Yazarlar minnetle el yazması, özel yapılmış basınç kontrol sisteminin yapımı için C. BÄRTSCHI ve H. Benz prova okuma Tom Robinson kabul. Biz de temiz oda tesisi İLK ve hem ETH Zürich Işık Mikroskopi Merkezi (LMC) kullanımını kabul etmek istiyorum. Çalışma 7. Çerçeve Programı (ERC Grant başlayarak, proje yok. 203.428, nμLIPIDs) altında Merck Serono ve Avrupa Araştırma Konseyi (ERC) tarafından finanse edildi.

1.. SU-8 Asil Fabrikasyon Aşağıdaki protokole ancak farklı maske desenler ile (şema ve boyutlar Şekil 2 için, akışkan ve kontrol) kanalları için her iki ana kalıp hazırlayın. Bu süreç Şekil 3a&#39;da gösterilmektedir. <ol><li> 180 ° C&#39;de 10 dakika boyunca 4 inç silikon gofret ısıtılarak Başlangıç Bir spin-lak susuz gofret yükleyin ve spin kaplama SU-8 2015 için aşağıdaki protokol kullanın: <ol><li> (Dağıtma sonra bu adım, yakın kapak sırasında SU-8 dağıtmak, spin-lak açık kapak) 20 sn boyunca 100 rpm&#39;de gofret Spin. </li><li> 10 saniye boyunca 500 rpm&#39;de Spin gofret (bu bütün gofret üzerinde karşı yayar.) </li><li> 30 saniye boyunca 1,750 rpm&#39;de Spin gofret (20 um karşı yüksekliğini tanımlar). </li></ol></li><li> Bu aksi takdirde bir sonraki adımda sıcak plaka sopa gibi, aseton (bir bez kullanın) gofretin kenarından karşı çıkarın. Ah gofret aktarın4 dakika boyunca 95 ° C sıcaklıkta otplate. Softbake sonra, (365 nm&#39;de ölçülen 150 mJ / cm 2) UV ışığı ile bir maske hizalayıcısı cam Sodalime bantlanmış bir photomask yoluyla direnmeyi ortaya. </li><li> Maruz kaldıktan sonra, bir sıcak plaka üzerinde 5 dakika boyunca 95 ° C&#39;de yeniden gofret ısı. RT&#39;ye gofret soğutun ve daha sonra 4 dakika süreyle SU-8 geliştirici bir banyo içine batırmayın. Kalmayan SU-8 çıkarmak için hafifçe sallayın. Temiz oda dereceli izopropanolle gofret yıkayın ve azot ile kuru darbe. Gelişme (özellikle hücre tuzaklar) başarılı olursa bir mikroskop altında kontrol edin. Hücre tuzakları tamamen geliştirilirse, silikon gofret yansıması görünür olmalıdır. Eğer gerekirse, birkaç dakika boyunca tekrar gofret gelişir. </li><li> Tüm çözgen kalıntılarını uzaklaştırmak için 180 ° C&#39;de 2 saat boyunca bir fırın içinde pişirmeye gofret. Bir basamak Profiler ile kanal yüksekliğini kontrol edin. Yüksekliği istenilen yüksekliğe farklıysa, bu protokol yeni bir gofret ile adım 1.1 &#39;de başlayan ve tekrarspin-hızı (adım 1.1.3) değiştirebilirsiniz. 1H, 1H, 2H, gece boyunca bir kurutucu içinde 2H-Perfluorodecyl-dimethylchloro-silan ile gofret Silanizing ile ana kalıbın imalat tamamlayın. </li></ol> 2. Microcontact Baskı Master İmalatı <ol><li> Microcontact baskı için ana kalıp hazırlamak için, 180 ° C&#39;de 10 dakika boyunca bir silikon gofret dihidrat (Karşı Silanlanmış yüzeye daha iyi yapışır) 30 saniye boyunca 7,500 rpm&#39;de bu gofret üzerine 1 ml HDMS-kapladıkları Spin. AZ1518 spin-kat 2 ml pozitif bu protokol ile karşı: <ol><li> Statik Dağıtım gofret direnmek. </li><li> 500 rpm&#39;de 5 saniye için gofret Spin. </li><li> 4000 rpm&#39;de 60 saniye boyunca gofret Spin. </li></ol></li><li> Bir ocak üzerinde 100 ° C&#39;de 50 saniye softbake sonra, maruz bir photomask boyunca ve bir maske hizalayıcısı UV ışık (365 nm 21 mJ / cm 2) için direnmek. 75 saniye için AZ 726 bir banyosuna karşı geliştirin. DI-su ve darbe d ile geliştirilen gofret durulayınazot ile ry. 50 saniye boyunca 115 ° C de ısıtmak suretiyle gofret, kalan solventin çıkması. Gece boyunca, vakum altında gofret Silanize. </li></ol> 3. Mikroakışkan Chip Fabrikasyon İki katman cihazın tasarımı, bu deneyler için kullanılır. Çip son olarak bir cam slayt (Şekil 3b) üzerine bağlandığı önceki iki kat, ayrı ayrı hazırlanır ve birbirine bağlanır. Bu adım, PDMS tabakaların üretim ve microcontact baskı için PDMS damga açıklar. <ol><li> 10:1 &#39;lik bir PDMS karışımı ve bir sertleştirme ajanı hazırlayın. Toplam yaklaşık 80 gr PDMS hazırlayın (bizim tasarımlar kullanılarak, bu 10 cips neden olacaktır). Karışım ücretsiz bubble (~ 30 dk) kadar şiddetle ve hem degas parçaları PDMS karıştırın. </li><li> Alt üzerine bir Petri kabı ve bantla bunu iç kontrol katmanı ile gofret yerleştirin. Daha sonra, üstte PDMS ~ 50 g dökün ve tam sağlamak için 80 ° C&#39;de bir fırın içinde en az 2 saat boyunca gofretin koymakPDMS kür. ~ 20 g PDMS gereklidir bunun için, microcontact baskı gofret için aynı işlemi tekrarlayın. </li><li> Spin-kat gofret PDMS 2000 rpm&#39;lik bir dönme hızında akışkan tabakası ile yaklaşık 40 mikron yüksek PDMS bir tabaka oluşturmak için. 80 ° C&#39;de en az 1 saat boyunca bir fırın içinde PDMS Cure </li><li> Iki parça tedavi zaman, gofret, kontrol tabakası kaldırmak ve bir tıraş bıçağı ile parçalar halinde kesilir. 1 mm biyopsi zımba kullanılarak basınç bağlantısı delikler. Depolama için, bu kanal üzerinden bir bant parçası koymak için tavsiye edilir. </li><li> Iki kat bağ için, spin-kaplı gofret ve üst kısmı almak ve bir plazma temizleyici 23 yerleştirin. Plazma muameleden sonra, hızlı bir şekilde büyük bir çalışma mesafesi bir mikroskop altında her iki parça hizalayın. Yerleştirilen üst parçaların etrafında bazı yedek PDMS ekleyin. Bu adım, ancak bu gofret PDMS kaldırılmasını kolaylaştırır, zorunlu değildir. En az 1 saat boyunca 80 ° C&#39;de bir fırın içinde gofretin yerleştirin. </li><li> Dikkatli gofret PDMS kaldırmak ve mikroçip kesmek için bir neşter kullanın. 1.5 mm biyopsi zımba ile akışkan bağlantıları için erişim delikler. </li><li> PDMS çip şimdi bitti ve ay boyunca saklanabilir. İsteğe bağlı: çip bir rezervuar ile kullanılırsa, 200 ul pipet üst kısmını kesip üstüne yapıştırmak için bazı yedek, yarı işlenmiş PDMS kullanabilirsiniz. En az 1 saat boyunca 80 ° C&#39;de yeniden fırında çipi koyun. </li></ol> 4. Cam Slide Bonding Direkt enzimatik tahliller için cihazı kullanmak için, yapıştırma sonra gerekli tek adım yüzeylerin engelleme olduğunu. Bu protokol için, immünodeneyler veya ELISA&#39;lan için mikroakışkan çipi kullanmak Ancak, A. geçin, sadece (yani TIRF mikroskopi veya SPR&#39;nin için) cam slayt bağlanma sitelerini sınırlandırmak için protokol B başvurun. Bu kısıtlama önemli değilse, A&#39;ya bakınız, ancak adım 4.3 biotinli konjugatlarını kullanın ve adım 4.8 ile devam edinProtokol B tamamen işlevsel bir yüzey oluşturmak için. Önceki protokol A ve B gerçekleştirmeden: Bu önce çipin içine tanıtmak için kullanılan protein tüm çözümleri filtre tavsiye edilir. Moloz ve protein agregatları, aksi böylece analiz için kullanılabilir bölmelerin sayısını azaltarak, hücre tuzakları engelleyebilir. Bu amaç için, kanalların içine verilmeden önce bütün çözümler filtre protein olmayan adsorbe edici bir filtre birimi kullanır. Protokol A (enzim tahlilleri) <ol><li> Mikroakışkan cihaz sonuçlandırmak için, bir cam slayt üzerine PDMS parçaları bağ. Bunu yapmak için, önce sabun, damıtılmış su ve etanol ile bir cam slayt temizleyin. , Bir nitrojen akışı kullanılarak slayt kurutun. Seloteyple PDMS kısmını temizleyin. </li><li> Sıkı bir bağ temin etmek için 18 W da 45 saniye boyunca plazma temizleyici içine PDMS bölümü ve temizlenmiş cam slayt bir ifadeyle, 5 dakika boyunca bir sıcak levha (100 ° C) üzerindeki çip koydu. </li><li> Bağlamadan sonra, f çip doldurunLUIDs. Bunu başarmak kolay bir yolu merkezkaç kuvvet kullanmaktır. 200 ul pipet ucunun alt kısmı kesilir. Akışkan kanal için, bloklama çözeltisi ile doldurun (sığır serum albümini (% 4 a / h) ya da poli-L-lizin) aşılanmış polietilen glikol (0.05% w / v) ve girişleri içine ipuçları yerleştirin. Su ile veya bir isosmotic çözelti, örneğin, PBS ile kontrol katmanı girişleri doldurun. 5 dakika boyunca santrifüj (800 x g) içine çip yerleştirin. Kanallar artık tamamen sıvı ile dolu olmalıdır. Eğer değilse, bu adımı tekrarlayın. </li><li> , Oda sıcaklığında en az 30 dakika boyunca bloke çözeltisi inkübe edin. Bir şırınga pompası kullanılarak 10 ul / dk &#39;lık bir akış hızında PBS ile sıvı tabakanın dışarı çözeltisi yıkayın. Cihaz artık cep deneyler için hazır. </li></ol> Protokol B (bağışıklık) Itibaren aşama 4,7 yüzey modifikasyonu tam bir genel bakış için, Tablo 1&#39;e bakınız. <ol start="5"><li> IçindeBir bBSA / BSA çözeltisi (örneğin 1-100) ile microcontact baskı için cubate PDMS pulları. 30 dakika sonra damıtılmış su ile iyice pulları temizlemek ve bir nitrojen akışı altında pul kurutun. Hızlı bir şekilde temizlenmiş cam slayt (Şekil 4) damgaları yerleştirin. </li><li> Birlikte, bir plazma temizleme maksimum güç (W 18) 45 saniye boyunca oksijen plazma mikroakışkan çip üst kısmı ile damga ile cam slayt Açığa. Plazma tedaviden sonra, damga kaldırmak ve cihazın microchambers altında yazdırılan yüzeye hizalamak. 50 ° C &#39;de sıcak bir plaka üzerinde 30 dakika boyunca çip yerleştirin </li><li> Geri kalan yüzeyi engellemek için, santrifüj ile yonga içine steril olarak filtre edilmiş BSA çözeltisi (% 4 (w / v) PBS içinde) (adım 4.2) tanıtmak. 1 saat boyunca inkübe edilir ve PBS ile akışkan tabaka (adım 4.3) üzerinden çözeltisi yıkayın. Çip, daha sonra bir nemli kutu içinde 4 ° C&#39;de doğrudan kullanılabilir ya da 2 haftaya kadar saklanabilir. </li><li> Tamamen işlevsel bir bağlanma için Surface, rezervuar, streptavidin (0.025% (w / v) PBS içinde) sunar. Akışkan kanallardan avidin çözeltisi çekilme 30 dakika boyunca 5 ul / dk &#39;lık bir akış hızı kullanarak. Daha sonra, 10 dakika boyunca PBS yıkayın. Iyice rezervuar durulayın. </li><li> Daha sonra, Protein G (% 0.0025 (w / v) PBS içinde) ve diğer bir 30 dakika boyunca çalkalama ekleyin. Daha sonra başka bir 10 dakika boyunca PBS ile yıkayın. Daha sonra, 10 dakika süre ile, ilgi konusu antikoru (% 0.0001 (w / v) PBS içinde) ilave edin. 10 dakika sonra, bağlayıcı izin vermek için 15 dakika boyunca akışını durdurmak. Daha sonra, 10 dakika boyunca PBS ile yıkayın. </li></ol> 5. Hücre Deneyler Protokol nedeniyle olası tahlillerinin çeşitli genel olarak yazılmıştır. Bir örnek olarak, G6PDH toksisite deneyi için gerekli olan reaktif maddeler verilir. Cihazın ilk hücre hapsi verimi yani 200 hücre üzerinden 5 tuzağa olacak,% 2.5 civarındadır. Hücre tuzakların son doluluk kuvvetle kullanılan hücre hattı, askıya protokole bağlıdırhücre soyu ve zaman hücreler kanalı ile temizlendi. Doğal (örneğin, U937 gibi) süspansiyon içinde büyüyen hücreler için, tek hücreler, bir kaç dakika sonra, odalar yaklaşık% 75 bulunabilir. Diğer odalar ya da dolu ya da iki ya da daha çok hücre tarafından işgal edilmez. Genel olarak, tek hücreli bir kişi yapışık hücre çizgileri için daha küçüktür. Burada yer alan oldukça hafif süspansiyon protokolünü kullanırken, yüzde (HEK MLT hücreleri) yaklaşık% 30 azalır. Tek hücreli bir kişi, hücrelerin tripsin muamelesi ile artırılabilir, ama bu da deneylerin sonuçlarını değiştirebilir. Hedef moleküle bağlı olarak, PDMS adsorpsiyon ya da emme sonuçlarını etkileyebilir. Adsorpsiyon BSA veya PLL-PEG-g ile yüzeylerin bloke ederek azaltılabilir. Emilim en hidrofilik biyomoleküllere için olası değildir, ancak (küçük) lipofilik hücre bileşenleri için kontrol edilmelidir. <ol><li> Özel protokole göre hücreleri hazırlayın (örneğin, </em&gt; ilaç eklenmesi). Süspansiyon hücreleri için, çip doğrudan hücreler ekleyin. Yapışkan hücre hatları, bir hücre süspansiyonu üretmek için enzim içermeyen ayrışma tampon kullanın. Hücre kümelerinin miktarını azaltmak üzere çipe tanıtarak önce hücreler filtre. </li><li> , Bir şırınga pompası ve ileri akış kullanılarak çip üzerine hücreleri yük yerine, hücre süspansiyonu çekilme. Kanal duvarlarına hücre spesifik olmayan bağlanmasını azaltmak için bu yana yapışkan hücreler için süspansiyon hücre hatları ve 10-20 | il / dk &#39;lık yüksek akış oranları için 5 ul / dk&#39; lık bir akış hızı kullanarak. </li><li> Trans dolu olduğunda, odacıkları kapatın. Birçok hücre yüzeyine spesifik olmayan yapışma ise, 10-30 ul / dk &#39;lık bir akış oranında hücre ayrışma tamponu ile aşındırmak deneyin. </li></ol> Protokol A (enzim tahlilleri) <ol start="4"><li> Yongası ile lizis tamponu çekiniz. Bu örnek için, bu tampon ilave Tween 20 (10 mM Tris-HCI, 10 ile bir hypoosmolar tampondurmM KCI, 1.5 mM MgCI2, 1% (v / v) Tween 20). Liziz için, hızlı bir şekilde açılır ve kapanır bölmeleri (örneğin 10-50 ul / dak 7,21 akış oranları için 500 msn). G6PDH deneyi için, 2 mM glikoz-6-fosfat, 0.5 mM NADP, 0.5 U / ml diaforaz ve lizis tamponuna 0.3 mM resazurin ekleyin. Liziz hemen sonra kinetik reaksiyon izleme başlatın. </li></ol> Not: tahlil için uygun olan herhangi bir tampon seçin (Triton, SDS) gibi güçlü deterjanlar lyse hücreler hemen ve oda açılması sırasında analit kaybına yol açacaktır aklınızda ancak çıplak. Protokol B (bağışıklık) ELISA hücre deneylerinde (debileri, oda durumu, vb) kısa bir açıklama için, Tablo 1&#39;e bakınız. <ol start="5"><li> ELISA için, doğrudan liziz tamponu için gerekli saptama reajanı (ör. ikincil antikor, etiketli antijen) ekleyin. Bu tarifnamede Twee eklendin 20 spesifik olmayan adsorpsiyon azaltır. 5.4 aşamasına göre Lyse hücreler. (Kullanılan antijen ve antikor bağlı inkübasyon süresi) bağlanmaya imkan vermek için 10-15 dakika için karışımın inkübe edin. </li><li> Kanal duvarlarına spesifik olmayan adsorbe antikor enzim konjugatları, halihazırda hazne ve kanal içindeki saptama reaktif bir dönüşüme yol açabilir. Bu emilmesidir sorunların azaltılması (saptama reaktif maddesi ilave edilmeden önce, oda kapalı) inkübasyon süresi esnasında yongası ile kullanılan algılama enzim inhibitörü, bir sürekli temizleme için. HRP için, kalıcı olarak spesifik olmayan bir adsorbe edilen enzimleri inaktive etmek için su içinde 20 mM HCl kullanımı. </li><li> İnkübasyon süresinden sonra, çip, deteksiyon reajanı (örneğin, Amplex Red ve HRP için hidrojen peroksit) sunar. Uzakta nonbound ikincil antikor yıkamak için kısa bir süre tekrar odaları açın ve algılama reaktifi ekleyin. Hemen kinetik reaksiyon izleme başlatın. </li><li> Kalibrasyon: hareketsizilgi konusu hedef karşı antikor. Yakın odaları. Tampon maddesi içinde ya da off-çip hücre lizatı analit farklı konsantrasyonlarda hazırlayın. Çipine bir konsantrasyon uygulayın ve hızlı bir şekilde odalarına (açılış saati 500 msn) iç hacmi değişimi. Bu açılma süresi ek bir birikimi meydana gelir analit yıkama sağlamak için yeterince kısa ve microchamber hacminden moleküllerin sadece bir belirli sayıda tespit edilir. Çözelti içindeki antijenin bilinen konsantrasyon ve odacığın hacminin (625 pl) itibaren, bölmenin içindeki miktarını hesaplar. Daha sonra, adım 5.5 ile devam edin ve algılama parçasını tanıtmak. </li></ol>

<ol>
	<li>Walling, M. A., Shepard, J. R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cellular+heterogeneity+and+live+cell+arrays.">Cellular heterogeneity and live cell arrays.</a> Chem. Soc. Rev. 40 (7), 4049-4076 (2011).</li><li>Schmid, A., Kortmann, H., Dittrich, P. S., Blank, L. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chemical+and+biological+single+cell+analysis.">Chemical and biological single cell analysis.</a> Curr. Opin. Biotechnol. 20 (1), 12-20 (2010).</li><li>Lecault, V., White, A. K., Singhal, A., Hansen, C. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microfluidic+single+cell+analysis:+from+promise+to+practice.">Microfluidic single cell analysis: from promise to practice.</a> Curr. Opin. Chem. Biol. 16 (3-4), 381-390 (2012).</li><li>Faley, S., Seale, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microfluidic+platform+for+real-time+signaling+analysis+of+multiple+single+T+cells+in+parallel.">Microfluidic platform for real-time signaling analysis of multiple single T cells in parallel.</a> Lab Chip. 8 (10), 1700-1712 (2008).</li><li>Huang, B., Wu, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Counting+low-copy+number+proteins+in+a+single+cell.">Counting low-copy number proteins in a single cell.</a> Science. 315 (5808), 81-84 (2007).</li><li>Di Carlo, D., Aghdam, N., Lee, L. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Single-cell+enzyme+concentrations,+kinetics,+and+inhibition+analysis+using+high-density+hydrodynamic+cell+isolation+arrays.">Single-cell enzyme concentrations, kinetics, and inhibition analysis using high-density hydrodynamic cell isolation arrays.</a> Anal. Chem. 78 (15), 4925-4930 (2006).</li><li>Cecala, C., Rubakhin, S. S., Mitchell, J. W., Gillette, M. U., Sweedler, J. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+hyphenated+optical+trap+capillary+electrophoresis+laser+induced+native+fluorescence+system+for+single-cell+chemical+analysis.">A hyphenated optical trap capillary electrophoresis laser induced native fluorescence system for single-cell chemical analysis.</a> Analyst. 137 (13), 2965-2972 (2012).</li><li>Eyer, K., Kuhn, P., Hanke, C., Dittrich, P. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+microchamber+array+for+single+cell+isolation+and+analysis+of+intracellular+biomolecules.">A microchamber array for single cell isolation and analysis of intracellular biomolecules.</a> Lab Chip. 12 (4), 765-772 (2012).</li><li>Agresti, J. J., Antipov, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultrahigh-throughput+screening+in+drop-based+microfluidics+for+directed+evolution.">Ultrahigh-throughput screening in drop-based microfluidics for directed evolution.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 107 (9), 4004-4009 (2010).</li><li>Ma, C., Fan, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+clinical+microchip+for+evaluation+of+single+immune+cells+reveals+high+functional+heterogeneity+in+phenotypically+similar+T+cells.">A clinical microchip for evaluation of single immune cells reveals high functional heterogeneity in phenotypically similar T cells.</a> Nat. Methods. 17 (6), 738-743 (2011).</li><li>Shi, Q., Qin, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Single-cell+proteomic+chip+for+profiling+intracellular+signaling+pathways+in+single+tumor+cells.">Single-cell proteomic chip for profiling intracellular signaling pathways in single tumor cells.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 109 (2), 419-424 (2012).</li><li>Powell, A. A., Talasaz, A. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Single+cell+profiling+of+circulating+tumor+cells:+transcriptional+heterogeneity+and+diversity+from+breast+cancer+cell+lines.">Single cell profiling of circulating tumor cells: transcriptional heterogeneity and diversity from breast cancer cell lines.</a> PLoS ONE. 7 (5), e33788 (2012).</li><li>Martin-Belmonte, F., Perez-Moreno, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Epithelial+cell+polarity,+stem+cells+and+cancer.">Epithelial cell polarity, stem cells and cancer.</a> Nature. 12 (1), 23-38 (2012).</li><li>Unger, M. A., Chou, H. P., Thorsen, T., Scherer, A., Quake, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Monolithic+microfabricated+valves+and+pumps+by+multilayer+soft+lithography.">Monolithic microfabricated valves and pumps by multilayer soft lithography.</a> Science. 288 (5463), 113-116 (2000).</li><li>Thorsen, T., Maerkl, S. J., Quake, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microfluidic+large-scale+integration.">Microfluidic large-scale integration.</a> Science. 298 (5593), 580-584 (2002).</li><li>Gao, Y., Majumdar, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+versatile+valve-enabled+microfluidic+cell+co-culture+platform+and+demonstration+of+its+applications+to+neurobiology+and+cancer+biology.">A versatile valve-enabled microfluidic cell co-culture platform and demonstration of its applications to neurobiology and cancer biology.</a> Biomed. Microdevices. 13 (3), 539-548 (2011).</li><li>White, A. K., VanInsberghe, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-throughput+microfluidic+single-cell+RT-qPCR.">High-throughput microfluidic single-cell RT-qPCR.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 108 (34), 13999-14004 (2011).</li><li>Schwanh&#228;usser, B., Busse, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Global+quantification+of+mammalian+gene+expression+control.">Global quantification of mammalian gene expression control.</a> Nature. 473 (7437), 337-342 (2011).</li><li>Kortmann, H., Kurth, F., Blank, L. M., Dittrich, P. S., Schmid, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Towards+real+time+analysis+of+protein+secretion+from+single+cells.">Towards real time analysis of protein secretion from single cells.</a> Lab Chip. 9 (21), 3047-3049 (2009).</li><li>Huang, Y., Cai, D., Chen, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Micro-+and+Nanotechnologies+for+Study+of+Cell+Secretion.">Micro- and Nanotechnologies for Study of Cell Secretion.</a> Anal. Chem. 83 (12), 4393-4406 (2011).</li><li>Huang, N. T., Chen, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+integrated+microfluidic+platform+for+in+situ+cellular+cytokine+secretion+immunophenotyping.">An integrated microfluidic platform for in situ cellular cytokine secretion immunophenotyping.</a> Lab Chip. 12 (20), 4093-4101 (2012).</li><li>Eyer, K., Stratz, S., Kuhn, P., K&#252;ster, S. K., Dittrich, P. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Implementing+enzyme-linked+immunosorbent+assays+on+a+microfluidic+chip+to+quantify+intracellular+molecules+in+single+cells.">Implementing enzyme-linked immunosorbent assays on a microfluidic chip to quantify intracellular molecules in single cells.</a> Anal. Chem. 85 (6), 3280-3287 .</li><li>Aebi, U., Pollard, T. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+glow+discharge+unit+to+render+electron+microscope+grids+and+other+surfaces+hydrophilic.">A glow discharge unit to render electron microscope grids and other surfaces hydrophilic.</a> J. Electron Microsc. Tech. 7 (1), 29-33 (1987).</li><li>Pandolfi, P. P., Sonati, F., Rivi, R., Mason, P., Grosveld, F., Luzzatto, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Targeted+disruption+of+the+housekeeping+gene+encoding+glucose+6-phosphate+dehydrogenase+(G6PD):+G6PD+is+dispensable+for+pentose+synthesis+but+essential+for+defense+against+oxidative+stress.">Targeted disruption of the housekeeping gene encoding glucose 6-phosphate dehydrogenase (G6PD): G6PD is dispensable for pentose synthesis but essential for defense against oxidative stress.</a> EMBO J. 14 (21), 5209-5215 (1995).</li></ol>

Yazarlar, hiçbir rakip mali çıkarlarını olmadığını beyan ederim.

Mikroakiskan teknoloji tek-hücre analizi için yeni ve ilginç olanaklar açtı. Özellikle, tuzak olasılığı ve mikroakışkan araçları hücreleri tek tek hareketsiz tek hücre özellikleri ve tepki üzerine sistematik kısa ve uzun vadeli çalışmalar izin verdi. Buna ek olarak, bir mikro çip üzerinde oluşturulan mikro damlacıkların yüksek frekans, hücrelerin kapsüllenmesi, geleneksel sitometrisi cihazlarla gerçekleştirilemez tek hücre salgısı çalışmalar, sağladı. Mikrodamlacık yaklaşım, an...

Geçmişte birçok çalışmalar, hücre-hücre geniş bir hücre popülasyonu içinde 1-3 farklılıklar, özellikle sinyal 4 işler ya da bu tür proteinler 5,6, metabolitleri ve kofaktörler gibi hücre içi 7,8 biyomoleküllerin miktarlarını ortaya koymuştur. Bu heterojenliklerdir hücre uyumu ve evrimi 9 için temelde önemli olabilir, ama aynı zamanda kanser 10-13 gibi hastalıkların ortaya çıkması ve tedavisinde önemli bir rol oynadığı düşünülmektedir. Bu yüzden, tek hücre düzeyinde çalışmalar, bu çalışmalar, biyolojik olarak aktif kimyasal maddeler ile muamele edildikten sonra, farklı hücresi tepkilerini ortaya çıkarmak, özellikle biyolojik ve farmakolojik araştırmalar yüksek ilgi çekmektedir. Son yıllarda, çok sayıda analitik platformlar tek bir canlı hücrelerin analizi ya da hücre içeriği kimyasal kompozisyona geliştirilmiştir. Floresan aktive hücre sınıflandırma (FACS) altın st ikenandard tek bir canlı hücre çok yüksek verimli analizi için, yöntem, hücre içi veya salgılandığı bileşiklerin miktar tayini için kullanılabilir olamaz. Mikroakışkan platformların ortaya çıkması konumlandırma, tedavi ve tek hücre gözlem için yeni analitik stratejiler söz verdi. Mikroakiskan bir dönüm noktası Quake ve arkadaşları 14,15 tarafından gerçekleştirilen esnek PDMS vanaların entegrasyonu ile ulaşıldı. Onlar yonga üzerinde bölgeleri izole çünkü bu vanalar yararlıdır, örneğin iki kültürü 16 ayrı. Dahası, tek bir hücre analizi için özellikle uygun olan ve bu nedenle de bir analit sulandırma sorunlarını azaltmak için yardımcı olur. Tek hücre analizi için bu yaklaşımın gücü son Hansen ve 17 paralel olarak tek bir hücre yüzlerce gen ekspresyonunu analiz arkadaşları tarafından gösterilmiştir. Proteinler ve metabolitleri hedeflerken, analiz nedeniyle uygun olmaması için çok zordurmplification yöntemleri, farklı buluşa ait bileşiklerin, kimyasal yapıları ve bunların varyasyonlarının çok sayıda. Ayrıca, çoğu hücre içi biyomoleküller birkaç on bin 18 sırasına göre, düşük kopya sayısında mevcut olması beklenmektedir, bu yüzden, kullanılan analitik yöntem, yüksek bir hassasiyete sahip olmalıdır. Bu tür bağışıklık ve enzim-bağlantılı bağışıklık denemeler (ELISA) gibi daha güçlü deneyleri da birkaç yıkama ve inkübasyon aşaması hem de yüzey immobilizasyon gerektiğinden mikroakışkan cihazlara entegre zordur. Yaşanan bu zorluklar nedeniyle, bu proteinler ya da metabolitleri tek hücre düzeyinde üzerinde rakama dökülmüştür burada sadece birkaç örnek rapor edilmiş olması şaşırtıcı değildir. Örneğin, floresan bileşikleri salgılaması üzerindeki çalışmalar 19,20 bildirilmiştir. Son zamanlarda, ELISA ile uygulama, bir hücre kültüründen salgılanan (nonfluorescent) protein (THP-1 hücreleri) 21 ve bir (i analizi için sunulmuşturmmune) hücreler 10. Hücre içi proteinleri hedefleyen, Shi et al. Bir bağışıklık 11 vasıtasıyla tümör hücrelerinde sinyal yollarının analizi için hücre içi proteinlerin tanımlanmasını kolaylaştırılmış bir mikroakışkan cihaz geliştirmiştir. Bununla birlikte, proteinlerin, sadece nispi miktarları tespit edilmiştir ve herhangi bir enzimatik amplifikasyon düşük bolluk proteinleri için sinyali geliştirmek için kullanıldı. Son zamanlarda, floresan deneyleri 8 ve bağışıklık 22 ile tek-hücre yakalama mikrocihazda (Şekil 1) birleştirmek mümkün. Hücreler pasif arz ve hücrelerin herhangi bir hareketi olmadan orta ve diğer kimyasal maddelerin (hızlı) değişimine izin mikroölçülerdeki engel yapılarda, içinde sıkışıp kalırlar. Her bir tuzak etrafında halka şeklinde bir kapak, çok küçük bir hacme (&quot;microchamber&quot;) olarak hücre izolasyonunu sağlar. Bu valf hemen o, bir hücre-yokedici (hypoosmolar) tampon tanıttıktan sonra çalıştırılırnce uzaklaşacak şekilde yayılan moleküllerin hücre içi ya da salgılanan moleküller önler. En önemli olarak, hacim (625 ul) içinde küçük boyutu, moleküllerin büyük bir seyreltme önlenir. Parçalama ve analiz çip aynı pozisyonda yapılmaktadır Bundan başka, taşıma nedeniyle analitlerin kaybı yoktur. Burada açıklanan çip tasarımı 60 microchambers toplam 7 veya 8 ya microchambers 8 alternatif satır içerir. Bir hat boyunca çapraz kontaminasyon engellenir, böylece odalar, sıralar halinde kumanda edilir. Platform floresan denemelerinde hem de immünolojik tayinler (Şekil 1d) ile kombinasyon halinde de kullanılabilir. Ikincisi için, çip, üretim ve montaj işlemi ile uyumlu olan antikorların, hareketsiz hale getirmek için protokoller kurulmuştur. Dolayısıyla platformu tek hücre düzeyinde, hassas, güvenilir ve ölçülebilir deneyleri için yolu açar. Şimdiye kadar, i analizi için cihaz kullanmıştırntracellular ve salgılanan enzimler (enzim deneyleri ile görece nicel), hücre içi kofaktörler, proteinler ve küçük moleküller (nokta tahlilleri ya da ELISA ile kesin miktar). Aşağıda, microcontact baskı ve yüzey kimyası vasıtası ile çok katmanlı yumuşak litografi ve antikor modelleme için protokol vasıtasıyla çip imalat sürecini tarif eder. Ayrıca, yonga kullanımı ve operasyonların bazı örnekler verilmiştir.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="884">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:344px;">REAGENTS:</td>
			<td style="width:284px;"></td>
			<td style="width:103px;"></td>
			<td style="width:153px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;"></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:344px;">Name of the Reagent</td>
			<td style="width:284px;">Company</td>
			<td style="width:103px;">Catalogue Number</td>
			<td style="width:153px;">Comments (optional)</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:344px;">SU-8 2015</td>
			<td style="width:284px;">MicroChem Corp. (Netwon, MA)</td>
			<td style="width:103px;">n.a.</td>
			<td style="width:153px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:344px;">1H,1H,2H,2H-Perfluorodecyl-dimethylchloro-silane</td>
			<td style="width:284px;">ABCR (Karlsruhe, Germany)</td>
			<td style="width:103px;">AB103608</td>
			<td style="width:153px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:344px;">4-Methylumbelliferyl &#946;-D-N,N&#8242;-diacetylchitobioside hydrate</td>
			<td style="width:284px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:103px;">M9763</td>
			<td style="width:153px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:344px;">Acetone</td>
			<td style="width:284px;">Merck VWR (Darmstadt, Germany)</td>
			<td style="width:103px;">100014</td>
			<td style="width:153px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:344px;">Avidin</td>
			<td style="width:284px;">AppliChem (Axon Lab AG)</td>
			<td style="width:103px;">A-2568</td>
			<td style="width:153px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:344px;">AZ 1518</td>
			<td style="width:284px;">AZ Electronic Materials (Wiesbaden, Germany)</td>
			<td style="width:103px;">n.a.</td>
			<td style="width:153px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:344px;">AZ 726 developer</td>
			<td style="width:284px;">AZ Electronic Materials (Wiesbaden, Germany)</td>
			<td style="width:103px;">n.a.</td>
			<td style="width:153px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:344px;">Bovine serum albumin</td>
			<td style="width:284px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:103px;">A-4503</td>
			<td style="width:153px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:344px;">Bovine serum albumin, biotin</td>
			<td style="width:284px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:103px;">A-8549</td>
			<td style="width:153px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:344px;">Cell dissociation buffer</td>
			<td style="width:284px;">Invitrogen</td>
			<td style="width:103px;">13151-014</td>
			<td style="width:153px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:344px;">Hexamethyldisilazane (HDMS)</td>
			<td style="width:284px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:103px;">40215</td>
			<td style="width:153px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:344px;">Hydrochloric acid</td>
			<td style="width:284px;">Fluka</td>
			<td style="width:103px;">84422</td>
			<td style="width:153px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:344px;">Isopropanol</td>
			<td style="width:284px;">Merck VWR (Darmstadt, Germany)</td>
			<td style="width:103px;">109634</td>
			<td style="width:153px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:344px;">Magnesium chloride hexahydrate</td>
			<td style="width:284px;">Fluka</td>
			<td style="width:103px;">63068</td>
			<td style="width:153px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:344px;">MR developer 600</td>
			<td style="width:284px;">Microresist technology GmbH (Berlin, Germany)</td>
			<td style="width:103px;">n.a.</td>
			<td style="width:153px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:344px;">PBS</td>
			<td style="width:284px;">Invitrogen</td>
			<td style="width:103px;">10010-031</td>
			<td style="width:153px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:344px;">PLL-g-PEG grafted</td>
			<td style="width:284px;">SuSoS, (D&#252;bendorf, Switzerland)</td>
			<td style="width:103px;">n.a.</td>
			<td style="width:153px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:344px;">PLL-g-PEG grafted biotin</td>
			<td style="width:284px;">SuSoS, (D&#252;bendorf, Switzerland)</td>
			<td style="width:103px;">n.a.</td>
			<td style="width:153px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:344px;">Potassium chloride</td>
			<td style="width:284px;">Fluka</td>
			<td style="width:103px;">60132</td>
			<td style="width:153px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:344px;">Protein G, biotin</td>
			<td style="width:284px;">Sigma Fine Chemicals</td>
			<td style="width:103px;">41624</td>
			<td style="width:153px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:344px;">Silicon wafer</td>
			<td style="width:284px;">Si-Mat (Kaufering, Germany)</td>
			<td style="width:103px;">n.a.</td>
			<td style="width:153px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:344px;">Sylgard 184 Silicone Elastomer Kit (PDMS)</td>
			<td style="width:284px;">Dow Corning</td>
			<td>39100000</td>
			<td style="width:153px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:344px;">Tris(hydroxymethyl)-aminomethan</td>
			<td style="width:284px;">Biorad</td>
			<td style="width:103px;">1610716</td>
			<td style="width:153px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:344px;">Tween 20</td>
			<td style="width:284px;">Biorad</td>
			<td style="width:103px;">1706531</td>
			<td style="width:153px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;"></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">EQUIPMENT:</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;"></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:344px;">Material Name</td>
			<td style="width:284px;">Company</td>
			<td style="width:103px;">Catalogue Number</td>
			<td style="width:153px;">Comments (optional)</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:344px;">0.22 &#181;m PES syringe filter</td>
			<td style="width:284px;">TRP</td>
			<td style="width:103px;">99722</td>
			<td style="width:153px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:344px;">1/1.5 mm biopsy puncher</td>
			<td style="width:284px;">Miltex, York PA</td>
			<td style="width:103px;">33-31AA/33-31A</td>
			<td style="width:153px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:344px;">Cell Trics filter 20 &#181;m</td>
			<td style="width:284px;">Partec</td>
			<td style="width:103px;">04-004-2325</td>
			<td style="width:153px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:344px;">Centrifuge Sigma 3-18K</td>
			<td style="width:284px;">Kuehner</td>
			<td style="width:103px;">n.a.</td>
			<td style="width:153px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:344px;">Hotplate HP 160 III BM</td>
			<td style="width:284px;">Sawatec, Sax, Switzerland</td>
			<td style="width:103px;">n.a.</td>
			<td style="width:153px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:344px;">MA-6 mask aligner</td>
			<td style="width:284px;">Karl Suess</td>
			<td style="width:103px;">n.a.</td>
			<td style="width:153px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:344px;">Multizoom AZ100M microscope</td>
			<td style="width:284px;">Nikon Corporation</td>
			<td style="width:103px;">n.a.</td>
			<td style="width:153px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:344px;">Photomask</td>
			<td style="width:284px;">Microlitho, Essex, U.K.</td>
			<td style="width:103px;">n.a</td>
			<td style="width:153px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:344px;">Plasma Cleaner PDC-32G</td>
			<td style="width:284px;">Harrick</td>
			<td style="width:103px;">n.a.</td>
			<td style="width:153px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:344px;">Spin coater Modell WS-400 BZ-6NPP/LITE</td>
			<td style="width:284px;">Laurell</td>
			<td style="width:103px;">n.a.</td>
			<td style="width:153px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:344px;">Spin Modules SM 180 BM</td>
			<td style="width:284px;">Sawatec, Sax, Switzerland</td>
			<td style="width:103px;">n.a.</td>
			<td style="width:153px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:344px;">Step profiler Dektak XT Advanced</td>
			<td style="width:284px;">Bruker</td>
			<td style="width:103px;">n.a.</td>
			<td style="width:153px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:344px;">Syringe pump neMESYS</td>
			<td style="width:284px;">Cetoni</td>
			<td style="width:103px;">n.a.</td>
			<td style="width:153px;"></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a microfluidic chip for the versatile chemical analysis of single cells

Biz, paralel çok sayıda tek hücre içi biyomoleküllerin nicel tespitine olanak sağlayan bir mikroakışkan cihaz sunmaktır. Bu amaç için, hücreler, pasif bir microchamber ortasında tutulur. Kontrol katmanı aktivasyonu üzerine, hücre küçük bir oda içinde çevreleyen hacim izole edilir. Çevredeki hacmi daha sonra izole edilmiş hücre etkilemeden değiştirilebilir. Bununla birlikte, haznenin kısa açma ve kapama sırasında, odacık içindeki çözelti birkaç yüz milisaniye içinde değiştirilebilir. Nedeniyle odaların düzelmesi için, hücreler, inkübasyon, yıkama, ve son olarak, hücre erimesi için, örneğin, bir çok kontrol edilebilir bir şekilde farklı çözüm sırayla maruz edilebilir. Sıkıca kapatılmış microchambers, lizat tutulmasını sağlayacak en aza indirmek ve hücre lizi sonrasında seyreltme kontrol eder. Parçalama ve analiz aynı yerde meydana geldiği, yüksek hassasiyet muhafaza edilir, çünkü başka bir danalitlerin ilution veya zarar taşıma sırasında ortaya çıkar. Microchamber tasarım, bu nedenle tek tek hücrelerden salınan hücre içi moleküller (attomoles, zeptomoles) çok küçük kopya numaralarının, güvenilir ve tekrarlanabilir bir analiz sağlar. Ayrıca, birçok microchambers uygun optik aletler izlenmesi için kullanılan göz önüne alındığında, aynı anda bir çok hücre analizini sağlayan bir dizi biçimde düzenlenebilir. Biz zaten hücre içi proteinler, enzimler, kofaktörlerin ve göreli veya mutlak ölçülebilir şekilde ikinci haberciler analiz etmek proof-of-concept çalışmaları için bir platform kullandık.

Bizim platformu içinde mevcut ya da tek hücreleri tarafından üretilen bir hücre içinde çeşitli yanı sıra salgılanmış molekülleri analiz edebilmektedir. Burada, olası deneylerin çeşitliliği vurgulamak için farklı bir örnek çalışmalar sunmak istiyorum. Bir salgılanmış bir enzim (Şekil 5a) ve hem de bir hücre içi enzim (Şekil 5b) ve protein (Şekil 5c ve d) için bir örnek verir. Böyle cofactors veya küçük moleküller gi...

Watch this Scientific Journal Video about A Microfluidic Chip for the Versatile Chemical Analysis of Single Cells at JoVE.com

A Microfluidic Chip for the Versatile Chemical Analysis of Single Cells

Bu yazıda tek bir hücre analizi için bir mikroakışkan çip sunuyoruz. Bu sağlar: hücre içi proteinler, enzimler, kofaktörler, ve floresan deneyleri veya bağışıklık aracılığıyla ikinci haberciler miktar.

Tek Hücrelerinin yönlü Kimyasal Analiz için mikroakışkan Chip

We present a microfluidic device that enables the quantitative determination of intracellular biomolecules in multiple single cells in parallel. For this ...

a-microfluidic-chip-for-versatile-chemical-analysis-single

Research

JoVE Journal

Bioengineering

14.8K Görüntüleme.  ETH Zurich, Switzerland.  Bu yazıda tek bir hücre analizi için bir mikroakışkan çip sunuyoruz. Bu sağlar: hücre içi proteinler, enzimler, kofaktörler, ve floresan deneyleri veya bağışıklık aracılığıyla ikinci haberciler miktar. 

Video: A Microfluidic Chip for the Versatile Chemical Analysis of Single Cells

Microfluidic Device for Recreating a Tumor Microenvironment in Vitro

We have developed a microfluidic device that mimics the delivery and systemic clearance of drugs to heterogeneous three-dimensional tumor tissues in vitro. Nutrients delivered by vasculature fail to reach all parts of tumors, giving rise to heterogeneous microenvironments consisting of viable, quiescent and necrotic cell types. Many cancer drugs fail to effectively penetrate and treat all types of cells because of this heterogeneity. Monolayers of cancer cells do not mimic this heterogeneity, making it difficult to test cancer drugs with a suitable in vitro model. Our microfluidic devices were fabricated out of PDMS using soft lithography. Multicellular tumor spheroids, formed by the hanging drop method, were inserted and constrained into rectangular chambers on the device and maintained with continuous medium perfusion on one side. The rectangular shape of chambers on the device created linear gradients within tissue. Fluorescent stains were used to quantify the variability in apoptosis within tissue. Tumors on the device were treated with the fluorescent chemotherapeutic drug doxorubicin, time-lapse microscopy was used to monitor its diffusion into tissue, and the effective diffusion coefficient was estimated. The hanging drop method allowed quick formation of uniform spheroids from several cancer cell lines. The device enabled growth of spheroids for up to 3 days. Cells in proximity of flowing medium were minimally apoptotic and those far from the channel were more apoptotic, thereby accurately mimicking regions in tumors adjacent to blood vessels. The estimated value of the doxorubicin diffusion coefficient agreed with a previously reported value in human breast cancer. Because the penetration and retention of drugs in solid tumors affects their efficacy, we believe that this device is an important tool in understanding the behavior of drugs, and developing new cancer therapeutics.

Microfluidic Device for Recreating a Tumor Microenvironment in Vitro

We present the procedure for fabrication and operation of a microfluidic device that recreates heterogeneous tumor microenvironments in vitro. The variability in apoptosis within tumor tissue was quantified using fluorescent stains and the effective diffusion coefficient of the chemotherapeutic drug doxorubicin into tumor tissue was evaluated.

Bir Tümör Mikroçevre yeniden oluşturmak için mikroakışkan Cihazı<em&gt; In vitro</em

We have developed a microfluidic device that mimics the delivery and systemic clearance of drugs to heterogeneous three-dimensional tumor tissues in ...

Biyomühendislik

A Microfluidic-based Hydrodynamic Trap for Single Particles

The ability to confine and manipulate single particles in free solution is a key enabling technology for fundamental and applied science. Methods for particle trapping based on optical, magnetic, electrokinetic, and acoustic techniques have led to major advancements in physics and biology ranging from the molecular to cellular level. In this article, we introduce a new microfluidic-based technique for particle trapping and manipulation based solely on hydrodynamic fluid flow. Using this method, we demonstrate trapping of micro- and nano-scale particles in aqueous solutions for long time scales. The hydrodynamic trap consists of an integrated microfluidic device with a cross-slot channel geometry where two opposing laminar streams converge, thereby generating a planar extensional flow with a fluid stagnation point (zero-velocity point). In this device, particles are confined at the trap center by active control of the flow field to maintain particle position at the fluid stagnation point. In this manner, particles are effectively trapped in free solution using a feedback control algorithm implemented with a custom-built LabVIEW code. The control algorithm consists of image acquisition for a particle in the microfluidic device, followed by particle tracking, determination of particle centroid position, and active adjustment of fluid flow by regulating the pressure applied to an on-chip pneumatic valve using a pressure regulator. In this way, the on-chip dynamic metering valve functions to regulate the relative flow rates in the outlet channels, thereby enabling fine-scale control of stagnation point position and particle trapping. The microfluidic-based hydrodynamic trap exhibits several advantages as a method for particle trapping. Hydrodynamic trapping is possible for any arbitrary particle without specific requirements on the physical or chemical properties of the trapped object. In addition, hydrodynamic trapping enables confinement of a "single" target object in concentrated or crowded particle suspensions, which is difficult using alternative force field-based trapping methods. The hydrodynamic trap is user-friendly, straightforward to implement and may be added to existing microfluidic devices to facilitate trapping and long-time analysis of particles. Overall, the hydrodynamic trap is a new platform for confinement, micromanipulation, and observation of particles without surface immobilization and eliminates the need for potentially perturbative optical, magnetic, and electric fields in the free-solution trapping of small particles.

In this article, we present a microfluidic-based method for particle confinement based on hydrodynamic flow. We demonstrate stable particle trapping at a fluid stagnation point using a feedback control mechanism, thereby enabling confinement and micromanipulation of arbitrary particles in an integrated microdevice.

Tek Parçacıklar için mikroakışkan tabanlı Hidrodinamik Tuzak

The ability to confine and manipulate single particles in free solution is a key enabling technology for fundamental and applied science.  Methods for ...

Fluorescence detection methods for microfluidic droplet platforms

The development of microfluidic platforms for performing chemistry and biology has in large part been driven by a range of potential benefits that accompany system miniaturisation. Advantages include the ability to efficiently process nano- to femoto- liter volumes of sample, facile integration of functional components, an intrinsic predisposition towards large-scale multiplexing, enhanced analytical throughput, improved control and reduced instrumental footprints.1
In recent years much interest has focussed on the development of droplet-based (or segmented flow) microfluidic systems and their potential as platforms in high-throughput experimentation.2-4 Here water-in-oil emulsions are made to spontaneously form in microfluidic channels as a result of capillary instabilities between the two immiscible phases. Importantly, microdroplets of precisely defined volumes and compositions can be generated at frequencies of several kHz. Furthermore, by encapsulating reagents of interest within isolated compartments separated by a continuous immiscible phase, both sample cross-talk and dispersion (diffusion- and Taylor-based) can be eliminated, which leads to minimal cross-contamination and the ability to time analytical processes with great accuracy. Additionally, since there is no contact between the contents of the droplets and the channel walls (which are wetted by the continuous phase) absorption and loss of reagents on the channel walls is prevented.
Once droplets of this kind have been generated and processed, it is necessary to extract the required analytical information. In this respect the detection method of choice should be rapid, provide high-sensitivity and low limits of detection, be applicable to a range of molecular species, be non-destructive and be able to be integrated with microfluidic devices in a facile manner. To address this need we have developed a suite of experimental tools and protocols that enable the extraction of large amounts of photophysical information from small-volume environments, and are applicable to the analysis of a wide range of physical, chemical and biological parameters. Herein two examples of these methods are presented and applied to the detection of single cells and the mapping of mixing processes inside picoliter-volume droplets. We report the entire experimental process including microfluidic chip fabrication, the optical setup and the process of droplet generation and detection.

Droplet-based microfluidic platforms are promising candidates for high throughput experimentation since they are able to generate picoliter, self-compartmentalized vessels inexpensively at kHz rates. Through integration with fast, sensitive and high resolution fluorescence spectroscopic methods, the large amounts of information generated within these systems can be efficiently extracted, harnessed and utilized.

Mikroakışkan damlacık platformları için Floresan algılama yöntemleri

The development of microfluidic platforms for performing chemistry and biology has in large part been driven by a range of potential benefits that ...

A Microfluidic Chip for ICPMS Sample Introduction

This protocol discusses the fabrication and usage of a disposable low cost microfluidic chip as sample introduction system for inductively coupled plasma mass spectrometry (ICPMS). The chip produces monodisperse aqueous sample droplets in perfluorohexane (PFH). Size and frequency of the aqueous droplets can be varied in the range of 40 to 60 &#181;m and from 90 to 7,000&#160;Hz, respectively. The droplets are ejected from the chip with a second flow of PFH and remain intact during the ejection. A custom-built desolvation system removes the PFH and transports the droplets into the ICPMS. Here, very stable signals with a narrow intensity distribution can be measured, showing the monodispersity of the droplets. We show that the introduction system can be used to quantitatively determine iron in single bovine red blood cells. In the future, the capabilities of the introduction device can easily be extended by the integration of additional microfluidic modules.

We present a discrete droplet sample introduction system for inductively coupled plasma mass spectrometry (ICPMS). It is based on a cheap and disposable microfluidic chip that generates highly monodisperse droplets in a size range of 40&#8722;60 &#181;m at frequencies from 90 to 7,000 Hz.

ICPMS Numune Giriş için mikroakışkan Chip

This protocol discusses the fabrication and usage of a disposable low cost microfluidic chip as sample introduction system for inductively coupled plasma ...

The Multi-organ Chip - A Microfluidic Platform for Long-term Multi-tissue Coculture

The ever growing amount of new substances released onto the market and the limited predictability of current in vitro test systems has led to a high need for new solutions for substance testing. Many drugs that have been removed from the market due to drug-induced liver injury released their toxic potential only after several doses of chronic testing in humans. However, a controlled microenvironment is pivotal for long-term multiple dosing experiments,&#160;as even minor alterations in extracellular conditions may greatly influence the cell physiology. We focused within our research program on the generation of a microengineered bioreactor, which can be dynamically perfused by an on-chip pump and combines at least two culture spaces for multi-organ applications. This circulatory system mimics the in vivo conditions of primary cell cultures better and assures a steadier,&#160;more quantifiable extracellular relay of signals to the cells. 
For demonstration purposes, human liver equivalents, generated by aggregating differentiated HepaRG cells with human hepatic stellate cells in hanging drop plates, were cocultured with human skin punch biopsies for up to 28 days inside the microbioreactor. The use of cell culture inserts enables the skin to be cultured at an air-liquid interface, allowing topical substance exposure. The microbioreactor system is capable of supporting these cocultures at near physiologic fluid flow and volume-to-liquid ratios, ensuring stable and organotypic culture conditions. The possibility of long-term cultures enables the repeated exposure to substances. Furthermore, a vascularization of the microfluidic channel circuit using human dermal microvascular endothelial cells yields a physiologically more relevant vascular model.

Here, we present a protocol to coculture primary cells, tissue models and punch biopsies in a microfluidic multi-organ chip for up to 28 days. Human dermal microvascular endothelial cells, liver aggregates and skin biopsies were successfully combined in a common media circulation.

Çok organ Chip - Uzun vadeli Çok doku kokültürü için mikroakışkan Platformu

The ever growing amount of new substances released onto the market and the limited predictability of current in vitro test systems has led to a high need ...

Electrotaxis Studies of Lung Cancer Cells using a Multichannel Dual-electric-field Microfluidic Chip

The behavior of directional cell migration under a direct current electric-field (dcEF) is referred to as electrotaxis. The significant role of physiological dcEF in guiding cell movement during embryo development, cell differentiation, and wound healing has been demonstrated in many studies. By applying microfluidic chips to an electrotaxis assay, the investigation process is shortened and experimental errors are minimized. In recent years, microfluidic devices made of polymeric substances (e.g., polymethylmethacrylate, PMMA, or acrylic) or polydimethylsiloxane (PDMS) have been widely used in studying the responses of cells to electrical stimulation. However, unlike the numerous steps required to fabricate a PDMS device, the simple and rapid construction of the acrylic micro&#64258;uidic chip makes it suitable for both device prototyping and production. Yet none of the reported devices facilitate the efficient study of the simultaneous chemical and dcEF effects on cells. In this report, we describe our design and fabrication of an acrylic-based multichannel dual-electric-field (MDF) chip to investigate the concurrent effect of chemical and electrical stimulation on lung cancer cells. The MDF chip provides eight combinations of electrical/chemical stimulations in a single test. The chip not only greatly shortens the required experimental time but also increases accuracy in electrotaxis studies.

Many microfluidic devices have been developed for use in the study of electrotaxis. Yet, none of these chips allows the efficient study of the simultaneous chemical and electric-field (EF) effects on cells. We developed a polymethylmethacrylate-based device that offers better-controlled coexisting EF and chemical stimulation for use in electrotaxis research.

Bir Çok Kanallı Çift elektrik alan mikroakışkan Chip kullanarak Akciğer Kanseri Hücreleri Electrotaxis Çalışmaları

The behavior of directional cell migration under a direct current electric-field (dcEF) is referred to as electrotaxis. The significant role of ...

Co-culture of Living Microbiome with Microengineered Human Intestinal Villi in a Gut-on-a-Chip Microfluidic Device

Here, we describe a protocol to perform long-term co-culture of multi-species human gut microbiome with microengineered intestinal villi in a human gut-on-a-chip microphysiological device. We recapitulate the intestinal lumen-capillary tissue interface in a microfluidic device, where physiological mechanical deformations and fluid shear flow are constantly applied to mimic peristalsis. In the lumen microchannel, human intestinal epithelial Caco-2 cells are cultured to form a &#39;germ-free&#39; villus epithelium and regenerate small intestinal villi. Pre-cultured microbial cells are inoculated into the lumen side to establish a host-microbe ecosystem. After microbial cells adhere to the apical surface of the villi, fluid flow and mechanical deformations are resumed to produce a steady-state microenvironment in which fresh culture medium is constantly supplied and unbound bacteria (as well as bacterial wastes) are continuously removed. After extended co-culture from days to weeks, multiple microcolonies are found to be randomly located between the villi, and both microbial and epithelial cells remain viable and functional for at least one week in culture. Our co-culture protocol can be adapted to provide a versatile platform for other host-microbiome ecosystems that can be found in various human organs, which may facilitate in vitro study of the role of human microbiome in orchestrating health and disease.

We describe an in vitro protocol to co-culture gut microbiome and intestinal villi for an extended period using a human gut-on-a-chip microphysiological system.

içinde Microengineered İnsan Bağırsak Villi Oturma mikrobiyomu Co-kültür, bir Gut-on-a-Chip mikroakışkan Aygıt

Here, we describe a protocol to perform long-term co-culture of multi-species human gut microbiome with microengineered intestinal villi in a human ...

Designing Microfluidic Devices for Studying Cellular Responses Under Single or Coexisting Chemical/Electrical/Shear Stress Stimuli

Microfluidic devices are capable of creating a precise and controllable cellular micro-environment of pH, temperature, salt concentration, and other physical or chemical stimuli. They have been commonly used for in vitro cell studies by providing in vivo like surroundings. Especially, how cells response to chemical gradients, electrical fields, and shear stresses has drawn many interests since these phenomena are important in understanding cellular properties and functions. These microfluidic chips can be made of glass substrates, silicon wafers, polydimethylsiloxane (PDMS) polymers, polymethylmethacrylate (PMMA) substrates, or polyethyleneterephthalate (PET) substrates. Out of these materials, PMMA substrates are cheap and can be easily processed using laser ablation and writing. Although a few microfluidic devices have been designed and fabricated for generating multiple, coexisting chemical and electrical stimuli, none of them was considered efficient enough in reducing experimental repeats, particular for screening purposes. In this report, we describe our design and fabrication of two PMMA-based microfluidic chips for investigating cellular responses, in the production of reactive oxygen species and the migration, under single or coexisting chemical/electrical/shear stress stimuli. The first chip generates five relative concentrations of 0, 1/8, 1/2, 7/8, and 1 in the culture regions, together with a shear stress gradient produced inside each of these areas. The second chip generates the same relative concentrations, but with five different electric field strengths created within each culture area. These devices not only provide cells with a precise, controllable micro-environment but also greatly increase the experimental throughput.

Micro-fabricated devices integrated with fluidic components provide an in vitro platform for cell studies mimicking the in vivo micro-environment. We developed polymethylmethacrylate-based microfluidic chips for studying cellular responses under single or coexisting chemical/electrical/shear stress stimuli.

Tek ya da Eşlik Kimya / Elektrik / Kesme Stres Uyaranların altında Hücresel Yanıtları incelenmesi için mikroakışkan Cihazlar Tasarımı

Microfluidic devices are capable of creating a precise and controllable cellular micro-environment of pH, temperature, salt concentration, and other ...

A Versatile Method of Patterning Proteins and Cells

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

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

Desenlendirme Proteinlerin ve Hücreleri Çok Yönlü Yöntemi

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

Establishing Single-Cell Based Co-Cultures in a Deterministic Manner with a Microfluidic Chip

Cell co-culture assays have been widely used for studying cell-cell interactions between different cell types to better understand the biology of diseases including cancer. However, it is challenging to clarify the complex mechanism of intercellular interactions in highly heterogeneous cell populations using conventional co-culture systems because the heterogeneity of the cell subpopulation is obscured by the average values; the conventional co-culture systems can only be used to describe the population signal, but are incapable of tracking individual cells behavior. Furthermore, conventional single-cell experimental methods have low efficiency in cell manipulation because of the Poisson distribution. Microfabricated devices are an emerging technology for single-cell studies because they can accurately manipulate single cells at high-throughput and can reduce sample and reagent consumption. Here, we describe the concept and application of a microfluidic chip for multiple single-cell co-cultures. The chip can efficiently capture multiple types of single cells in a culture chamber (~46%) and has a sufficient culture space useful to study the cells&#39; behavior (e.g., migration, proliferation, etc.) under cell-cell interaction at the single-cell level. Lymphatic endothelial cells and oral squamous cell carcinoma were used to perform a single-cell co-culture experiment on the microfluidic platform for live multiple single-cell interaction studies.

This report describes a microfluidic chip-based method to set up a single cell culture experiment in which high-efficiency pairing and microscopic analysis of multiple single cells can be achieved.

Mikroakışkan Çiple Deterministik Bir Şekilde Tek Hücreli Ortak Kültürlerin Oluşturulması

Cell co-culture assays have been widely used for studying cell-cell interactions between different cell types to better understand the biology of diseases ...