פרויקט זה היה תמיכה בחלקו על ידי אוניברסיטת ג&#39;ונס הופקינס, משרד של המכללה דרך שער מדעי היוזמה.

<ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בגין פעולה עם התקנת כלי. יש fermentor קונבנציונלי הרכיבים הבאים שצריך להיות מותקן (איור 1): <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הבדיקה ה-pH - למדידה של ה-pH בתרבות החי. לכייל את הבדיקה לפני ההתקנה ולחטא עם הכלי. התקן את הבדיקה בheadplate. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ת.ד. 2 חללית - למדידת תכולת חמצן מומסת בתוך הכלי במהלך תסיסה. התקן בheadplate. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צינור קציר לדגימת התרבות. התקן את רכיב גובה מתכוונן זה בheadplate. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> sparger גז - שוכן בחלק התחתון של הכלי ומספק עירוי גז לתרבות. הוק sparger עד למקור הגז בfermentor והר בheadplate. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צינור מאיץ ומאיץ - המאיץ מעורר את התרבות והוא קריטי לשמירה על אחידות תרבות בכלי השיט. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הקבל גז פליטה - לבלימת ירידה באוויר בכלי על ידי קירור נתיב גז הפליטה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קווי משאבה מגיב לבקרת pH או תוספת הזנה. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> נקה את הכלי וheadplate עם מים וסבון. מברשת רכה מומלצת לקרצוף הכלי וheadplate. לא ניתן להשתמש באקונומיקה או בחומרי ניקוי עם כלור כדי לנקות את כלי השיט. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אם התקשורת לא לחמם יציבה, להוסיף אותו לכלי הנקי. להוסיף רק עד למקסימום עבודה נפח. במקרה זה, מרבית העבודה הנפח הוא 3.3 L לכלי סך נפח 5 ליטר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הר headplate הכלי, על מנת להבטיח כי חותם O-הטבעת יושב כמו שצריך. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התקן את הקבל גז הפליטה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התקן את הבדיקה antifoam ליציאת 10 מ&quot;מ שלה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התקן את צינור הקציר ליציאת 10 מ&quot;מ שלה. שים חתיכת הצינור בחלק העליון שלו ותכניס אותו. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התקנת צינורות ומסנן 0.20 מיקרומטר על הכניסה המתיזה ולאחר מכן מהדק את זה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כייל את הבדיקה ה-pH: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאסוף 2 מאגרי התייחסות בכוסות קטנות, בקבוק לשטוף, ווא חילוףכוס sh. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הוק את החללית מעלה החומציות לfermentor ולהפוך fermentor הלאה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> גלול לפרמטר ה-pH ושימוש בלחצן התפריט, גלול לאפשרות &#39;קאל&#39;, ועל &#39;Enter&#39;. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בחר &#39;2 &#39;לכיול 2 נקודות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשטוף את הקצה החללית ולצלול במאגר ההתייחסות הנמוך. הערך על fermentor יתייצב. באמצעות + ו - מפתחות, להתאים את הערך מוצג כדי להתאים את ערכו של מאגר התייחסות ה-pH. ברגע שזה מפסיק להבהב, לחץ על &#39;Enter&#39;. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שטוף את הבדיקה ומהכנס אותה לחיץ ההתייחסות השני. לאפשר את הערך לייצוב ולאחר מכן השתמש בלוח המקשים כדי להפוך את הערך מוצג תואם את ערך חיץ התייחסות הגבוה. לחץ על &#39;Enter&#39; כדי לאשר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שטוף את הקצה החללית ונתק אותו מfermentor. שים את המכסה המגן על החיבור ולהתקין אותה בheadplate. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פתח את הקצה החללית ת.ד. 2 ולבדוק כדי להבטיח שישמספיק אלקטרוליט כדי לכסות את הקצה. אם לא, להוסיף קצת למאגר ולסגור אותו בחזרה למעלה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התקן את הבדיקה ת.ד. 2 בheadplate ולוודא כי כובע החיטוי הוא לשים על כדי להגן על חיבורי החשמל שלה. זה יהיה מכויל לאחר עיקור. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השג בקבוק להזנה מגיב עם צינור לטבול ומסנן אוויר. הוספת צינורות משאבה ליציאת הצינור לטבול ולצרף את הקצה השני ליציאת כניסה על fermentor. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צינורות מקום בכל היציאות שאינן בשימוש ולאחר מכן מהדקים את צינורות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להתקין מסנן 0.45 מיקרומטר בקבל גז הפליטה. מסנן זה מבטיח כי הכלי אינו לחצים בחיטוי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בדוק שכל הצינורות שעוברים מתחת לרמה של התקשורת הם הידקו את אמצעי תקשורת כדי למנוע מלצאת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שים את הכלי בחיטוי ל25-30 דקות ב121 ° C, מחזור נוזלי. זהירות: כשזה מגיע מתוך זה יהיה מאוד חם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התקן את הכלי על בסיס fermentor. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחבר את ה-pHבדיקה כבל. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר את כבל הבדיקה ת.ד. 2. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הוק sparger עד rotameter בנוסף גז. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Sterilely להוסיף 1 מגיב M NaOH לבקבוק עם הצינור לטבול ולהתקין את ראש המשאבה על ציר ראש משאבת בסיס. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שים את חיישן הטמפרטורה בthermowell על headplate. ודא שזה הולך כל הדרך עד לתחתית של thermowell. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מנמיכים את זרוע התסיסה על צימוד מאיץ כלי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ודא כי fermentor הוא על. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בדוק שהמים זמינים לfermentor. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל את אספקת האוויר לfermentor. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> גלול לפרמטר הטמפרטורה ולהגדיר את הטמפרטורה ל 37 ° C. לחץ על הכפתור &#39;Enter&#39; כדי להפעיל את בקרת הטמפרטורה. הכלי יהיה לחמם ב15 דקות או פחות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל את זרימת הגז ל1 כלי בנפח של המדיה לדקה או פחות. לשם כך הקימו, זרימת גז היא 3 ליטר / דקה. בועות אמורות להופיע בתחתית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> דפדף עד עמ &#39;התסיסהarameter ומוגדר 300 סל&quot;ד. לחץ על &#39;Enter&#39; כדי להפעיל את התסיסה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ברגע שהגיעה לטמפרטורה 37 מעלות צלזיוס, גלול לפרמטר ה-pH ולהגדיר אותו 6.8. הפעל שליטת pH על ידי לחיצה על הכפתור &#39;Enter&#39;. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדר תסיסה למהירות המרבית של 1,000 סל&quot;ד לריצה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ודא כי הבדיקה ת.ד. 2 מקוטבת כראוי להצגת ערכים תקינים. לאחר 2 שעות, גלול לפרמטר ת.ד. 2 ולהשתמש בלחצן &#39;התפריט&#39; כדי לבחור את &#39;הפונקציה לכייל &quot;ובחר את כיול נקודת 1. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר 15 דקות, השתמש בסמנים כדי לקבוע את הערך ל100 ולחץ על Enter. זה לכייל ת.ד. 2. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> גלול לתסיסה ומוגדרת 300 סל&quot;ד. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שימוש בלחצן &#39;התפריט&#39;, להפוך את &#39;אשד&#39; ל &#39;על&#39; בתפריט התסיסה. זה יגביר את המהירות של תסיסה במאמץ לקצוץ את בועות אוויר ולהחדיר חמצן נוסף לפתרון עם עלייה בביקוש צמיחה. </li&gt; <li style=";text-align:right;direction:rtl"> גלול לפרמטר ת.ד. 2 ולהגדיר את הערך ל30. לחץ על הכפתור &#39;Enter&#39; כדי להתחיל ת.ד. 2. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל את חבילת תוכנת השליטה במחשב. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר הבדיקות מכוילות, החרדה היא יציבה ב300 סל&quot;ד, טמפרטורה היא על 37 מעלות צלזיוס וpH קרוב ל6.8, זה זמן לחסן. שימוש באלכוהול, לעקר את היציאה שתשמש לחיסון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צייר את הבידוד לתוך מזרק ולהוסיף אותו ליציאה המעוקרת. סגור את הנמל. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מציין את המועד לחיסון ביומן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חשוב גם לקחת דגימה בזמן עיקור. לעקר את הקצה של צינור צינור הקציר עם אלכוהול. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פתח את המהדק המכסה את יציאת הקציר ולהשתמש במזרק לצייר מדגם. מדגם ראשון זה בדרך כלל מושלך משום שהיא כבר יושבת בצינור. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש במזרק אחר כדי למשוך את מדגם אחר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עם מזרק שלישי, דוחף את האוויר חזרה דרך הצינור להסיר כמה שיותר נפח מתמהקו ומהדק את הקו. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לקבוע את צפיפות התאים וה-pH ולהקליט את הערכים. עם תרבויות של חיידקים, הוא שימושי כדי להיכנס ערכים בכל שעה. המרווח הוא תלוי תרבות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> המתודולוגיה קציר תלויה בכוונות לתרבות לאחר הצמיחה הושלמה. במקרה זה, לטעום מהתרבות בפעם אחרונה כדי לקבל ערכי נקודת סיום לצפיפות תאים וה-pH או מדידה האפשרית של משקל תא רטוב. פתח את headplate מסולק מתוכן &quot;טנק להרוג&quot; מיועד עם אקונומיקה או סוכני מיקרוביאלית אחרים. </li></ol>

<ol>
	<li>Shuler, M., Kargi, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Bioprocess Engineering Basic Concepts. , (2002).</li><li>Hambor, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bioreactor+Design+and+Bioprocess+Controls+for+Industrialized+Cell+Processing.">Bioreactor Design and Bioprocess Controls for Industrialized Cell Processing.</a> BioProcess International. 10 (6), 22-33 (2012).</li><li>Julien, C., Whitford, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bioreactor,+Monitoring,+Modeling+and+Simulation.">Bioreactor, Monitoring, Modeling and Simulation.</a> BioProcess International. 5 (01), S10-S17 (2007).</li><li>Fike, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nutrient+Supplementation+Strategies+for+Biopharmaceutical+Production.+Part+1:+Identifying+a+Formulation.">Nutrient Supplementation Strategies for Biopharmaceutical Production. Part 1: Identifying a Formulation.</a> BioProcess International. 7 (11), 46-52 (2009).</li><li>Jana, S., Deb, J. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Strategies+for+efficient+production+of+heterologous+proteins+in+Escherichia+coli.">Strategies for efficient production of heterologous proteins in Escherichia coli.</a> Appl Microbiol Biotechnol. 67, 289-298 (2005).</li><li>Wang, Z., Ly, M., Zhang, F., Zhong, W., Suen, A., Hickey, A. M., Dordick, J. S., Linhardt, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=E.+coli+K5+fermentation+and+the+preparation+of+heparosan,+a+bioengineered+heparin+precursor.">E. coli K5 fermentation and the preparation of heparosan, a bioengineered heparin precursor.</a> Biotechnol. Bioeng. 107, 964-973 (2010).</li><li>Baltz, R. H., Demain, A. L., Davies, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Manual of Industrial Microbiology and Biotechnology. , (2010).</li><li>Infors, H. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Minifors operating Manual and user guide. , .</li></ol>

מחבר א Magno הנו עובד של ATR ביוטק שמייצר ריאגנטים ומכשירים המשמשים במאמר זה.

bioreactors הטנק עורר הן הסטנדרט בתעשיית ביוטכנולוגיה והייתה בשימוש במשך 40 שנה 1. הטנק הקטן עורר לא היה חשוב לסולם למעלה, בקנה מידה למטה, מתח אופטימיזציה, אפיון, ופיתוח בתהליך. גם זה יכול להיות תפקיד חשוב בהתפתחות של רפואה אישית 2. Bioreactor בקנה מידה הקטנה הוא דומה ביותר לתנאים באתרו לצמיחת תאים, כי זה יכול להיות במעקב ואופטימיזציה בכל ריצה. לרוב, ניסויים ראשוניים מבוצעים תוך שימוש בבקבוקונים שייק אבל התנאים בbioreactor בקנה מידה הקטנה שונים באופן משמעותי מהבקבוק שייק. בניסוי אחד מצאנו כי התנאים לצמיחה אופטימלית של א &#39; coli והייצור של חלבון פלואורסצנטי הירוק (GFP) בבקבוק לנער לא תרגמו לטנק בחש (נתונים שלא פורסמו). שיטות אחרות של תאים גדל בקנה מידה גדולה כוללות בקבוקי רולר, u אחתse נדנדה bioreactors פלטפורמת 3 וbioreactors ליחד גדולה יותר עם ​​נפחי עבודה מ50 עד 5,000 ל &#39;לכל שיטה מספק אתגרים לסולם למעלה, אבל מצא את מקומה בייצור. ליחד הנדנדה bioreactor פלטפורמה דומה לטנק עורר, ומספק סביבה שפיקוח. זה שונה מהמכל עורר בערבוב המתרחשת תנועת נדנדה עקב ליצור גלים כדי למנוע התישבות תא ולספק חמצון. הידרודינמיקה לשיטה זו שונה מהטנק עורר ונפח מרבי מוגבל ל 1,000 ל &#39;ההבדלים יכולים להשפיע על צמיחת תאים וייצור מוצר. מערכות ליחד אחרות לשלב את טנק בחש עם הכור חד פעמי, לספק פלטפורמה עם מינימום של תשתיות ותקורה קשורות, ואת היכולת לתפוקה גבוהה bioprocessing 4. משתמשים חדשים של bioreactors המעבדתיים עלולים להתקשות בקביעת setpoints הראשוני עבור ה-pH, ת.ד. 2 וTEMתנאי מזג אוויר, עם זאת, מחקר שפורסם יכול להיות בהפניה למידע זה 5, 6, 7, 8, 9. עם תרבויות חיידקים בפרט, מומלץ להתחיל תסיסה באותה המהירות כמו הבקבוק שייקר ואת הטמפרטורה באותו setpoint. גם pH תרבות מריצות צלוחיות לרעוד קודמות יכול לשמש כנקודת התחלה. הגדרה של ערך ת.ד. 2 היא קשה יותר, והוא בדרך כלל נקבע באופן אמפירי. עם זאת, עם תחילת 50% ת.ד. 2 היא נקודת התחלה מומלצת.

טכנולוגית תסיסה בסיסית היא הרחבה של טכניקת הבקבוק לנער הפשוטה לגידול בתרבית. הוא צמח מתוך הרצון לשלוט סביבות צמיחה לתרבויות לחיות באופן שלם יותר וכמותיים. צלוחיות לרעוד התרבות אצווה בדרך כלל מוגבלות על ידי בקרה מדויקת של טמפרטורה. אחידות טמפרטורה שבייקרה מודגרות או חדר חם הוא משתנה מאוד, לפעמים סוטה 5 מעלות צלזיוס או יותר מsetpoint המיועד. מאז את הבקבוק לנער בדרך כלל נסער במהירות קבועה, חילופי ספיגת חמצן וגז הוא מוגבלים. ברגע שחמצן הסביבה זמין יגמר, רוב התרבויות לא יצליחו לשגשג. אין בקרת pH בצלוחיות לרעוד. במקרים רבים, אם התרבות אינה מוגבלת על ידי מניות הזנה, הוא הופך להיות חומצי עד לנקודה של אובדן לתרבות ונשימה מאטה באופן דרמטי. רוב תרבויות בקבוק לנער גם מנוהלות כמו &#39;אצווה&#39;, מה שאומר שהם האכילו רק פעם אחת או בסמוך לתחילתה של תרבויות inoculation. לאחר מקור פחמן ראשוני זה הוא נצרך, התרבות מפסיקה לגדול. בחלק מהמקרים את חילוף החומרים שלה עשויים לעבור ולהתחיל לצרוך מטבוליטים אחרים במרק התרבות, לפעמים משנים את המאפיינים של ביומסה או חלבון כתוצאה. צלוחיות Shake הן גם בדרך כלל בכפוף לאובדן אוויר תקשורת בסביבות תרבות חמה, בדרך כלל 10% מנפח ל24 שעות על 37 ° C. הפסד זה משנה את הצפיפות של התרבות ואוסר על פעולה לטווח ארוכה יותר של המערכת. לבסוף, המשתמש עשוי להיתקל בקצף מהתקשורת לאחר תסיסה. המופע של קצף באמיץ מעל לתרבות יגביל חילוף גזים וצמיחה להחניק נוספת. מערכת התסיסה הבסיסית נועדה לטפל בכל המגבלות האלה. בקרת טמפרטורה זהירה מושגת בכלי תסיסה על ידי השימוש בתסיסה מאיץ וז&#39;קט חימום. חיישן מוכנס לתוך כלי השליטה ומשוב של חימום וקירור של מעיל זה בדרך כללתוצאות בבקרת טמפרטורת ± 0.1 מעלות צלזיוס סביב setpoint. fermentors benchtop בדרך כלל מספק שליטה של ​​ה-pH באמצעות בנוסף מגיב נוזל דרך משאבה. ערך ה-pH הוא פיקוח ברציפות במאמץ לשמור על הסביבה אופטימלית לגדילת תאים. אוורור נאות מתוחזק על ידי מאיץ הערבוב האמור או על ידי העירוי של אוויר או גז חמצן בתוספת ישירות לתוך התרבות. עם תרבויות גזירה רגישה, גז חמצן בתוספת הוא המנגנון העיקרי לשמירה על רמת חמצן בתרבות. מדידת חמצן בפתרון מושגת בדרך כלל על ידי בדיקה polarographic שהיא בדרך כלל לא זמין לשימוש בבקבוקונים שייק. אפשר גם לרציפות או מעת לעת להוסיף עדכון לכלי כדי לשמור על הצמיחה באופן ליניארי או מעריכי. הקבל גז היציאה מספק משטח קר לאדים בזרימת גז הפליטה להתעבות, ובכך לשמר את תרבות נפח וצפיפות. בנוסף תקופתי של פעילי שטח antifoam הוא מופעלעל ידי בדיקה מוליכות בתרבות, הפחתת קצף על פני השטח ומאפשר חילוף גזים. כלי השיט, עם כל הבדיקות, אביזרים, מדחפים, צינורות קציר, וצינורות, מורכב ומעוקרים בחיטוי רגיל. לאחר כיולי בדיקה סופית וייצוב לסביבת הפעלה, התרבות מתווספת לכלי השיט. המערכת לאחר מכן ניתן להשתמש כדי לאפיין את התרבות באופן שהוא יותר כמוני ומדויק יותר מאשר בשיטת בקבוק לרעוד. פיקוח הדוק של טמפרטורה, pH, תכולת חמצן, צריכת מזון, אידוי נוזל, ורמות קצף, כל אלה תורמים לביומסה הרבה יותר גבוהה ותשואת חלבון טובה יותר.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="356">
	<colgroup>
		<col />
		<col span="2" />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:123px;">Name</td>
			<td style="width:117px;">Company</td>
			<td style="width:117px;">Catalog Number</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:123px;">LB broth</td>
			<td style="width:117px;">Sigma</td>
			<td style="width:117px;">L3022</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:123px;">ampicillin</td>
			<td style="width:117px;">Sigma</td>
			<td style="width:117px;">A1593-25G</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:123px;">LB broth</td>
			<td style="width:117px;">Sigma</td>
			<td style="width:117px;">L3022</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:123px;">antifoam 204</td>
			<td style="width:117px;">Sigma</td>
			<td style="width:117px;">A8311</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:123px;"> </td>
			<td style="width:117px;"> </td>
			<td style="width:117px;"> </td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:123px;">1 M Sodium Hydroxide</td>
			<td style="width:117px;">Sigma</td>
			<td>38215-1EA-R</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:123px;">Reference Buffer, pH 4.00</td>
			<td style="width:117px;">Sigma</td>
			<td style="width:117px;">B5020</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:123px;">Reference Buffer, pH 7.00</td>
			<td style="width:117px;">Sigma</td>
			<td style="width:117px;">B4770</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:123px;">pO2 probe electrolyte</td>
			<td style="width:117px;">Broadley James</td>
			<td>AS-3140-C30-0025</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:123px;">0.45 micron filter</td>
			<td style="width:117px;">Cole Parmer</td>
			<td style="width:117px;">EW-02915-22</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:123px;">0.22 micron filter</td>
			<td style="width:117px;">Cole Parmer</td>
			<td style="width:117px;">EW-29950-40</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:123px;">Luer Lock syringe, 10 mL</td>
			<td style="width:117px;">Cole Parmer</td>
			<td style="width:117px;">EW-07940-12</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:123px;">Minifors Bioreactor</td>
			<td style="width:117px;">Infors HT</td>
			<td style="width:117px;">B-Pack 5.0</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:123px;">Air Admiral air pump</td>
			<td style="width:117px;">Cole Parmer</td>
			<td style="width:117px;">EW-79202-00</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:123px;">1175 PD Chilling circulator</td>
			<td style="width:117px;">VWR</td>
			<td style="width:117px;">13721-204</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

operation of a benchtop bioreactor

מערכות תסיסה משמשות כדי לספק סביבת גידול אופטימלית לסוגים רבים ושונים של תרביות תאים. היכולת המוענקת על ידי fermentors לשלוט בזהירות טמפרטורה, pH, וריכוזי חמצן מומסים בפרט הופכת אותם חיונית לצמיחה גדולה בקנה מידה יעילה וביטוי של מוצרי תסיסה. וידאו זה יתאר בקצרה את היתרונות של fermentor על הבקבוק שייק. זה יהיה גם לזהות מרכיבים עיקריים של מערכת תסיסה המעבדתיים אופיינית ונותן הדרכה בסיסית בהתקנה של כלי השיט והכיול של הבדיקות שלה. הצופה יהיה להכיר את תהליך העיקור והראה כיצד לחסן מדיום הגידול בכלי עם תרבות. מושגים בסיסיים של פעולה, דגימה, וקציר יהיו גם הוכיחו. ניתוח נתונים פשוט וניקוי המערכת יהיה גם דנו.

Bioreactor ניתן להפעיל עם או בלי תוכנת IRIS. עם זאת כדי ללכוד את הנתונים, עדיף להשתמש בתוכנה. לפני תוספת של חיידקים, חיישני pH והחמצן חייבים להיות מכוילים, סט מהירות המאיץ ולהגדיר הטמפרטורה. באיור 2, פלט נתונים לריצת bioreactor מוצג. הטמפרטורה הייתה מוגדרת 30 ° C, מהירות המאיץ ב200 סל&quot;ד. הפרמטרים עשויים להיות שונים עבור כל ניסוי, אך לפני תוספת של חיידקים, המערכת צריכה להיות במצב יציב. באיור 3, השינוי בריכוז חמצן בתוספת תרבית החיידקים מוצג. הגדרת נקודות לצורך הניסוי הזה הן 37 מעלות צלזיוס, בוחש בסל&quot;ד 200, O 2 ב70%. בזמן 19:20, משאבת ההזנה מספקת את תרבות חיידקים בזרע OD של 0.1 גורם לרדת מייד בO 2 הרמה. Bioreactor מגיב לשינוי O 2 הרמה עם עלייה במהירות זרימת האוויר ומאיץ. Tהוא הגדרת נקודות לעליות נקבעות במפל (שלב 35). PH הכור היה פיקוח בזמן אמת, עם pH יורד אז הגדלת כפי שהודגם על ידי תנודות שורת pH לאורך זמן (איור 4). כל הריצה ניתן לנתח ופרמטרים מותאמים לניסויים הבאים. <img alt="איור 1" src="/files/ftp_upload/50582/50582fig1.jpg" /> איור 1. bioreactor המעבדתיים עם כל החלקים שכותרת ומחוברים. נתון זה מראה את כור הטנק עורר בתחילת ריצה. חלקיו של הכור מסומנים וכוללים חיישנים, גלגל מניע, מד טמפרטורה, בקבוקי הזנה ודגימה, יציאת פליטה, מד לחץ האוויר, ז&#39;קט חימום, מגדל הקבל, ולוח בקרה. <img alt="איור 2" src="/files/ftp_upload/50582/50582fig2.jpg" /> איור 2. תמונת מסך של תוכנה עבור bioreactor<html> tware בתחילת הריצה. בתחילת ריצת טנק עוררה, הטמפרטורה נקבעה ל 30 ° C (קו צהוב), מהירות מאיץ ב200 סל&quot;ד (קו אדום), pH ב6.5 (קו ירוק), ות.ד. 2 ב57.2% (קו כחול). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50582/50582fig2large.jpg" target="_blank">לחץ כאן כדי להציג דמות גדולה.</a> <img alt="איור 3" fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/50582/50582fig3.jpg" /> איור 3. תמונת מסך של תוכנת bioreactor במהלך הריצה כחמצן יורדת. כאשר התרבות היא בשלב צמיחה פעיל, היא צורכת חמצן וכמות החמצן בכור היא ירד (קו כחול). על ידי הגדלת מהירות המאיץ, יותר חמצן ניתן להוסיף לתרבות (קו אדום). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50582/50582fig3large.jpg" target="_blank">לחץ כאן כדי להציג דמות גדולה.</a> gether.within-page = &quot;תמיד&quot;&gt; <img alt="איור 4" src="/files/ftp_upload/50582/50582fig4.jpg" /> איור 4. תמונת מסך של תוכנת bioreactor מראה שינוי pH לאורך זמן. pH של התרבות מנוטרת באופן רציף ולאורך זמן זה יורד ככל שהחומצה לקטית היא מיוצרת ולאחר מכן מגדיל את הבסיס מתווסף bioreactor (הקו כחול). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50582/50582fig4large.jpg" target="_blank">לחץ כאן כדי להציג דמות גדולה</a> .

Watch this Scientific Journal Video about Operation of a Benchtop Bioreactor at JoVE.com

Operation of a Benchtop Bioreactor

Fermentors משמשים כדי להגדיל את תשואת התרבות והפרודוקטיביות של תאים מהונדסים גנטיים. לאחר הקרנת מועמדי תרבית תאים של חיידקים או של בעלי חיים רבים בצלוחיות לרעוד, הצעד ההגיוני הבא הוא להגדיל ביומסה של התרבות שנבחרה עם fermentor. סרטון זה מדגים את ההקמה ותפעול של מערכת bioreactor המעבדתיים אופיינית.

מבצע של Bioreactor Benchtop

Fermentation systems are used to provide an optimal growth environment for many different types of cell cultures. The ability afforded by fermentors to ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

88.4K Views.  Johns Hopkins University.  Fermentors משמשים כדי להגדיל את תשואת התרבות והפרודוקטיביות של תאים מהונדסים גנטיים. לאחר הקרנת מועמדי תרבית תאים של חיידקים או של בעלי חיים רבים בצלוחיות לרעוד, הצעד ההגיוני הבא הוא להגדיל ביומסה של התרבות שנבחרה עם fermentor. סרטון זה מדגים את ההק...

Video: Operation of a Benchtop Bioreactor

Engineering Biological-Based Vascular Grafts Using a Pulsatile Bioreactor

Much effort has been devoted to develop and advance the methodology to regenerate functional small-diameter arterial bypasses. In the physiological environment, both mechanical and chemical stimulation are required to maintain the proper development and functionality of arterial vessels1,2.
Bioreactor culture systems developed by our group are designed to support vessel regeneration within a precisely controlled chemo-mechanical environment mimicking that of native vessels. Our bioreactor assembly and maintenance procedures are fairly simple and highly repeatable3,4. Smooth muscle cells (SMCs) are seeded onto a tubular polyglycolic acid (PGA) mesh that is threaded over compliant silicone tubing and cultured in the bioreactor with or without pulsatile stimulation for up to 12 weeks. There are four main attributes that distinguish our bioreactor from some predecessors. 1) Unlike other culture systems that simulate only the biochemical surrounding of native blood vessels, our bioreactor also creates a physiological pulsatile environment by applying cyclic radial strain to the vessels in culture. 2) Multiple engineered vessels can be cultured simultaneously under different mechanical conditions within a controlled chemical environment. 3) The bioreactor allows a mono layer of endothelial cells (EC) to be easily coated onto the luminal side of engineered vessels for animal implantation models. 4) Our bioreactor can also culture engineered vessels with different diameter size ranged from 1 mm to 3 mm, saving the effort to tailor each individual bioreactor to fit a specific diameter size. 
The engineered vessels cultured in our bioreactor resemble native blood vessels histologically to some degree. Cells in the vessel walls express mature SMC contractile markers such as smooth muscle myosin heavy chain (SMMHC)3. A substantial amount of collagen is deposited within the extracellular matrix, which is responsible for ultimate mechanical strength of the engineered vessels5. Biochemical analysis also indicates that collagen content of engineered vessels is comparable to that of native arteries6. Importantly, the pulsatile bioreactor has consistently regenerated vessels that exhibit mechanical properties that permit successful implantation experiments in animal models3,7. Additionally, this bioreactor can be further modified to allow real-time assessment and tracking of collagen remodeling over time, non-invasively, using a non-linear optical microscopy (NLOM)8. To conclude, this bioreactor should serve as an excellent platform to study the fundamental mechanisms that regulate the regeneration of functional small-diameter vascular grafts.

Our group has developed a bioreactor culture system that mimics the physiological pulsatile stresses of the cardiovascular system to regenerate implantable small-diameter vascular grafts.

הנדסה ביולוגית המבוססת דם שתלי שימוש bioreactor pulsatile

Much effort has been devoted to develop and advance the methodology to regenerate functional small-diameter arterial bypasses. In the physiological ...

Design of a Biaxial Mechanical Loading Bioreactor for Tissue Engineering

We designed a loading device that is capable of applying uniaxial or biaxial mechanical strain to a tissue engineered biocomposites fabricated for transplantation. While the device primarily functions as a bioreactor that mimics the native mechanical strains, it is also outfitted with a load cell for providing force feedback or mechanical testing of the constructs. The device subjects engineered cartilage constructs to biaxial mechanical loading with great precision of loading dose (amplitude and frequency) and is compact enough to fit inside a standard tissue culture incubator. It loads samples directly in a tissue culture plate, and multiple plate sizes are compatible with the system. The device has been designed using components manufactured for precision-guided laser applications. Bi-axial loading is accomplished by two orthogonal stages. The stages have a 50 mm travel range and are driven independently by stepper motor actuators, controlled by a closed-loop stepper motor driver that features micro-stepping capabilities, enabling step sizes of less than 50 nm. A polysulfone loading platen is coupled to the bi-axial moving platform. Movements of the stages are controlled by Thor-labs Advanced Positioning Technology (APT) software. The stepper motor driver is used with the software to adjust load parameters of frequency and amplitude of both shear and compression independently and simultaneously. Positional feedback is provided by linear optical encoders that have a bidirectional repeatability of 0.1 &mu;m and a resolution of 20 nm, translating to a positional accuracy of less than 3 &mu;m over the full 50 mm of travel. These encoders provide the necessary position feedback to the drive electronics to ensure true nanopositioning capabilities. In order to provide the force feedback to detect contact and evaluate loading responses, a precision miniature load cell is positioned between the loading platen and the moving platform. The load cell has high accuracies of 0.15% to 0.25% full scale.

We designed a novel mechanical loading bioreactor that can apply uniaxial or biaxial mechanical strain to a cartilage biocomposite prior to transplantation into an articular cartilage defect.

עיצוב של Bioreactor טוען מכונות Biaxial להנדסת רקמות

We  designed a loading device that is capable of applying uniaxial or biaxial  mechanical strain to a tissue engineered biocomposites fabricated for  ...

Microfluidic Picoliter Bioreactor for Microbial Single-cell Analysis: Fabrication, System Setup, and Operation

In this protocol the fabrication, experimental setup and basic operation of the recently introduced microfluidic picoliter bioreactor (PLBR) is described in detail. The PLBR can be utilized for the analysis of single bacteria and microcolonies to investigate biotechnological and microbiological related questions concerning, e.g.&#160;cell growth, morphology, stress response, and metabolite or protein production on single-cell level. The device features continuous media flow enabling constant environmental conditions for perturbation studies, but in addition allows fast medium changes as well as oscillating conditions to mimic any desired environmental situation. To fabricate the single use devices, a silicon wafer containing sub micrometer sized SU-8 structures served as the replication mold for rapid polydimethylsiloxane casting. Chips were cut, assembled, connected, and set up onto a high resolution and fully automated microscope suited for time-lapse imaging, a powerful tool for spatio-temporal cell analysis. Here, the biotechnological platform organism Corynebacterium glutamicum&#160;was seeded into the PLBR and cell growth and intracellular fluorescence were followed over several hours unraveling time dependent population heterogeneity on single-cell level, not possible with conventional analysis methods such as flow cytometry. Besides insights into device fabrication, furthermore, the preparation of the preculture, loading, trapping of bacteria, and the PLBR cultivation of single cells and colonies is demonstrated. These devices will add a new dimension in microbiological research to analyze time dependent phenomena of single bacteria under tight environmental control. Due to the simple and relatively short fabrication process the technology can be easily adapted at any microfluidics lab and simply tailored towards specific needs.

In this protocol the fabrication, setup and basic operation of a microfluidic picoliter bioreactor (PLBR) for single-cell analysis of prokaryotic microorganisms is introduced. Industrially relevant microorganisms were analyzed as proof of principle allowing insights into growth rate, morphology, and phenotypic heterogeneity over certain time periods, hardly possible with conventional methods.

In this protocol the fabrication, experimental setup and basic operation of the recently introduced microfluidic picoliter bioreactor (PLBR) is described ...

Construction and Characterization of a Novel Vocal Fold Bioreactor

In vitro engineering of mechanically active tissues requires the presentation of physiologically relevant mechanical conditions to cultured cells. To emulate the dynamic environment of vocal folds, a novel vocal fold bioreactor capable of producing vibratory stimulations at fundamental phonation frequencies is constructed and characterized. The device is composed of a function generator, a power amplifier, a speaker selector and parallel vibration chambers. Individual vibration chambers are created by sandwiching a custom-made silicone membrane between a pair of acrylic blocks. The silicone membrane not only serves as the bottom of the chamber but also provides a mechanism for securing the cell-laden scaffold. Vibration signals, generated by a speaker mounted underneath the bottom acrylic block, are transmitted to the membrane aerodynamically by the oscillating air. Eight identical vibration modules, fixed on two stationary metal bars, are housed in an anti-humidity chamber for long-term operation in a cell culture incubator. The vibration characteristics of the vocal fold bioreactor are analyzed non-destructively using a Laser Doppler Vibrometer (LDV). The utility of the dynamic culture device is demonstrated by culturing cellular constructs in the presence of 200-Hz sinusoidal vibrations with a mid-membrane displacement of 40 &#181;m. Mesenchymal stem cells cultured in the bioreactor respond to the vibratory signals by altering the synthesis and degradation of vocal fold-relevant, extracellular matrix components. The novel bioreactor system presented herein offers an excellent in vitro platform for studying vibration-induced mechanotransduction and for the engineering of functional vocal fold tissues.

A novel vocal fold bioreactor capable of delivering physiologically relevant, vibratory stimulation to cultured cells is constructed and characterized. This dynamic culture device, when combined with a fibrous poly(&#949;-caprolactone) scaffold, creates a vocal fold-mimetic environment that modulates the behaviors of mesenchymal stem cells.

בנייה ואפיון של Bioreactor פולד רומן וקאלי

In vitro engineering of mechanically active tissues requires the presentation of physiologically relevant mechanical conditions to cultured cells. To ...

Cultivation of Mammalian Cells Using a Single-use Pneumatic Bioreactor System

Recent advances in mammalian, insect, and stem cell cultivation and scale-up have created tremendous opportunities for new therapeutics and personalized medicine innovations. However, translating these advances into therapeutic applications will require in vitro systems that allow for robust, flexible, and cost effective bioreactor systems. There are several bioreactor systems currently utilized in research and commercial settings; however, many of these systems are not optimal for establishing, expanding, and monitoring the growth of different cell types. The culture parameters most challenging to control in these systems include, minimizing hydrodynamic shear, preventing nutrient gradient formation, establishing uniform culture medium aeration, preventing microbial contamination, and monitoring and adjusting culture conditions in real-time. Using a pneumatic single-use bioreactor system, we demonstrate the assembly and operation of this novel bioreactor for mammalian cells grown on micro-carriers. This bioreactor system eliminates many of the challenges associated with currently available systems by minimizing hydrodynamic shear and nutrient gradient formation, and allowing for uniform culture medium aeration. Moreover, the bioreactor&#8217;s software allows for remote real-time monitoring and adjusting of the bioreactor run parameters. This bioreactor system also has tremendous potential for scale-up of adherent and suspension mammalian cells for production of a variety therapeutic proteins, monoclonal antibodies, stem cells, biosimilars, and vaccines.

Using a pneumatic bioreactor, we demonstrate the assembly, operation, and performance of this single-use bioreactor system for the growth of mammalian cells.

טיפוח של תאי יונקים באמצעות מערכת פניאומטיים Bioreactor יחיד שימוש

Recent advances in mammalian, insect, and stem cell cultivation and scale-up have created tremendous opportunities for new therapeutics and personalized ...

A Novel Bioreactor for High Density Cultivation of Diverse Microbial Communities

A novel reactor design, coined a high density bioreactor (HDBR), is presented for the cultivation and study of high density microbial communities. Past studies have evaluated the performance of the reactor for the removal of COD1 and nitrogen species2-4 by heterotrophic and chemoautotrophic bacteria, respectively. The HDBR design eliminates the requirement for external flocculation/sedimentation processes while still yielding effluent containing low suspended solids. In this study, the HDBR is applied as a photobioreactor (PBR) in order to characterize the nitrogen removal characteristics of an algae-based photosynthetic microbial community. As previously reported for this HDBR design, a stable biomass zone was established with a clear delineation between the biologically active portion of the reactor and the recycling reactor fluid, which resulted in a low suspended solid effluent. The algal community in the HDBR was observed to remove 18.4% of total nitrogen species in the influent. Varying NH4+ and NO3- concentrations in the feed did not have an effect on NH4+ removal (n=44, p=0.993 and n=44, p=0.610 respectively) while NH4+ feed concentration was found to be negatively related with NO3- removal (n=44, p=0.000) and NO3- feed concentration was found to be positively correlated with NO3- removal (n=44, p=0.000). Consistent removal of NH4+, combined with the accumulation of oxidized nitrogen species at high NH4+ fluxes indicates the presence of ammonia- and nitrite-oxidizing bacteria within the microbial community.

A novel reactor design, coined a high density bioreactor (HDBR), is presented for the cultivation and study of high density microbial communities. Here, the HDBR is successfully applied in a photobioreactor (PBR) configuration for the study of nitrogen metabolism by a mixed high density algal community.

Bioreactor רומן לטיפוח צפיפות גבוה של קהילות חיידקים מגוונות

A novel reactor design, coined a high density bioreactor (HDBR), is presented for the cultivation and study of high density microbial communities. Past ...

Assembly and Operation of an Acoustofluidic Device for Enhanced Delivery of Molecular Compounds to Cells

Efficient intracellular delivery of biomolecules is required for a broad range of biomedical research and cell-based therapeutic applications. Ultrasound-mediated sonoporation is an emerging technique for rapid intracellular delivery of biomolecules. Sonoporation occurs when cavitation of gas-filled microbubbles forms transient pores in nearby cell membranes, which enables rapid uptake of biomolecules from the surrounding fluid. Current techniques for in vitro sonoporation of cells in suspension are limited by slow throughput, variability in the ultrasound exposure conditions for each cell, and high cost. To address these limitations, a low-cost acoustofluidic device has been developed which integrates an ultrasound transducer in a PDMS-based fluidic device to induce consistent sonoporation of cells as they flow through the channels in combination with ultrasound contrast agents. The device is fabricated using standard photolithography techniques to produce the PDMS-based fluidic chip. An ultrasound piezo disk transducer is attached to the device and driven by a microcontroller. The assembly can be integrated inside a 3D-printed case for added protection. Cells and microbubbles are pushed through the device using a syringe pump or a peristaltic pump connected to PVC tubing. Enhanced delivery of biomolecules to human T cells and lung cancer cells is demonstrated with this acoustofluidic system. Compared to bulk treatment approaches, this acoustofluidic system increases throughput and reduces variability, which can improve cell processing methods for biomedical research applications and manufacturing of cell-based therapeutics.

This protocol describes the assembly and operation of a low-cost acoustofluidic device for rapid molecular delivery to cells via sonoporation induced by ultrasound contrast agents.

הרכבה ותפעול של מכשיר אצוטופלואידי לאספקה משופרת של תרכובות מולקולריות לתאים

Efficient intracellular delivery of biomolecules is required for a broad range of biomedical research and cell-based therapeutic applications. ...

Open-source Toolkit: Benchtop Carbon Fiber Microelectrode Array for Nerve Recording

Conventional peripheral nerve probes are primarily fabricated in a cleanroom, requiring the use of multiple expensive and highly specialized tools. This paper presents a cleanroom "light" fabrication process of carbon fiber neural electrode arrays that can be learned quickly by an inexperienced cleanroom user. This carbon fiber electrode array fabrication process requires just one cleanroom tool, a Parylene C deposition machine, that can be learned quickly or outsourced to a commercial processing facility at marginal cost. This fabrication process also includes hand-populating printed circuit boards, insulation, and tip optimization. 
The three different tip optimizations explored here (Nd:YAG laser, blowtorch, and UV laser) result in a range of tip geometries and 1 kHz impedances, with blowtorched fibers resulting in the lowest impedance. While previous experiments have proven laser and blowtorch electrode efficacy, this paper also shows that UV laser-cut fibers can record neural signals in vivo. Existing carbon fiber arrays either do not have individuated electrodes in favor of bundles or require cleanroom fabricated guides for population and insulation. The proposed arrays use only tools that can be used at a benchtop for fiber population. This carbon fiber electrode array fabrication process allows for quick customization of bulk array fabrication at a reduced price compared to commercially available probes.

Here, we describe fabrication methodology for customizable carbon fiber electrode arrays for recording in vivo in nerve and brain.

ערכת כלים בקוד פתוח: מערך מיקרו-אלקטרוניקה של סיבי פחמן עבור הקלטת עצבים

Conventional peripheral nerve probes are primarily fabricated in a cleanroom, requiring the use of multiple expensive and highly specialized tools. This ...

The Fabrication and Operation of a Continuous Flow, Micro-Electroporation System with Permeabilization Detection

Current therapeutic innovations, such as CAR-T cell therapy, are heavily reliant on viral-mediated gene delivery. Although efficient, this technique is accompanied by high manufacturing costs, which has brought about an interest in using alternative methods for gene delivery. Electroporation is an electro-physical, non-viral approach for the intracellular delivery of genes and other exogenous materials. Upon the application of an electric field, the cell membrane temporarily allows molecular delivery into the cell. Typically, electroporation is performed on the macroscale to process large numbers of cells. However, this approach requires extensive empirical protocol development, which is costly when working with primary and difficult-to-transfect cell types. Lengthy protocol development, coupled with the requirement of large voltages to achieve sufficient electric-field strengths to permeabilize the cells, has led to the development of micro-scale electroporation devices. These micro-electroporation devices are manufactured using common microfabrication techniques and allow for greater experimental control with the potential to maintain high throughput capabilities. This work builds off a microfluidic-electroporation technology capable of detecting the level of cell membrane permeabilization at a single-cell level under continuous flow. However, this technology was limited to 4 cells processed per second, and thus a new approach for increasing the system throughput is proposed and presented here. This new technique, denoted as cell-population-based feedback control, considers the cell permeabilization response to a variety of electroporation pulsing conditions and determines the best-suited electroporation pulse conditions for the cell type under test. A higher-throughput mode is then used, where this 'optimal' pulse is applied to the cell suspension in transit. The steps for fabricating the device, setting up and running the microfluidic experiments, and analyzing the results are presented in detail. Finally, this micro-electroporation technology is demonstrated by delivering a DNA plasmid encoding for green fluorescent protein (GFP) into HEK293 cells.

This protocol describes the microfabrication techniques required to build a lab-on-a-chip, microfluidic electroporation device. The experimental setup performs controlled, single-cell-level transfections in a continuous flow and can be extended to higher throughputs with population-based control. An analysis is provided showcasing the ability to electrically monitor the degree of cell membrane permeabilization in real-time.

ייצור והפעלה של זרימה רציפה, מערכת מיקרו-אלקטרופורציה עם זיהוי חלחול

Current therapeutic innovations, such as CAR-T cell therapy, are heavily reliant on viral-mediated gene delivery. Although efficient, this technique is ...

Imaging-Guided Bioreactor for Generating Bioengineered Airway Tissue

Repeated injury to airway tissue can impair lung function and cause chronic lung disease, such as chronic obstructive pulmonary disease. Advances in regenerative medicine and bioreactor technologies offer opportunities to produce lab-grown functional tissue and organ constructs that can be used to screen drugs, model disease, and engineer tissue replacements. Here, a miniaturized bioreactor coupled with an imaging modality that allows in situ visualization of the inner lumen of explanted rat trachea during in vitro tissue manipulation and&#160;culture is described. Using this bioreactor, the protocol demonstrates imaging-guided selective removal of endogenous cellular components while preserving the intrinsic biochemical features and ultrastructure of the airway tissue matrix. Furthermore, the delivery, uniform distribution, and subsequent prolonged culture of exogenous cells on the decellularized airway lumen with optical monitoring in situ are shown. The results highlight that the imaging-guided bioreactor can potentially be used to facilitate the generation of functional in vitro airway tissues.

The protocol describes an imaging-enabled bioreactor that allows the selective removal of the endogenous epithelium from the rat trachea and homogenous distribution of exogenous cells on the lumen surface, followed by long-term in vitro culture of the cell-tissue construct.

ביוריאקטור מונחה הדמיה ליצירת רקמת נתיב אוויר מהונדסת ביולוגית

Repeated injury to airway tissue can impair lung function and cause chronic lung disease, such as chronic obstructive pulmonary disease. Advances in ...