relacionar la velocidad de flujo en un canal de microfluidos que sus dimensiones y las propiedades del líquido que fluye como se ve en la ecuación (1), <img src="/files/ftp_upload/1329/eqn1.png" alt="la ecuación 1" /> (1) donde Δ P es la diferencia de presión entre la entrada y la salida, γ es la tensión superficial líquido, R es el radio de caída de la entrada, Q es el caudal y la K es la resistencia de fluidos como se describe por la ecuación (2), <img src="/files/ftp_upload/1329/eqn2.png" alt="la ecuación 2" /> (2) donde η es la viscosidad del líquido, L 0 es la longitud del canal, h es la altura del canal, w es el ancho del canal, λ = w / h y g (λ) = 1,5 si λ&gt; 4,45 o <img src="/files/ftp_upload/1329/g_lambd.png" alt="símbolo 6" /> si λ &lt;4,45. Sustituyendo la ecuación (2) en la ecuación (1), suponiendo que h &lt;w y despejando Q, se obtiene la ecuación (3), (3) <img src="/files/ftp_upload/1329/eqn3.png" alt="la ecuación 3" /> El mismo análisis se puede hacer por la velocidad del fluido dentro de un canal a sabiendas de que Q = VA, donde V es la velocidad media del fluido y A es el área transversal o hw. Al conectar estos en la ecuación (3) te ocurrió con la ecuación (4), (4) <img src="/files/ftp_upload/1329/eqn4.png" alt="la ecuación 4" /> Un concepto importante mecánica que se aplica con frecuencia en la biología de microfluidos es el esfuerzo cortante, que se refiere a caudal y la velocidad por la ecuación (5), (5) <img src="/files/ftp_upload/1329/eqn5.png" alt="La ecuación 5" /> Conocer la relación entre la velocidad de flujo, velocidad y sus implicaciones físicas en función de las dimensiones del canal y propiedades de los fluidos es fundamental en el diseño de un dispositivo de microfluidos para un fin determinado. Una vez que el dispositivo está creado, el usuario debe calibrar el sistema de suministro de líquido para alcanzar las características de flujo deseado en el dispositivo. </li><li> Pasos en la configuración y la calibración del sistema de entrega: <ol><li> Crear un dispositivo de microfluidos través de la técnica de litografía suave con polidimetilsiloxano (PDMS, Sylgard 184, Dow Corning) [2]. Hay artículos número JoVe que ilustran los métodos para la fabricación de dispositivos de microfluídica PDMS [5]. Para esta demostración, hemos optado por un canal recto simple, con las dimensiones de la siguiente manera: ancho de 2,2 mm, longitud 10 mm y la altura de 260um. La entrada y salida de los diámetros son de 1,8 mm y 5.1 mm, respectivamente (figura 1). Reversible conectar el dispositivo a PDMS portaobjetos de vidrio pulsando sobre un portaobjetos de vidrio (o sustrato adecuado) y desplazando a las burbujas de aire [5]. Un mensaje reversible permite al dispositivo ser reutilizado varias veces. El método también se puede utilizar con dispositivos de unión permanente, pero no es necesario. </li><li> Rellene el dispositivo con el líquido. La naturaleza hidrofóbica de PDMS y la naturaleza hidrofílica de ayudar a mover una gota de vidrio que se coloca en la entrada o salida, en el canal. Si la gota de líquido no quiero entrar en el canal por sí mismo o si las burbujas se mueven en el canal, el usuario puede poner una gota de líquido en la entrada o salida, y el uso de una pipeta en el extremo opuesto de succionar el líquido a través del canal. Otra forma de ayudar a la mudanza líquido en el canal es mediante la separación del dispositivo PDMS de la lámina de vidrio y limpiar suavemente el dispositivo de PDMS y la lámina de vidrio con etanol. Esto vuelve a la PDMS y la lámina de vidrio a su naturaleza hidrofóbicos e hidrofílicos, respectivamente, los cuales pueden haberse debilitado con el tiempo y uso. </li><li> Después de llenar el dispositivo con el líquido, coloque una pequeña gota en la entrada y un Bigger caída en la salida. Asegúrese de pasivos de bombeo que está pasando al ver la pequeña disminución en la caída de entrada y observar el flujo de líquido hacia la salida. Una vez más, asegúrese de que no haya burbujas en el interior del canal. </li><li> Uso de la compañía de Lee [3] VHS micro kit de distribución de partida, juntos una o más válvulas (instalación de la válvula en la figura 2) que consiste en el Lee VHS M / 2 24 válvulas Volt, un 0,062 boquillas MINSTAC con el tamaño del orificio de 0,0100 &quot;, el Lee 0,062 Minstac Adaptador tubo blando y el de Spike Lee y retención del conductor (para el control del usuario, no se muestra) y la Asamblea de cable (conexión de la válvula a la espera de Spike y conductor, no se muestra). </li><li> Una manera fácil de mantener las válvulas es mediante el uso de los titulares de las herramientas de Bioscience en miniatura (figura 2) [4]. Estas proporcionan una manera de apuntar con precisión y mantener la válvula en una posición determinada durante la experimentación, pegando la válvula a un extremo del titular y con una base magnética (no mostrado) en el otro lado. </li><li> Hacer un sistema de depósito para ser colocados a un metro por encima del dispositivo de microfluidos PDMS (en nuestro caso hemos utilizado ¾ oz jeringas abierta al ambiente, ver figura 2). El depósito ofrece una carga de presión para impulsar las boquillas, la presión es proporcional a la altura del depósito. Como alternativa, la válvula de la boquilla se puede presurizar por cualquier número de diferentes medios (es decir, de gas comprimido). Adjunte una aguja de la jeringa a la jeringa. Una aguja de la jeringa típica fácilmente se insertan en tubos de 1,14 mm de diámetro interior. El tubo de 1,14 mm entonces fácilmente se insertan en 1,58 mm (1 / 16 &quot;) tubos de diámetro interior, que luego se conecta con el&quot; adaptador de tubo blando &quot;de la válvula. Para evitar fugas de líquido en el mm 1,14-1,58 mm conexión del tubo, se puede utilizar como sellador PDMS. Ahora que hay una línea entre la aguja de la jeringa y la válvula de Lee Co., llenar los embalses jeringa con el líquido. Una jeringa y una válvula adicional se puede utilizar para ayudar en el proceso de purga (que se muestra, pero no están etiquetados en la figura 2). Coloque un imán en el lado de la válvula, lo que es la forma en que estas válvulas se purgan (que están normalmente cerradas las válvulas de solenoide), y ver empezar líquido que fluye desde el depósito a través de la válvula y la boquilla de 0,0100&#39;&#39;. </li><li> Calibrar el sistema de elección de un tiempo de apertura de la válvula (tiempo de apertura es el tiempo que la válvula permite que el líquido pase sobre una base de impulsos por) y frecuencia (número de pulsos por segundo). Activar una válvula de un período elegido (un minuto o así, sólo recuerda el tiempo total). Pesar el líquido que fue liberado de la válvula. Conocer el tiempo de ejecución total, la frecuencia y por impulso de tiempo libre, calcular los gramos por milisegundo que sale disparada de la válvula. Este &quot;gramos por milisegundo&quot; valor le permitirá elegir un tiempo abierto para cualquier volumen deseado el usuario lo desea, puede ser liberado de la válvula. </li></ol></li></ol> Ejemplo: Sistema activado por un minuto (60 segundos). La frecuencia fue de 15 Hz (15 pulsos en un segundo). El tiempo por pulso abierto fue de 20 milisegundos (ms). (20 ms) (15Hz) (60) = 18000ms. Esto significa que de los 60.000 m en un minuto, la válvula estaba realmente abierto para 18.000 ms. Supongamos que el volumen de líquido entregado pesa 5 gramos. Entonces, 5 gramos / ms = 18,000 gramos 2.78e -4 / ms. En el caso del agua, con su densidad es de un gramo por mililitro (ml), 2.78e gramos -4 / ms = 2.78e -4 ml / ms. Después de la calibración, el volumen de una gota depende del tiempo de apertura. Por ejemplo, con un tiempo abierto de 20 ms, y todos los demás parámetros los mismos que en el ejemplo anterior, (2.78e -4 ml / m) (20 ms) = 5.56e -3 mL = 5,56 mL. Para encontrar el tiempo libre y necesaria para tomar una gota de x microlitro (l) el volumen, (X l) / [(2.78e -4 ml / ms) (1000 l / ml)] = y ms 8) Procurar una o varias boquillas a la entrada del dispositivo de PDMS (Figura 3). Después de haber calibrado el sistema, calcular el volumen que sale de cada válvula, en base a las dimensiones del dispositivo de microfluidos. Por pasiva de alta velocidad de bombeo (para obtener el caudal máximo), calcular el volumen de la gota de entrada necesarios para crear una caída de entrada, que posee un ángulo de contacto con la superficie de entrada 90deg [2]. Para la creación de paquetes, calcular la válvula por la frecuencia y abrir la válvula y los tiempos necesarios para activar dos válvulas en secuencia. Como se ve en la figura 3, las dos boquillas se pueden señalar en la entrada. Esto puede extenderse a múltiples boquillas, todas ellas encaminadas a la entrada del canal. Los resultados representativos: Cuando está bien calibrado, con tiempos de apertura de la válvula calculado correctamente y las boquillas bien dirigida en la entrada, el usuario debe ser capaz de ver el flujo bombeado pasiva (figura 4). Una explosión de mierda líquidaOuld salir de la válvula y llegar a la entrada. Como el líquido llega a la entrada, hay un colapso instantáneo de la caída de la entrada en el canal, hacia la salida. Líquido en el canal sólo se mueve durante el colapso de una caída de la entrada. El movimiento de fluidos completa en el canal se detiene al final de la caída de colapso, que prevé dejar de líquido instantáneo y bien definidos los límites de fluidos (en el caso de que el usuario está fluyendo líquidos múltiples). La duración del colapso caída depende del radio del puerto de entrada y el volumen de la caída de la entrada [1]. En nuestra configuración experimental y el diseño, el colapso se produce caída de la entrada en cuestión de unos pocos milisegundos. <img border="0" src="/files/ftp_upload/1329/figure1tmb.jpg" alt="Figura 1" /> Figura 1. PDMS dispositivo de microfluidos con una entrada, a la izquierda, y una salida, a la derecha. Por favor, <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/1329/figure1.jpg">haga clic aquí</a> para ver una versión ampliada de la figura 1. <img border="0" src="/files/ftp_upload/1329/figure2tmb.jpg" alt="Figura 2" /> Figura 2. Embalse del sistema y la configuración de la válvula. Por favor, <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/1329/figure2.jpg">haga clic aquí</a> para ver una versión ampliada de la figura 2. <img border="0" src="/files/ftp_upload/1329/figure3tmb.jpg" alt="Figura 3" /> Figura 3. Dos válvulas, ambos dirigidos a una sola entrada de un dispositivo de microfluidos. Por favor, <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/1329/figure3.jpg">haga clic aquí</a> para ver una versión ampliada de la figura 3. <img border="0" src="/files/ftp_upload/1329/figure4tmb.jpg" alt="Figura 4" /> Figura 4. Tiempo de paso de secuencia (33 milisegundos) del colapso caída de la entrada después de expulsar líquidos a partir de una válvula. Por favor, <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/1329/figure4.jpg">haga clic aquí</a> para ver una versión ampliada de la figura 4.

<ol>
	<li>Berthier, E., 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=Flow+rate+analysis+of+a+tension+driven+passive+micropump.">Flow rate analysis of a tension driven passive micropump.</a> Lab Chip. 7, 1475-1478 (2007).</li><li>Duffy, D. C., McDonald, J. C., Schueller, O. J. A., 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=Rapid+Prototyping+of+Microfluidic+Systems+in+Poly(dimethylsiloxane).">Rapid Prototyping of Microfluidic Systems in Poly(dimethylsiloxane).</a> Anal. Chem. 70, 4974-4984 (1998).</li><li>Harris, J., Lee, H., Vahidi, B., Tu, C., Cribbs, D., Cotman, C., NL, J. e. o. n. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Non-plasma+Bonding+of+PDMS+for+Inexpensive+Fabrication+of+Microfluidic+Devices.">Non-plasma Bonding of PDMS for Inexpensive Fabrication of Microfluidic Devices.</a> J Vis Exp. (9), (2007).</li><li>Walker, G. M., 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=A+passive+pumping+method+for+microfluidic+devices.">A passive pumping method for microfluidic devices.</a> Lab Chip. 2 (3), 131-134 (2002).</li></ol>

<ol><li> Por pasiva de alta velocidad de bombeo, si la combinación adecuada de la frecuencia y el volumen del pulso por (debido al tiempo libre correcto) que se elija, el usuario debe ver lo que parece ser una caída estática o una concha en la entrada y un caudal muy rápido en el interior del canal. Si se produce un desbordamiento, el tiempo de apertura y / o la frecuencia es demasiado alta. </li><li> Para detectar el impulso / superficie de las interacciones de tensión, el usuario debe bombear un pulso a la vez y observar el medio ambient...

<ol><li> <a href="http://www.theleeco.com">http://www.theleeco.com</a> . </li><li> <a href="http://www.biosciencetools.com/Catalog/mHolders.htm">http://www.biosciencetools.com/Catalog/mHolders.htm</a> . </li></ol>

high speed droplet-based delivery system for passive pumping in microfluidic devices

Un sistema de microfluidos novela ha sido desarrollado que utiliza el fenómeno de bombeo pasiva junto con un usuario de gota controlado sistema basado en la entrega de líquidos. Pasiva de bombeo es el fenómeno por el cual la tensión superficial inducida por la presión de impulsión diferencias movimiento de fluidos en canales cerrados. El sistema de fluido de distribución automatizado consiste en un conjunto de la tensión de las válvulas de control con micro-boquillas conectadas a un depósito de líquido y un sistema de control. Estas válvulas de control de voltaje ofrecen una forma volumétrica precisa para entregar las gotas de líquido a la entrada de un dispositivo de microfluidos en una forma de alta frecuencia. En base a las dimensiones de muestra en el ejemplo del estudio actual, el sistema es capaz de fluir 4 mililitros por minuto (a través de un 2.2mm por 260um de la sección transversal del canal). En base a estas dimensiones el mismo canal, el intercambio fluido de un punto en el interior del canal se puede lograr en tan sólo ocho milisegundos. Se observa que existe interacción entre el momento del sistema (impartido por una combinación de las gotas creadas por las válvulas y la velocidad del fluido en el canal), y la tensión superficial del líquido. Donde el impulso proporciona la velocidad de flujo de fluido (o viceversa), el equilibrio de la tensión superficial en la entrada proporciona una parada repentina de cualquier flujo. Esta parada repentina permite al usuario controlar las características del flujo del canal y abre la puerta para una variedad de aplicaciones biológicas, que van desde la entrega de reactivos a los estudios de células de drogas. También se observa que cuando las boquillas están dirigidas a la entrada en ángulos planos, el impulso de gota puede causar otros fenómenos interesantes de líquido, tales como la mezcla de gotas múltiples en la entrada.

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High Speed Droplet-based Delivery System for Passive Pumping in Microfluidic Devices

Un sistema de microfluidos novela ha sido desarrollado utilizando el fenómeno de bombeo y un pasivo controlado por el usuario de sistemas de fluidos de entrega. Este sistema de microfluidos tiene el potencial para ser utilizado en una amplia variedad de aplicaciones biológicas debido a su bajo costo facilidad de uso, precisión volumétrica, de alta velocidad, repetibilidad y la automatización.

De alta velocidad basada en las gotas de entrega del sistema de bombeo pasiva en dispositivos de microfluidos

A novel microfluidic system has been developed that uses the phenomenon of passive pumping along with a user controlled droplet based fluid delivery ...

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Research

JoVE Journal

Biology

13.7K vistas.  University of Wisconsin-Madison. Un sistema de microfluidos novela ha sido desarrollado utilizando el fenómeno de bombeo y un pasivo controlado por el usuario de sistemas de fluidos de entrega. Este sistema de microfluidos tiene el potencial para ser utilizado en una amplia variedad de aplicaciones biológicas debido a su bajo costo facilidad de uso, precisión volumétrica, de alta velocidad, repetibilidad y la automatización.

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Testing Visual Sensitivity to the Speed and Direction of Motion in Lizards

Testing visual sensitivity in any species provides basic information regarding behaviour, evolution, and ecology. However, testing specific features of the visual system provide more empirical evidence for functional applications. Investigation into the sensory system provides information about the sensory capacity, learning and memory ability, and establishes known baseline behaviour in which to gauge deviations (Burghardt, 1977). However, unlike mammalian or avian systems, testing for learning and memory in a reptile species is difficult. Furthermore, using an operant paradigm as a psychophysical measure of sensory ability is likewise as difficult. Historically, reptilian species have responded poorly to conditioning trials because of issues related to motivation, physiology, metabolism, and basic biological characteristics. Here, I demonstrate an operant paradigm used a novel model lizard species, the Jacky dragon (Amphibolurus muricatus) and describe how to test peripheral sensitivity to salient speed and motion characteristics. This method uses an innovative approach to assessing learning and sensory capacity in lizards. I employ the use of random-dot kinematograms (RDKs) to measure sensitivity to speed, and manipulate the level of signal strength by changing the proportion of dots moving in a coherent direction. RDKs do not represent a biologically meaningful stimulus, engages the visual system, and is a classic psychophysical tool used to measure sensitivity in humans and other animals. Here, RDKs are displayed to lizards using three video playback systems. Lizards are to select the direction (left or right) in which they perceive dots to be moving. Selection of the appropriate direction is reinforced by biologically important prey stimuli, simulated by computer-animated invertebrates.

Testing visual sensitivity in lizards using an operant conditioning paradigm that employs video playback of random-dot kinematograms and computer-generated invertebrates.

Prueba de sensibilidad visual a la velocidad y dirección del movimiento en lagartos

Testing visual sensitivity in any species provides basic information regarding behaviour, evolution, and ecology. However, testing specific features of ...

Investigación

Biología

CD4+ T-Lymphocyte Capture Using a Disposable Microfluidic Chip for HIV

CD4 + T-linfocitos capturar usando un chip de microfluidos desechables para el VIH

Non-plasma Bonding of PDMS for Inexpensive Fabrication of Microfluidic Devices

In this video, we demonstrate how to use the neuron microfluidic device without plasma bonding.  In some cases it may be desirable to reversibly bond devices to the Corning No. 1 cover glass.  This could be due, perhaps, to a plasma cleaner not being available.  In other instances, it may be desirable to remove the device from the glass after the culturing of neurons for certain types of microscopy or for immunostaining, though it is not necessary to remove the device for immunostaining since the neurons can be stained in the device.  Some researchers, however, still prefer to remove the device.  In this case, reversible bonding of the device to the cover glass makes that possible.  There are some disadvantages to non-plasma bonding of the devices in that not as tight of a seal is formed.  In some cases axons may grow under the grooves rather than through them.  Also, because the glass and PDMS are hydrophobic, liquids do not readily enter the device making it necessary at times to force media and other reagents into the device.  Liquids will enter the device via capillary action, but it takes significantly longer as compared to devices that have been plasma bonded.  The plasma cleaner creates temporary hydrophilic charges on the glass and device that facilitate the flow of liquids through the device after bonding within seconds.  For non-plasma bound devices, liquid flow through the devices takes several minutes.  It is also important to note that the devices to be used with non-plasma bonding need to be sterilized first, whereas plasma treated devices do not need to be sterilized prior to use because the plasma cleaner will sterilize them.

In this video we demonstrate how to use the neuron microfluidic device without plasma bonding.

No plasmáticos de unión de PDMS para la Fabricación de bajo costo de los dispositivos de microfluidos

In this video, we demonstrate how to use the neuron microfluidic device without plasma bonding.  In some cases it may be desirable to reversibly bond ...

Construction and Implantation of a Microinfusion System for Sustained Delivery of Neuroactive Agents.

Sustained delivery of neuroactive agents is widely used in neuroscience, but poses many technical challenges. It is necessary to deliver the agent with high precision while minimizing localized trauma and inflammation. Also, the ability to customize the system to accommodate animals of different species and sizes is desirable. This video presentation demonstrates the construction of an infusion system that can be fitted to any particular research animal. The delivery microcannula diameter is approximately 10-fold smaller than most infusion cannulas presently used. This translates into enhanced accuracy and reduced trauma to the brain region under study. The delivery cannula can also be sculpted to fit the contour of the surface of the animal's skull, thereby allowing closure of the scalp incision neatly over the infusion system, precluding the need for a skull-mounted pedestal, reducing risk of infection, and ensuring a greater level of comfort to the animal. The system is assembled in an air-free environment and requires the researcher to fashion glass micropipettes with a heat source. These construction methods require special skills that are best acquired, if not in person, using video instruction.  (This article is based on work first reported in J Neurosci Methods. 2008 Jan 30;167(2):213-20. Epub 2007 Aug 28.).

As neuroscience inquiry becomes more sophisticated, investigation of brain structures and circuitry requires improved levels of accuracy and higher resolution. We have developed a method for the preparation and implantation of a chronic infusion system within the brain utilizing a borosilicate microcannula with a tip diameter of 50 microns.

La construcción y la implantación de un Sistema de microinfusión para la entrega sostenida de agentes neuroactivos.

Sustained delivery of neuroactive agents is widely used in neuroscience, but poses many technical challenges. It is necessary to deliver the agent with ...

A Tactile Automated Passive-Finger Stimulator (TAPS)

Although tactile spatial acuity tests are used in both neuroscience research and clinical assessment, few automated devices exist for delivering controlled spatially structured stimuli to the skin. Consequently, investigators often apply tactile stimuli manually. Manual stimulus application is time consuming, requires great care and concentration on the part of the investigator, and leaves many stimulus parameters uncontrolled. We describe here a computer-controlled tactile stimulus system, the Tactile Automated Passive-finger Stimulator (TAPS), that applies spatially structured stimuli to the skin, controlling for onset velocity, contact force, and contact duration. TAPS is a versatile, programmable system, capable of efficiently conducting a variety of psychophysical procedures. We describe the components of TAPS, and show how TAPS is used to administer a two-interval forced-choice tactile grating orientation test.
Corresponding Author: Daniel Goldreich

A Tactile Automated Passive-Finger Stimulator TAPS

We describe a computer-controlled device for investigating the sense of touch: the Tactile Automated Passive-finger Stimulator (TAPS). We describe the components of TAPS, and show how TAPS is used to administer a two-interval forced-choice tactile grating orientation test.

A táctil automático pasivo-Finger Stimulator (TAPS)

Although tactile spatial acuity tests are used in both neuroscience research and clinical assessment, few automated devices exist for delivering ...

A Multi-Parametric Islet Perifusion System within a Microfluidic Perifusion Device

A microfluidic islet perifusion device was developed for the assessment of dynamic insulin secretion of multiple islets and simultaneous fluorescence imaging of calcium influx and mitochondrial potential changes. The device consists of three layers: first layer contains an array of microscale wells (500 &mu;m diameter and 150 &mu;m depth) that help to immobilize the islets while exposed to flow and maximize the exposed surface area of the islets; the second layer contains a circular perifusion chamber (3 mm deep, 7 mm diameter); and the third layer contains an inlet-mixing channel that fans out before injection into the perifusion chamber (2 mm in width, 19 mm in length, and 500 &mu;m in height) for optimizing the mixing efficiency prior to entering the perifusion chamber. The creation of various glucose gradients including a linear, bell shape, and square shapes also can be created in the microfluidic perifusion network and is demonstrated.

A microfluidic islet perifusion device was developed for the assessment of dynamic insulin secretion of multiple islets and simultaneous fluorescence imaging of calcium influx and mitochondrial potential changes.

A multi-paramétricos Islet Sistema Perifusion dentro de un dispositivo de microfluidos Perifusion

A microfluidic islet perifusion device was developed for the assessment of dynamic insulin secretion of multiple islets and simultaneous fluorescence ...

Do-It-Yourself Device for Recovery of Cryopreserved Samples Accidentally Dropped into Cryogenic Storage Tanks

Liquid nitrogen is colorless, odorless, extremely cold (-196 &deg;C) liquid kept under pressure. It is commonly used as a cryogenic fluid for long term storage of biological materials such as blood, cells and tissues 1,2. The cryogenic nature of liquid nitrogen, while ideal for sample preservation, can cause rapid freezing of live tissues on contact - known as 'cryogenic burn'2, which may lead to severe frostbite in persons closely involved in storage and retrieval of samples from Dewars. Additionally, as liquid nitrogen evaporates it reduces the oxygen concentration in the air and might cause asphyxia, especially in confined spaces2.
In laboratories, biological samples are often stored in cryovials or cryoboxes stacked in stainless steel racks within the Dewar tanks1. These storage racks are provided with a long shaft to prevent boxes from slipping out from the racks and into the bottom of Dewars during routine handling. All too often, however, boxes or vials with precious samples slip out and sink to the bottom of liquid nitrogen filled tank. In such cases, samples could be tediously retrieved after transferring the liquid nitrogen into a spare container or discarding it. The boxes and vials can then be relatively safely recovered from emptied Dewar. However, the cryogenic nature of liquid nitrogen and its expansion rate makes sunken sample retrieval hazardous. It is commonly recommended by Safety Offices that sample retrieval be never carried out by a single person. Another alternative is to use commercially available cool grabbers or tongs to pull out the vials3. However, limited visibility within the dark liquid filled Dewars poses a major limitation in their use.
In this article, we describe the construction of a Cryotolerant DIY retrieval device, which makes sample retrieval from Dewar containing cryogenic fluids both safe and easy.

Here we present a low cost, durable cryotolerant device for sample retrieval from Dewar tanks filled with liquid nitrogen. The ease of construction and modular design of the device makes the process of sample retrieval from cryogenic tanks safe and easy.

Do-It-Yourself de dispositivos para la recuperación de las muestras criopreservadas de caída accidental en los tanques de almacenamiento criogénicos

Liquid nitrogen is colorless, odorless, extremely cold (-196 &deg;C) liquid kept under pressure. It is commonly used as a cryogenic fluid for long term ...

A High-throughput Method for Measurement of Glomerular Filtration Rate in Conscious Mice

The measurement of glomerular filtration rate (GFR) is the gold standard in kidney function assessment. Currently, investigators determine GFR by measuring the level of the endogenous biomarker creatinine or exogenously applied radioactive labeled inulin (3H or 14C). Creatinine has the substantial drawback that proximal tubular secretion accounts for ~50% of total renal creatinine excretion and therefore creatinine is not a reliable GFR marker. Depending on the experiment performed, inulin clearance can be determined by an intravenous single bolus injection or continuous infusion (intravenous or osmotic minipump). Both approaches require the collection of plasma or plasma and urine, respectively. Other drawbacks of radioactive labeled inulin include usage of isotopes, time consuming surgical preparation of the animals, and the requirement of a terminal experiment. Here we describe a method which uses a single bolus injection of fluorescein isothiocyanate-(FITC) labeled inulin and the measurement of its fluorescence in 1-2 &mu;l of diluted plasma. By applying a two-compartment model, with 8 blood collections per mouse, it is possible to measure GFR in up to 24 mice per day using a special work-flow protocol. This method only requires brief isoflurane anesthesia with all the blood samples being collected in a non-restrained and awake mouse. Another advantage is that it is possible to follow mice over a period of several months and treatments (i.e. doing paired experiments with dietary changes or drug applications). We hope that this technique of measuring GFR is useful to other investigators studying mouse kidney function and will replace less accurate methods of estimating kidney function, such as plasma creatinine and blood urea nitrogen.

Measurement of glomerular filtration rate (GFR) is the gold standard for kidney function assessment. Here we describe a high-throughput method which allows the determination of GFR in conscious mice by using a single bolus injection, determination of fluorescein isothiocyanate (FITC)-inulin in plasma and calculation of GFR by a two-phase exponential decay model.

Un método de alto rendimiento para la medición de la tasa de filtración glomerular en ratones conscientes

The measurement of  glomerular filtration rate (GFR) is the gold standard in kidney function  assessment. Currently, investigators determine GFR by ...

High-throughput Screening for Chemical Modulators of Post-transcriptionally Regulated Genes

Both transcriptional and post-transcriptional regulation have a profound impact on genes expression. However, commonly adopted cell-based screening assays focus on transcriptional regulation, being essentially aimed at the identification of promoter-targeting molecules. As a result, post-transcriptional mechanisms are largely uncovered by gene expression targeted drug development. Here we describe a cell-based assay aimed at investigating the role of the 3&#39; untranslated region (3&#8217; UTR) in the modulation of the fate of its mRNA, and at identifying compounds able to modify it. The assay is based on the use of a luciferase reporter construct containing the 3&#8217; UTR of a gene of interest stably integrated into a disease-relevant cell line. The protocol is divided into two parts, with the initial focus on the primary screening aimed at the identification of molecules affecting luciferase activity after 24 hr of treatment. The second part of the protocol describes the counter-screening necessary to discriminate compounds modulating luciferase activity specifically through the 3&#8217; UTR. In addition to the detailed protocol and representative results, we provide important considerations about the assay development and the validation of the hit(s) on the endogenous target. The described cell-based reporter gene assay will allow scientists to identify molecules modulating protein levels via post-transcriptional mechanisms dependent on a 3&#8217; UTR.

Here we describe a cell-based reporter gene assay as a valuable tool to screen chemical libraries for compounds modulating post-transcriptional control mechanisms exerted through 3&#8217; UTR.

Selección de alto rendimiento para moduladores químicos de genes post-transcripcionalmente regulados

Both transcriptional and post-transcriptional regulation have a profound impact on genes expression. However, commonly adopted cell-based screening assays ...

Using Microfluidic Devices to Measure Lifespan and Cellular Phenotypes in Single Budding Yeast Cells

Budding yeast Saccharomyces cerevisiae is an important model organism in aging research. Genetic studies have revealed many genes with conserved effects on the lifespan across species. However, the molecular causes of aging and death remain elusive. To gain a systematic understanding of the molecular mechanisms underlying yeast aging, we need high-throughput methods to measure lifespan and to quantify various cellular and molecular phenotypes in single cells. Previously, we developed microfluidic devices to track budding yeast mother cells throughout their lifespan while flushing away newborn daughter cells. This article presents a method for preparing microfluidic chips and for setting up microfluidic experiments. Multiple channels can be used to simultaneously track cells under different conditions or from different yeast strains. A typical setup can track hundreds of cells per channel and allow for high-resolution microscope imaging throughout the lifespan of the cells. Our method also allows detailed characterization of the lifespan, molecular markers, cell morphology, and the cell cycle dynamics of single cells. In addition, our microfluidic device is able to trap a significant amount of fresh mother cells that can be identified by downstream image analysis, making it possible to measure the lifespan with higher accuracy.

This article presents a protocol optimized for the production of microfluidic chips and the setup of microfluidic experiments to measure the lifespan and cellular phenotypes of single yeast cells.

El uso de dispositivos de microfluidos para Medir Lifespan y Celular fenotipos en células individuales levadura en ciernes

Budding yeast Saccharomyces cerevisiae is an important model organism in aging research. Genetic studies have revealed many genes with conserved effects ...