O financiamento foi fornecido pelo Instituto de Wisconsin Discovery.

Neste relatório nós demonstramos um método de entrega de fluido que utiliza tensão superficial de gotas pequenas para bombear um volume desejado através de um canal microfluídicos para atingir um número de fenômenos fluido diferente. Por exemplo, o usuário pode desejar um fluxo de fluido único o mais rápido possível, ou entregar fluidos múltiplos em sucessão rápida para criar padrões específicos fluídico. Para fazer isso, o usuário deve primeiramente ter um aplicativo construído em torno de um dispositivo micro. O dispositivo microflluidic não precisa ser ligado, mas deve ser feito de um material hidrofílico. Therfore, o método pode ser utilizado com praticamente qualquer dispositivo de microfluídica, com um desempenho em grande parte ditada pelas restrições geométricas do canal microfluídicos. Para ajudar a navegar as restrições geométricas deste método, uma introdução à análise numérica relevantes é apresentada em primeiro lugar. <ol><li> Métodos analíticos: De acordo com a Lei de Laplace ea Lei Washburn [1], pode-se relacionar a taxa de fluxo dentro de um canal microfluídicos para suas dimensões e as propriedades do líquido que flui como visto na equação (1), <img src="/files/ftp_upload/1329/eqn1.png" alt="equação 1" /> (1) onde Δ P é a diferença de pressão entre a entrada ea saída, γ é a tensão superficial de líquidos, R é o raio cair de entrada, Q é a vazão e K é a resistência fluídica tal como descrito pela equação (2), <img src="/files/ftp_upload/1329/eqn2.png" alt="equação 2" /> (2) onde η é a viscosidade do líquido, L 0 é o comprimento do canal, h é a altura do canal, w é a largura do canal, λ = w / h e g (λ) = 1,5, se λ&gt; 4,45 ou <img src="/files/ftp_upload/1329/g_lambd.png" alt="símbolo 6" /> se λ &lt;4,45. Substituindo a equação (2) na equação (1), sempre assumindo que h &lt;w e resolvendo para Q, obtém-se a equação (3), (3) <img src="/files/ftp_upload/1329/eqn3.png" alt="equação 3" /> A mesma análise pode ser feito para a velocidade do fluido no interior de um canal por saber que Q = VA, onde V é a velocidade do fluido média e A é a área transversal ou hw. Aplicando estes valores na equação (3) que você venha com a equação (4), (4) <img src="/files/ftp_upload/1329/eqn4.png" alt="equação 4" /> Um conceito importante mecânico que é freqüentemente aplicada em biologia microfluídicos é tensão de cisalhamento, que diz respeito à vazão e velocidade pela equação (5), (5) <img src="/files/ftp_upload/1329/eqn5.png" alt="Equação 5" /> Conhecer a relação entre taxa de fluxo, velocidade e suas implicações físicas em função das dimensões do canal e propriedades do fluido é crucial no projeto de um dispositivo micro para um determinado propósito. Depois que o dispositivo é criado, o usuário deve então calibrar o sistema de oferta de líquidos para atingir as características de fluxo desejado dentro do dispositivo. </li><li> Passos na criação e Calibração Sistema de distribuição: <ol><li> Criar dispositivo micro-litografia macia via técnica usando PDMS (polidimetilsiloxano, Sylgard 184, Dow Corning) [2]. Há artigos que ilustram o número JOVE métodos para a tomada de PDMS dispositivos microfluídicos [5]. Para esta demonstração, nós escolhemos um canal simples em linha reta, com dimensões da seguinte forma: 2,2 milímetros de largura, comprimento de 10mm e altura 260um. A entrada e diâmetros de saída são 1,8 milímetros e 5,1 milímetros, respectivamente (figura 1). Reversivelmente anexar dispositivo PDMS a lâmina de vidro, pressionando-a sobre uma lâmina de vidro (ou outro substrato adequado) e espremer as bolhas de ar [5]. Um anexo reversível permite que o dispositivo a ser re-utilizado várias vezes. O método também pode ser utilizado com dispositivos permanentemente ligada, mas não necessário. </li><li> Preencha dispositivo com líquido. A natureza hidrofóbica do PDMS e da natureza hidrofílica ajuda de vidro mover uma queda que é colocado na entrada ou saída, para o canal. Se a gota de líquido não quer ir para o canal por si só ou se as bolhas se mudar para o canal, o usuário pode colocar uma gota de líquido na entrada ou saída, e usar uma pipeta na extremidade oposta para sugar o líquido através do canal. Outro método de ajudar a mover líquido para o canal é, separando o dispositivo PDMS da lâmina de vidro e suavemente limpar o dispositivo PDMS ea lâmina de vidro com etanol. Isso retorna para o PDMS ea lâmina de vidro a sua natureza hidrofílica e hidrofóbica, respectivamente, o que pode ter sido enfraquecido com o tempo e uso. </li><li> Após o preenchimento do dispositivo com o líquido, coloque uma pequena gota na entrada e um Bigger queda na saída. Certifique-se de passivos de bombeamento está acontecendo observando a pequena queda com o colapso de entrada e observando o fluxo de fluido para a saída. Novamente, certifique-se que não há bolhas no interior do canal. </li><li> Usando A Companhia de Lee [3] VHS micro kit dispensa de partida, reuniu uma ou mais válvulas (configuração de válvula na figura 2) que consiste na VHS Lee M / 2 24 Válvula Volt, um 0,062 Bicos MINSTAC com o tamanho do orifício de 0,0100 &quot;, o Lee Minstac 0,062 para Adaptador Soft Tube, o Spike Lee and Hold Driver (para o controle do usuário, não mostrado) e da Assembléia do cabo (que liga a válvula para a Spike e Segure driver, não mostrado). </li><li> Uma maneira fácil de segurar as válvulas é usando o Bioscience titulares de ferramentas em miniatura (figura 2) [4]. Estes fornecem uma maneira de precisão objetivo e manter a válvula em uma determinada posição durante a experimentação por meio de colagem a válvula para uma extremidade do titular e usando uma base magnética (não mostrado) do outro lado. </li><li> Faça um sistema de reservatório para ser colocado a poucos metros acima do dispositivo micro PDMS (no nosso caso usamos ¾ seringas onça aberto ao ambiente, ver figura 2). O reservatório fornece uma carga de pressão para impulsionar os bicos, com a pressão de ser proporcional à altura do reservatório. Alternativamente, as válvulas de bico pode ser pressurizada por qualquer número de diferentes meios (ie, gás comprimido). Coloque uma agulha da seringa na seringa. A agulha da seringa típico facilmente anexar em tubos 1,14 mm de diâmetro interior. A tubulação milímetros 1,14, então, facilmente anexar em 1,58 milímetros (1 / 16 &quot;) tubo de diâmetro interno que então se conecta ao&quot; Tubo Adaptador Soft &quot;da válvula. Para evitar vazamento de líquido no milímetros 1,14-1,58 conexão de tubulação mm, pode-se usar PDMS como um selante. Agora que há uma linha entre a agulha da seringa e da válvula de Lee Co., encher reservatórios seringa com líquido. Uma seringa extra e uma válvula pode ser usada para ajudar no processo de purga (mostradas, mas não tem nenhum nome na figura 2). Coloque um ímã para o lado da válvula, esta é a forma como estas válvulas são limpos (eles são normalmente fechado válvulas solenóides), e começar a assistir líquido que flui do reservatório através da válvula e para fora do bocal&#39;&#39;0,0100. </li><li> Calibrar sistema escolhendo um tempo de abertura da válvula (tempo de abertura é o tempo que a válvula permite a passagem de líquidos em uma base por pulso) e freqüência (número de pulsos por segundo). Ativar uma válvula para um período escolhido (um minuto ou assim, basta lembrar o tempo de execução total). Pesar o fluido que foi entregue a partir da válvula. Conhecendo o tempo de execução total, freqüência e por tempo de pulso aberto, calcular os gramas por milissegundo tiro para fora da válvula. Este &quot;gramas por milissegundo&quot; valor permitirá que você escolha um tempo aberto para qualquer volume desejado o usuário pode querer ser entregues a partir da válvula. </li></ol></li></ol> Exemplo: Sistema ativado por um minuto (60 segundos). A freqüência foi de 15 Hz (15 pulsos em um segundo). O por pulsos de tempo aberto era de 20 milissegundos (ms). (20ms) (15Hz) (60) = 18000ms. Isto significa que dos 60.000 ms em um minuto, a válvula foi realmente aberto para 18.000 ms. Vamos assumir que o volume de líquido entregue pesava 5 gramas. Então, 5 gramas / 18000 ms = 2.78e gramas -4 / ms. No caso da água, com a sua densidade ser um grama por mililitro (ml), 2.78e gramas -4 / ms = 2.78e -4 mL / ms. Após a calibração, o volume de uma gota é dependente do tempo aberto. Por exemplo, com um tempo aberto de 20ms, e todos os restantes parâmetros da mesma, como no exemplo anterior, (2.78e mL -4 / ms) (20 ms) = mL 5.56e -3 = 5,56 mL. Para encontrar o tempo aberto y necessário para fazer uma gota de microlitro x volume (mL), (X mL) / [(-4 2.78e mL / ms) (1000 mL / mL)] = y ms 8 Aim) um ou mais bocais para a entrada do dispositivo PDMS (figura 3). Ter calibrado o sistema, calcular o volume que sai de cada válvula, com base nas dimensões dispositivo micro. Para passiva de alta velocidade de bombeamento (para obter taxa máxima de fluxo), calcular o volume da gota de entrada necessários para criar uma gota de entrada que possui um ângulo de contato com a superfície de entrada 90deg [2]. Para a criação de pacotes, calcular os tempos de válvula de freqüência e abertas e os horários de válvulas necessárias para ativar duas válvulas em seqüência. Como visto na Figura 3, os dois bicos pode ser apontado na entrada. Isto pode estendido para múltiplos bicos, todos apontando para a entrada do canal. Resultados representativos: Quando devidamente calibrado, com tempos de válvula aberta corretamente calculados e os bicos corretamente focado na entrada, o usuário deve ser capaz de ver passivamente o fluxo bombeado (figura 4). Uma explosão de sh líquidoould sair da válvula e chegar à entrada. Como o líquido atinge a entrada, há um colapso imediato da queda de entrada para o canal, para a saída. Líquido dentro do canal só se move durante o colapso de uma gota de entrada. Movimento fluido completa dentro do canal pára no final do colapso da gota, que prevê parada instantânea fluido e bem definidas as fronteiras fluídico (no caso que o usuário está fluindo líquidos múltiplas). A duração do colapso queda depende do raio de porta de entrada eo volume da gota de entrada [1]. Em nossa configuração experimental e design, o colapso de entrada queda ocorre em questão de poucos milissegundos. <img border="0" src="/files/ftp_upload/1329/figure1tmb.jpg" alt="Figura 1" /> Figura 1. PDMS dispositivo micro com uma entrada, à esquerda, e uma tomada, certo. Por favor, <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/1329/figure1.jpg">clique aqui</a> para ver uma versão ampliada da figura 1. <img border="0" src="/files/ftp_upload/1329/figure2tmb.jpg" alt="Figura 2" /> Figura 2. Sistema de reservatório e instalação da válvula. Por favor, <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/1329/figure2.jpg">clique aqui</a> para ver uma versão ampliada da figura 2. <img border="0" src="/files/ftp_upload/1329/figure3tmb.jpg" alt="Figura 3" /> Figura 3. Duas válvulas, ambas voltadas para uma única entrada de um dispositivo micro. Por favor, <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/1329/figure3.jpg">clique aqui</a> para ver uma versão ampliada da figura 3. <img border="0" src="/files/ftp_upload/1329/figure4tmb.jpg" alt="Figura 4" /> Figura 4. Horário passo seqüência (33 milissegundos) do colapso queda de entrada de ejeção de fluido seguintes a partir de uma válvula. Por favor, <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/1329/figure4.jpg">clique aqui</a> para ver uma versão ampliada da 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> Para passiva de alta velocidade de bombeamento, se a combinação certa de freqüência e volume de pulso por (devido ao tempo correto aberto) é escolhido, o usuário deve ver o que parece ser uma gota estática ou shell na entrada e uma taxa de fluxo muito rápido dentro do canal. Se ocorrer estouro, o tempo de abertura e / ou a frequência são demasiado elevados. </li><li> Para detectar interações momentum / tensão superficial, o usuário deve bombear um pulso em um tempo e observar o ambiente intra-canal, enquanto está ocorren...

<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

Um novo sistema foi desenvolvido microfluídicos que usa o fenômeno de bombeamento passivo, juntamente com um sistema controlado de gotas usuário de entrega com base fluida. Passivo de bombeamento é o fenômeno pelo qual a tensão superficial induzida pressão diferenças movimento fluido unidade em canais fechados. O sistema de entrega automática de fluido é composto de um conjunto de válvulas de tensão controlada com micro-bocais ligado a um reservatório de fluido e um sistema de controle. Estas válvulas controlado por tensão oferecem uma maneira volumetricamente precisa para entregar gotículas de fluido para a entrada de um dispositivo micro de uma maneira de alta freqüência. Com base nas dimensões demonstrado no exemplo presente estudo, o sistema é capaz de fluir quatro mililitros por minuto (através de um 2,2 milímetros por canal transversal 260um). Com base nessas dimensões mesmo canal, a troca de fluidos de um ponto dentro do canal pode ser alcançado em menos de oito milissegundos. Observa-se que existe interação entre a dinâmica do sistema (transmitida por uma combinação das gotículas criadas pelo válvulas ea velocidade do fluido no canal), e da tensão superficial do líquido. Onde o momento proporciona velocidade ao fluxo de fluidos (ou vice-versa), equilíbrio da tensão superficial na entrada fornece uma parada súbita a qualquer fluxo. Esta paragem súbita permite ao usuário controlar as características de fluxo do canal e abre a porta para uma variedade de aplicações biológicas, que variam de fornecimento de reagentes para drogas células estudos. Observa-se também que, quando bicos visam a entrada em ângulos rasos, o ímpeto de gotículas pode causar outros fenômenos fluido interessantes, como a mistura de gotículas múltiplas na entrada.

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

Um novo sistema microfluídicos foi desenvolvido usando o fenômeno do bombeamento passivo e um usuário do sistema de entrega controlada de fluido. Este sistema microfluídicos tem potencial para ser usado em uma ampla variedade de aplicações biológicas dado o seu baixo custo, facilidade de uso, precisão volumétrica, alta velocidade, repetibilidade e automação.

High Speed ​​Delivery System Droplet-based para Passive Bombeamento em dispositivos microfluídicos

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 visualizações.  University of Wisconsin-Madison. Um novo sistema microfluídicos foi desenvolvido usando o fenômeno do bombeamento passivo e um usuário do sistema de entrega controlada de fluido. Este sistema microfluídicos tem potencial para ser usado em uma ampla variedade de aplicações biológicas dado o seu baixo custo, facilidade de uso, precisão volumétrica, alta velocidade, repetibilidade e automação.

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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.

Teste de sensibilidade visual para a velocidade e direção do movimento em Lagartos

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

Biologia

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

CD4 + T-linfócitos Captura Usando um chip descartável microfluídicos para HIV

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.

Não-plasma Colagem de PDMS para Fabricação barato e de dispositivos microfluídicos

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 ...

Microfluidic Applications for Disposable Diagnostics

In this interview, Dr. Klapperich discusses the fabrication of thermoplastic microfluidic devices and their application for development of new diagnostics.

In this interview, Dr. Klapperich discusses the fabrication of thermoplastic microfluidic devices and their application for development of new diagnostics.

Aplicações microfluídicos para diagnóstico descartáveis

In this interview, Dr. Klapperich discusses the fabrication of thermoplastic microfluidic devices and their application for development of new ...

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.

Construção e Implantação de um Sistema de Microinfusion para entrega Sustentada de Agentes neuroativos.

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 Tátil Estimulador passiva-Dedo automatizada (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-Parametric Sistema Perifusion Islet dentro de um dispositivo Perifusion microfluídicos

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 Dispositivo de Recuperação de amostras criopreservadas cair acidentalmente em Tanques de armazenamento criogênico

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.

Um Método de alta capacidade para medição de Taxa de filtração glomerular em ratos conscientes

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

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.

Usando dispositivos microfluídicos medir Longevidade e Celular fenótipos em células individuais levedura de brotamento

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

High Speed ​​Delivery System Droplet-based para Passive Bombeamento em dispositivos microfluídicos

High Speed Delivery System Droplet-based para Passive Bombeamento em dispositivos microfluídicos