Yazarlar, bu tekniğin erken sürümlerinde yapıcı girişi için Lloyd ung kabul etmek istiyorum, basınç kapağını imalatı yaptığı yardım için basınçlı kap tasarım ipuçları için Dr Jeremy Agresti, ve Dr Dongping Qi. Biz test için hücre örneklerinin çeşitli sağlayan M. Teitell ve P. Gunaratne laboratuvarlarında minnettarız. Biz bu çalışmayı desteklemek için Ulusal Bilim Vakfı (KARİYER Ödül DBI-1.254.185), UCLA Jonsson Kapsamlı Kanser Merkezi&#39;nde ve Klinik UCLA ve Translational Bilim Enstitüsü müteşekkiriz.

1. Mikroakışkan Cihaz Tasarımı NOT: giriş kapısı, hücre filtre, daralma dizi ve çıkış portu (Şekil 1): cihaz tasarım dört temel fonksiyonel bölgeleri vardır. Genel tasarım boyutları için küçük ayarlamalar ile, hücre tiplerinin geniş bir dizi uygulanabilir. Hem birincil hem ölümsüzleştirdi hücrelerin bir seçim için geçerli olan cihaz parametreleri ile birlikte bir kaç temel tasarım önerileri burada sağladı. <ol><li> Ortalama hücre çapı yaklaşık olarak% 30-50 olduğu bir daralma dizi kanalı (Şekil 1B) genişliğini seçin; Önemli hücre deformasyon ama az tıkanmaya bu daralma-hücre boyutu oranı sonuçları. Daha önce test edilmemiş bir hücre tipini göz önüne alındığında, bu ~% 30-50 den optimum genişliğini bulmak için hücre çapı daralma genişlikleri bir dizi tasarım için ihtiyatlı olduğunu. Microfluidic cihazlar birçok türde olduğu gibi, 120&#39;den fazla cihaz master kalıpları bir günah üzerinde desenli olabilirFarklı cihaz tasarımları bir dizi sağlayan gle 4 inç silikon gofret, tek bir imalat sürecinde imal edilecek. </li><li> Hücre çapı, en az% 50 olması, kanal yüksekliği seçin; Bu hücre, 2 boyutta sınırlı olmasını sağlar. (: Genişlik yükseklik) cihazın boyunca birleştirme sırasında kanal çöküşü önlemek için, kanal boy oranı az 01:10 den olduğundan emin olun. Bu boy oranını aşması çökmesini önlemek için destek mesajları eklemeniz gerekir kanallar için. Hücre akışını kesmeyecek şekilde en az iki hücre çapı olan bir mesafede alanı destek çubukları. </li><li> Hücre kümeleri (Şekil 1B) enkaz kaldırmak ve parçalamak için giriş limanlarında bir filtre içerir. Mesaj ayıran mesafe bir hücre çapına hemen hemen eşit olduğu, böylece, filtre mesaj boyut ve aralığa ayarlayın. NOT: özelliği büyüklüğünün alt sınırı litografi maskesi yazdırılma kararı ile ayarlanır. Tüm özellikler res içinde olduğundan emin olunmaske tedarikçi tarafından belirtilen lere sınırı. </li></ol> 2. Malzemeleri ve Hazırlık NOT: Herhangi bir deney başlamadan önce, aşağıdaki öğelerin hazırlanması gerekir. Tüm bir düzeneğin şematik Şekil 1 &#39;de verilmiştir. <ol><li> Taşbaskı mikroişleme 14,15 standart teknikler kullanılarak cihaz ana imal. Bir profilometre kullanarak desenli özelliklerin yüksekliğini doğrulayın. NOT: ustaları kolayca temiz oda tesisinde imal edilebilir olsa da, bazı laboratuvarlar yarı temiz bir ortamda 16,17 kullanım için ucuz litografi yöntemleri geliştirmiştir. </li><li> Basınçlı hava, basıncın regüle ve bağlantı parçaları (Şekil 1A) dizisinin bir tank kullanılarak basınçla çalışan akışı için hava kaynağını hazırlayın. <ol><li> Bir hava besleme tankı ve elle regülatörü ayarlayın. Not: havada% 5 CO2 gibi bir bileşim, tipik bir hücre kültürü incubato edilene benzer bir ortam sağlarR, ama diğer gaz karışımları da kullanılabilmektedir. </li><li> Manuel regülatör ile in-line elektronik kontrollü regülatör ayarlayın. Az 2 kPa basınç dalgalanmalarına, düzenleyen ve kanallar boyunca sabit bir basınç düşüşü korumak için bir elektro-pnömatik dönüştürücü kullanın. Girişine LabVIEW yazılmış basit bir kod (Ek Bilgi) istenilen basınç kullanın. NOT: elektro-pnömatik dönüştürücü mikroakışkan cihaz üzerinde belirtilen basınç maç için vana çıkış basıncını ayarlamak için bir iç geribildirim döngüsü kullanır. </li><li> Hücre süspansiyonunun akışı sürmek için basınçlı bir bölme ayarlayın. Boru standart bir akış sitometresi ile boru üzerinde bir basınç geçirmez bir mühür oluşturan bir makine kapağının üzerinden bir hücre süspansiyonu odasının birleştirin. Not: (Figür hücreler cihazın içine basınçlı bölmeden aktıkları bir basınçlı hava tankı bağlanan bir girişi ve bir çıkışı: basınç bölmesi kapağı, iki menfez ihtiva etmektedire 2). </li></ol></li><li> Daralma dizi akan hücrelerin görüntüleri yakalamak için saniyede en az 100 kare bir kazanım oranına sahip bir kamera ile donatılmış bir inverted mikroskop ayarlayın. Bir video yakalama kartı ve bir bilgisayar ile kamera arayüzü. </li><li> PDMS duvarlara hücre yapışmasını en aza indirmek için yardımcı olur, hücre ortamı çözeltisine F127 küçük bir miktarının ilave edilmesi gibi, Pluronic F-127 ağ / fosfat tamponlu tuzlu suda (PBS)% 10 ağırlık arasında bir yüzey aktif madde stok çözelti hazırlayın. F127 çözündürülmesi için yavaşça 37 ° C F 127 çözeltisi, girdap ve ısı hazırlamak. Kullanmak 0.2 um şırınga filtreden geçirilmiştir çözeltisinin, ve oda sıcaklığında saklayın önce. Fazla 24 saat boyunca devam edecek kabarcıklar oluşturur vorteks ve filtreleme peşin olarak yüzey aktif madde çözeltisi hazırlayın. </li></ol> 3. Mikroakışkan Cihaz İmalatı <ol><li> Microfluidic kanalları ile PDMS blok Üretiyor. <ol><li> Mix PDMS iyice1:10 ta oranı (w / w) tabanına sertleştirme maddesi. </li><li> Cihaz master (Adım 2.1) üzerine karışımı dökün. Entrapped kabarcıklar kadar uygulanan vakum ile bir fanus içinde Degas kaybolur, ya da yaklaşık 10-20 dk. NOT: Bu süre sonunda, normal olması, hava-arayüzü PDMS, en kabarcıklar olabilir; Bu genellikle pişirme sırasında dağılacaktır. Bu kanallara bitişik hiçbir kalan kabarcıkların yok olmasını sağlamak için en çok önemlidir. </li><li> 4 saat 65 ° C&#39;de gazı giderilmiş cihazı pişirilir. Çöken kanalları engellemek için, daha fazla kanal çökmeye karşı daha fazla dirençli olan daha yüksek bir elastik modüle sahip olan bir cihaz için PDMS çapraz bağlanması için gece boyunca fırında cihazı. Ancak, pişirme genişletilmiş notu da PDMS embrittles ve delikleri (3.3 Adım) delme sırasında çatlamalara yol açabilir. </li></ol></li><li> Ana kalıp mikroakışkan aygıtları çıkarın. Bir jilet ile PDMS blok üzerinden bireysel microfluidic cihazlar kesin ve direkte aygıtı kaldırıner. Yavaşça cihazın bir köşesini kaldırarak başlayın; düz yukarı PDMS bloğunu kaldırma aksine yavaş ve nazik soyma, PDMS ve usta hem stresi azaltır. </li><li> PDMS cihazın Punch delik tüp ve mikrokanalların arasındaki erişimi için bağlantı noktaları oluşturmak için. Biyopsi zımbası ile delik oluşturmak ve cihazın dış tarafına doğru kanal taraftan punch. NOT: Bir 0.75 mm delik çapına sahip bir biyopsi yumruk polietereterketon ile mükemmel delikleri (PEEK) boru (dış çapı = 1/32 &quot;veya 0.79 mm) veya polietilen boru (PE-20, dış çapı = 0.043&quot; veya 1.09 mm bu arabirim oluşturur ). Sığ kanalları 18 ile cihazlarda delik görselleştirmek yardımcı olmak için bir halka ışık kullanın. Biyopsi yumruk keskin olduğundan emin olun; sonra kesme kenarı dulls tekrar tekrar kullanılması ve biyopsi yumruk atılır ve değiştirilmesi gerekir. </li><li> PDMS toz ve teslim parçalarını kaldırmak için izopropanol (HPLC saflıkta) ile PDMS cihaz durulayın. Emin olunaçılmış delikler deliklerden sıkmak şişe saf izopropanolün akışı yönlendirerek enkaz açıktır. Filtrelenmiş hava ile kurutma. Temizlikten sonra, kanalları yer PDMS blok cihaz temizliğini korumak için temiz bir Petri kabındaki kadar yüz. Bağlama kadar bu formda depolamak cihazları da temin etmektedir. </li><li> , Metanol (HPLC kalitesinde) ile durulama cam yüzeyin temizliği filtrelenmiş hava ile kurutma ve cam plazma tedavi öncesi tamamen temiz ve kuru olduğundan emin olmak için 5-10 dakika için 200 ° C ocak üzerine yerleştirin. NOT: cam substrat her bir kanalın alt oluşturur. 10X veya 20X objektif paralel birden çok kanal görüntüleme için ideal olduğundan Tipik bir cam slayt, yeterlidir. Yüksek çözünürlüklü görüntüleme için, bir lamel (# 1.5 kalınlığında) cihazı bağ. </li><li> Cam alt-tabakaya bağlanması PDMS cihaz. <ol><li> Oksijen plazma kanal PDMS bloğunun yana ve bir cam slayt 1 tarafa tedavi. NOT: Welle tutulan bir deşarj ünitesinin inci, 1 dakikalık bir zaman kullanarak tedavi, ancak her oksijen plazma düzeneği için olan bir tedavi süresini optimize eder. </li><li> Işlemden hemen sonra camın muameleli taraf üzerine PDMS kanal yan. </li><li> Için hafif bir basınç ~ ile birlikte yapışmasını sağlayan 10 saniye tutun. En az 15 dakika boyunca yüksek bir sıcaklıkta (60-80 ° C), tüm cihaz fırında bağ gücünü artırmak için. </li></ol></li></ol> 4. daraltılmış Kanalları aracılığıyla Hücreleri deformasyonlara <ol><li> Bir mikroskop altında mikroakışkan cihazı kontrol edin. Kanallar çöktü veya kırık olmadığından emin olun ve her iki giriş ve çıkış delikleri düşük güç objektif (10X) ile cihaz kanalları doğrudan bağlayın. Bir jilet ile PDMS yüzeyini puanlama tarafından arızalı cihazları tayin ve deneyler için bunları kullanmayın. </li><li> Hücre kültürü numuneleri hazırlamak denenecek. Standart koşullar kullanılarak kültür hücreleri. <ol><li> Fya da, örneğin, 37 ° C&#39;de CO2 inkübatör içinde% 5,% 1 penisilin-streptomisin solüsyonu ve% 10 cenin sığır serumu ile takviye edilmiş RPMI-1640 ortamı içinde kültür HL-60 hücreleri. </li><li> Yapışık hücreler için, taze büyüme ortamına, tripsinizasyon ve tekrar süspansiyon ile hasat. Standart trypsinization protokolü kullanın; , örneğin, 25 cm2 kültür alanı olan bir şişeye ~ 0.5 mi tripsin ekleyin ve ~ 30 ml taze ortam içerisinde yeniden süspanse edin. Daha önce tarif edildiği gibi 1 19,20 x 10 5 hücre / ml 5 uM&#39;lik bir nihai konsantrasyonda, all-trans retinoik (ATRA) ile nötrofil tipi hücreler içine, HL-60 hücreleri ayırt edebilecektir. </li><li> Santrifüj 3 dakika boyunca 300 x g&#39;de hücreler, dikkatli bir şekilde 0.1% h / h, F-127 ile taze kültür ortamında uygun nihai yoğunluk için süpernatan aspire ve süspansiyon hücreleri. </li></ol></li><li> Coulter sayacı, Hemasitometre hücreleri saymak, ya da akış sitometresini. 1 x 10 x 10 6 ila 5 arasında bir yoğunluğa hücre süspansiyonu ayarlama <shücre / ml, 6&gt; kadar. Süspansiyon yoğunluğu ayarlandığında, yaklaşık olarak% 0.1 h / h, F-127 ile destek olarak kullanılabilir. Not: Hücre yoğunluğu ve yüzey aktif madde konsantrasyonu, belirli bir hücre sistemlerine bağlı olarak modifiye edilmesi gerekebilir Tablo 1 farklı hücre tiplerinin hücre ve F-127 önceden kullanılan konsantrasyonlarının bir kaydını sağlar. </li><li> Borunun bir akış sitometresinde hücre süspansiyonu yerleştirilir ve basınç kapağı bağlanır. Hücre süspansiyonu borunun ucundan çıkana kadar mikroakışkan cihaza bir bağlantı tüpü önce, yaklaşık 14-21 kPa basınç ve çalkalama ayarlayın. Bu boru ve aygıt hava kabarcıklarını azaltmaktadır. </li><li> Cihazın girişine hücre süspansiyonu ihtiva eden boru ucu takın. Cihaz, bir lamel bağlıdır, bu tür bir bağlantı tüpü önce, mikroskop aşamasının gibi düz ve katı bir yüzey üzerinde yerleştirilmiş olduğundan; lamel kırılgan olduğu ve aksi takdirde kırılabilir. </li><li> Boru int bir parça takınatık toplama için boş bir tüp içine çıkış ağzının ve mesafe de o bu şekilde, mikroskop aşamasının tarafına bantlanmış boş bir Falcon tüpüne gibi. Deneyler arasında, cihazın genel akışkan direnç tutarlılık için, giriş ve çıkış boruları her bir deney için, aynı çapta ve yaklaşık olarak aynı uzunlukta olduğundan emin olun. </li><li> Yavaşça yaklaşık 28 kPa veya hücreleri kanallarda aktığı kadar basıncı artırmak. Birden fazla kanal görüş alanında bulunmaktadır ve ekranın alt kısmına dik olacak şekilde konumlandırın cihazı. Kamera veri boyutu ile sınırlı ise, bağımsız veri noktaları yeterli sayıda üretmek için birden fazla videoları kazanır. İstediğiniz veri çıkışı için gerekli kare hızını ayarlayın. Saniyede 300 kare (fps) yüksek hızda görüntüleme kullanmak, hücre şekli değişiklikleri yakalamak için; , hücrelerin transit sürelerini ölçmek yaklaşık 100 fps kare hızları kullanmak için. </li></ol> 5. Veri Analizi <ol><li> Mast dosya açmaer_script.m (İndirilebilir Ek Dosya) ve programı çalıştırın. </li><li> Ilk video seçin görünen Windows Gezgini penceresinden analiz edilecek. Seçilen video için kare hızını belirtin ve enter tuşuna basın. NOT: Bir rakamın ilk video için bir dikdörtgen kırpma pencere seçmek için kullanıcıya sorar görünecektir. </li><li> Soldan sağa tüm kanalları kapsar ve sadece üst ve alt (Şekil 3) en kanalların dizinin ilk ampulün yukarıda kanalları ile kesişen bir pencere seçer. </li><li> Kırpılmış görüntü daralma bölgeleri seçin. Seçilen her video için üst ve alt pencere sınırı arasındaki sabit bir piksel mesafeyi korumak için özel dikkat gösterin. NOT: Üst pencere kenarı üstteki daralma ve alt pencere kenarı belirten alttaki daralma (Şekil 4) belirtir; ara büzülmesina Bu kullanıcı girişi yaklaştırılır. Daha sonra, algoritma s görüntülerher videonun ilk 50 kare için hücrelerin egmentation (Şekil 5). </li><li> Algoritma doğru hücreleri bulma olup olmadığını belirlemek için yakından sol üst görüntü (Şekil 5A) izlemek; Bir ikilileştirilmiş görüntü tespit hücrelerin yerini göstermek için kaynak video bindirilir. NOT: farklı pencereler (Şekil 5B-5D) kodu tanı için ve belirli görüntü işleme operasyonları sonrası video kareleri göstermektedir. </li><li> Sonraki videoyu seçin Windows Gezgini penceresinden işlenecek. NOT: tekrarlayacak algoritma seçilen her video için 5.2-5.5 adımları. </li><li> Iptal seçeneğini kez tüm istenen videoları video listesi tamamlandığında fonksiyonunu talimat Windows Gezgini penceresinde yoluyla ilave edilmiştir. NOT: algoritma kullanıcı müdahalesi olmadan kalan işlemleri gerçekleştirecektir. Bu işlenmiş video ve bilgisayar pe sayısına bağlı olarak yaklaşık 1-2 saat sürerrformance. Tamamlandığında, algoritma transit süresi verilerin bir histogram üretecek ve MATLAB .mat dosyası ve bir Microsoft Excel xls dosyası olarak dizine verileri kaydetmek. </li></ol>

<ol>
	<li>Doerschuk, C. M., Beyers, N., Coxson, H. O., Wiggs, B., Hogg, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+neutrophil+and+capillary+diameters+and+their+relation+to+neutrophil+sequestration+in+the+lung.">Comparison of neutrophil and capillary diameters and their relation to neutrophil sequestration in the lung.</a> Journal of applied physiology. 74 (6), 3040-3045 (1993).</li><li>Fidler, I. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+pathogenesis+of+cancer+metastasis:+the+`seed+and+soil&#8217;+hypothesis+revisited.">The pathogenesis of cancer metastasis: the `seed and soil&#8217; hypothesis revisited.</a> Nature Reviews Cancer. 3, 453-458 (2003).</li><li>Jowhar, D., Wright, G., Samson, P. C., Wikswo, J. P., Janetopoulos, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Open+access+microfluidic+device+for+the+study+of+cell+migration+during+chemotaxis.">Open access microfluidic device for the study of cell migration during chemotaxis.</a> Integrative biology: quantitative biosciences from nano to macro. 2 (11-12), 648-658 (2010).</li><li>Hou, H. W., Li, Q. S., Lee, G. Y. H., Kumar, A. P., Ong, C. N., Lim, C. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Deformability+study+of+breast+cancer+cells+using+microfluidics.">Deformability study of breast cancer cells using microfluidics.</a> Biomedical microdevices. 11 (3), 557-564 (2009).</li><li>Byun, S., 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=Characterizing+deformability+and+surface+friction+of+cancer+cells.">Characterizing deformability and surface friction of cancer cells.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 110 (19), 7580-7585 (2013).</li><li>Rosenbluth, M. J., Lam, W. A., Fletcher, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analyzing+cell+mechanics+in+hematologic+diseases+with+microfluidic+biophysical+flow+cytometry.">Analyzing cell mechanics in hematologic diseases with microfluidic biophysical flow cytometry.</a> Lab on a chip. 8 (7), 1062-1070 (2008).</li><li>Chen, J., 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=Classification+of+cell+types+using+a+microfluidic+device+for+mechanical+and+electrical+measurement+on+single+cells.">Classification of cell types using a microfluidic device for mechanical and electrical measurement on single cells.</a> Lab on a Chip. 11 (18), 3174 (2011).</li><li>Zheng, Y., Shojaei-Baghini, E., Azad, A., Wang, C., Sun, Y. <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+biophysical+measurement+of+human+red+blood+cells.">High-throughput biophysical measurement of human red blood cells.</a> Lab on a Chip. 12 (14), 2560 (2012).</li><li>Zheng, Y., Nguyen, J., Wang, C., Sun, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrical+measurement+of+red+blood+cell+deformability+on+a+microfluidic+device.">Electrical measurement of red blood cell deformability on a microfluidic device.</a> Lab on a Chip. 13 (16), 3275 (2013).</li><li>Hogg, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neutrophil+kinetics+and+lung+injury.">Neutrophil kinetics and lung injury.</a> Journal of applied physiology. 67 (4), 1249-1295 (1987).</li><li>Hochmuth, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Micropipette+aspiration+of+living+cells.">Micropipette aspiration of living cells.</a> Journal of biomechanics. 33 (1), 15-22 (2000).</li><li>Yap, B., Kamm, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cytoskeletal+remodeling+and+cellular+activation+during+deformation+of+neutrophils+into+narrow+channels.">Cytoskeletal remodeling and cellular activation during deformation of neutrophils into narrow channels.</a> Journal of applied physiology. 99 (6), 2323-2330 (2005).</li><li>Bow, 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=A+microfabricated+deformability-based+flow+cytometer+with+application+to+malaria.">A microfabricated deformability-based flow cytometer with application to malaria.</a> Lab on a Chip. 11 (6), 1065-1073 (2011).</li><li>Qi, D., Hoelzle, D. J., Rowat, A. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Probing+single+cells+using+flow+in+microfluidic+devices.">Probing single cells using flow in microfluidic devices.</a> The European Physical Journal Special Topics. 204 (1), 85-101 (2012).</li><li>Doll, J. C., 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=SU-8+force+sensing+pillar+arrays+for+biological+measurements.">SU-8 force sensing pillar arrays for biological measurements.</a> Lab on a Chip. 9, 1449-1454 (2009).</li><li>Huntington, M. D., Odom, T. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Portable,+Benchtop+Photolithography+System+Based+on+a+Solid-State+Light+Source.">A Portable, Benchtop Photolithography System Based on a Solid-State Light Source.</a> Small. 7 (22), 3144-3147 (2011).</li><li>Grimes, A., Breslauer, D. N., Long, M., Pegan, J., Lee, L. P., Khine, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Shrinky-Dink+microfluidics:+rapid+generation+of+deep+and+rounded+patterns.">Shrinky-Dink microfluidics: rapid generation of deep and rounded patterns.</a> Lab on a chip. 8 (1), 170-172 (2008).</li><li>Rowat, A. C., Weitz, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chips+&amp;+Tips:+see+where+to+punch+holes+easily+in+a+PDMS+microfluidic+device.">Chips &amp; Tips: see where to punch holes easily in a PDMS microfluidic device.</a> Lab on a Chip. 8, 1888-1895 (2008).</li><li>Meyer, P., Kleinschnitz, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Retinoic+Acid+Induced+Differentiation+and+Commitment+in+HL-60+cells.">Retinoic Acid Induced Differentiation and Commitment in HL-60 cells.</a> Environmental Health Perspectives. 88, 179-182 (1990).</li><li>Olins, A., Herrmann, H., Lichter, P., Olins, D. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Retinoic+Acid+Differentiation+of+HL-60+Cells+Promotes+Cytoskeletal+Polarization.">Retinoic Acid Differentiation of HL-60 Cells Promotes Cytoskeletal Polarization.</a> Experimental Cell Research. 254 (1), 130-142 (2000).</li><li>Rosenbluth, M. J., Lam, W. A., Fletcher, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Force+Microscopy+of+Nonadherent+Cells:+A+Comparison+of+Leukemia+Cell+Deformability+.">Force Microscopy of Nonadherent Cells: A Comparison of Leukemia Cell Deformability .</a> Biophysical Journal. 90 (8), 2994-3003 (2006).</li><li>Tsai, M., Waugh, R., Keng, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Changes+in+HL-60+cell+deformability+during+differentiation+induced+by+DMSO.">Changes in HL-60 cell deformability during differentiation induced by DMSO.</a> Biorheology. 33 (1), 1-15 (1996).</li><li>Rowat, A. C., 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=Nuclear+Envelope+Composition+Determines+the+Ability+of+Neutrophil-type+Cells+to+Passage+through+Micron-scale+Constrictions.">Nuclear Envelope Composition Determines the Ability of Neutrophil-type Cells to Passage through Micron-scale Constrictions.</a> Journal of Biological Chemistry. 288 (12), 8610-8618 (2013).</li><li>Lam, W. A., Rosenbluth, M. J., Fletcher, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chemotherapy+exposure+increases+leukemia+cell+stiffness.">Chemotherapy exposure increases leukemia cell stiffness.</a> Blood. 109 (8), 3505-3508 (2007).</li><li>Bhattacharya, S., Datta, A., Berg, J. M., Gangopadhyay, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Studies+on+surface+wettability+of+poly(dimethyl)+siloxane+(PDMS)+and+glass+under+oxgen-plasma+treatment+and+correlation+with+bond+strength.">Studies on surface wettability of poly(dimethyl) siloxane (PDMS) and glass under oxgen-plasma treatment and correlation with bond strength.</a> Journal of Microelectromechanical Systems. 14 (3), 590-597 (2005).</li><li>Wu, M. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simple+poly(dimethylsiloxane)+surface+modification+to+control+cell+adhesion.">Simple poly(dimethylsiloxane) surface modification to control cell adhesion.</a> Surface and Interface Analysis. 41 (1), 11-16 (2009).</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></ol>

Yazarlar ifşa etmek Çıkar çatışması var.

Burada basınç tahrikli akışını kullanarak büzüldü microfluidic kanallardan transit hücrelerinin deformasyonu analiz etmek için kapsamlı bir deneysel prosedür sağlar. MATLAB komut otomatik veri işleme (Ek Malzeme) sağlar; kod güncelleştirilmiş bir sürümü (korunur <a href="www.ibp.ucla.edu/research/rowat" target="_blank">www.ibp.ucla.edu/research/rowat</a> ). Daha genel olarak, burada sunulan teknikler sitoskeletal etkisi ve nükleer sertleştirme ajanlan 24,23 hem de kanserli hücre tiple...

Hücre şeklinde değişikliklere çok biyolojik bağlamlarda kritik önem taşımaktadır. Örneğin, eritrositler ve lökositler kendi çapından daha küçük olan 1 kılcal kısımlar boyunca deforme olurlar. Metastaz kanser hücrelerinin ikincil siteler 2 de tohum dar interstisyel boşluklar yanı sıra dolambaçlı damar ve lenfatik ağlar aracılığıyla deforme gerekir. Tek tek hücrelerin fiziksel davranış prob için, mikrofluidik cihazlar yeteneklerine dar boşluklar 3 aracılığıyla göç ve pasif mikron çaplı daralmaları 3 ile 9 deforme dahil hücre davranışları bir dizi çalışma özelleştirilebilir ideal bir platform sunuyoruz. Polidimetilsiloksan (PDMS) mikroakışkan cihazlar, hücre deformasyonlar ışık mikroskobu kullanılarak görüntülendi ve temel görüntü işleme araçları kullanılarak analiz edilmesi sağlanarak, optik şeffaf. Ayrıca, boğumların dizileri tam bir ile eş zamanlı olarak birden fazla hücre analiz sağlayarak, tanımlanabilirBirçok mevcut teknikleri 10,11 aşıyor çıktı. Burada &#39;Hücre Deformer&#39; PDMS mikroakışkan cihazı kullanılarak hücre deformablite sondalama için detaylı bir deneysel protokol mevcut. Cihaz tasarlanmış sıralı daralması vasıtasıyla hücreler pasaj şekilde karıştırılır; Bu geometri 12 yatak pulmoner kılcal gibi fizyolojik ortamlarda, yaygındır. Hücre deforme ölçmek için, geçiş zamanı kolaylıkla tek bir daralma 4,6 transit için tek bir hücre için gereken süre olarak ölçülen, uygun bir ölçü sağlar. Hücre taşıma sırasında daralmış kanalları boyunca sabit bir basınç düşüşü korumak için, biz basınç tahrikli akış kullanın. Bizim protokol hücreleri daralmaları bir dizi deforme için zamanı ölçmek için basınç tahrikli akış, hazırlanması ve hücre görüntüleme yanı sıra görüntü işleme ile cihaz tasarımı ve imalatı, cihazın çalışması hakkında detaylı talimatları içerir. Biz dahilCihaz tasarımları ve ek dosyaları gibi görme veri işleme kodu hem de. Verilerin temsil edici bir örneği olarak, pasajlama boğumların sayısının bir fonksiyonu olarak daralması, bir dizi hücre geçiş süresini gösterir. Transit hücreler için zaman çizelgesi analizi bir mikroakışkan cihazın dar büzülmesina hücre tipleri 4,5,13 çeşitli deformabilitesi farklılıkları ortaya olsa. Burada gösterilen cihaz benzersiz mikron çaplı daralmaları bir dizi hücre geçişi araştırmaz; Bu tasarım hücreler dolaşıma deneyim ve aynı zamanda gevşeme zamanı gibi hücrelerin ek fiziksel özelliklerini sondalama sağlayan dolambaçlı bir yol benzetilmiştir.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="573">
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Name of Material/ Equipment</td>
			<td style="width:71px;">Company</td>
			<td style="width:119px;">Catalog Number</td>
			<td style="width:167px;">Comments/Description</td>
		</tr>
		<tr height="35">
			<td height="35" style="height:35px;width:216px;">Pluronic F-127 Block Copolymer Surfactant&#160;</td>
			<td style="width:71px;">Fisher Scientific&#160;</td>
			<td style="width:119px;">8409400</td>
			<td style="width:167px;">Produced by BASF, also available through Sigma</td>
		</tr>
		<tr height="35">
			<td height="35" style="height:35px;width:216px;">PDMS base and crosslinker</td>
			<td style="width:71px;">Essex Brownell</td>
			<td style="width:119px;">DC-184-1.1</td>
			<td style="width:167px;">Product commonly named Sylgard 184 Elastomer</td>
		</tr>
		<tr height="35">
			<td height="35" style="height:35px;width:216px;">Oxygen plasma discharge unit</td>
			<td style="width:71px;">Enercon</td>
			<td style="width:119px;">Dyne-A-Mite 3D Treater</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="35">
			<td height="35" style="height:35px;width:216px;">Biopsy Punch, Harris Uni-Core (0.75 mm)</td>
			<td style="width:71px;">Ted Pella, Inc.</td>
			<td style="width:119px;">15072</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="35">
			<td height="35" style="height:35px;width:216px;">Fingertight Ferrule, 1/32&#34;</td>
			<td style="width:71px;">Upchurch Scientific</td>
			<td style="width:119px;">UP-F-113</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="35">
			<td height="35" style="height:35px;width:216px;">Fingertight III Fitting, 10-32</td>
			<td style="width:71px;">Upchurch Scientific</td>
			<td style="width:119px;">UP-F-300X</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="35">
			<td height="35" style="height:35px;width:216px;">polyetheretherketone (PEEK) tubing, outer diameter = 1/32&#34;or 0.79 mm</td>
			<td style="width:71px;">Valco</td>
			<td style="width:119px;">TPK.515-25M</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="35">
			<td height="35" style="height:35px;width:216px;">polyethylene (PE-20) tubing, 0.043&#34; or 1.09 mm</td>
			<td style="width:71px;">Becton Dickinson</td>
			<td style="width:119px;">427406</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="35">
			<td height="35" style="height:35px;width:216px;">Pressure regulator</td>
			<td style="width:71px;">Airgas or Praxair</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="35">
			<td height="35" style="height:35px;width:216px;">Polyurethane tubing, 5/32&#8221; OD</td>
			<td style="width:71px;">McMaster Carr</td>
			<td style="width:119px;">5648K284</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="35">
			<td height="35" style="height:35px;width:216px;">Push-to-connect fittings</td>
			<td style="width:71px;">McMaster Carr</td>
			<td style="width:119px;">5111K91</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="35">
			<td height="35" style="height:35px;width:216px;">Voltage to Pressure (E/P) Electropneumatic Converter</td>
			<td style="width:71px;">Omega</td>
			<td style="width:119px;">IP413-020</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="52">
			<td height="52" style="height:52px;width:216px;">16-bit,250 kS/S, 80 Analog Inputs Multifunction DAQ</td>
			<td style="width:71px;">National Instruments</td>
			<td style="width:119px;">NI PCI 6225-779295-01</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="52">
			<td height="52" style="height:52px;width:216px;">Analog Connector Block-Screw Terminal</td>
			<td style="width:71px;">National Instruments</td>
			<td style="width:119px;">SCB-68-776844-01</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="52">
			<td height="52" style="height:52px;width:216px;">LabView System Design Software</td>
			<td style="width:71px;">National Instruments</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="52">
			<td height="52" style="height:52px;width:216px;">Matlab Software</td>
			<td style="width:71px;">The MathWorks, Inc.</td>
			<td style="width:119px;">Matlab R2012a</td>
			<td style="width:167px;">Code requires the Image Processing Toolbox</td>
		</tr>
		<tr height="53">
			<td height="53" style="height:53px;width:216px;">Shielded Cable</td>
			<td style="width:71px;">National Instruments</td>
			<td style="width:119px;">SHC68-68</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a microfluidic technique to probe cell deformability

Burada verimli bir şekilde tek tek hücrelerin çok sayıda deforme değerlendirilmesi için ayrıntılı bir mikroakışkan cihazın tasarımı, imalat, ve Kullanım. Tipik olarak, 10 ~ 2 hücreleri için veriler, 1 saat deney içinde elde edilebilir. Otomatik bir görüntü analiz programı ile birkaç saat içinde tamamlanması için olanak sağlama, görüntü verilerinin etkili deney sonrası analiz sağlar. Bizim cihaz geometri hücreleri böylece, ilk ve tek tek hücrelerin deformasyon zamana bağlı gevşeme denenecek sağlayan mikron çaplı boğumların bir dizi deforme gerekmesi açısından benzersizdir. Insan promiyelositik lösemi (HL-60) hücreleri, bu yöntemin uygulanabilirliği gösterilmiştir. Basınçla çalışan akışı kullanılarak mikron çaplı daralması vasıtasıyla deforme hücrelerin sürüş, insan promiyelositik (HL-60) hücreleri kısa bir süre sonra tazyik boyunca daha hızlı bir şekilde pasaj önce 9.3 msn bir ortalama süre boyunca birinci daralma tıkanmıştır gözlemlemekdaralma başına 4.0 msn medyan transit süre ile iyonları. Tersine, all-trans retinoik asit ile tedavi edilmiş (nötrofil tipi) HL-60 hücreleri 3.3 msn bir ortalama geçiş zamanı ile hemen boğumlar boyunca pasaj önce veya 4.3 ms için birinci daralma tıkamak. Bu yöntem hücrelerin viskoelastik doğası içgörü sağlamak ve sonuçta bu davranışın moleküler kökenlerini ortaya çıkarabilir.

Farklı hücre tipleri, insan miyeloid lösemi hücreleri (HL-60), nötrofil farklılaşmış hücreleri, fare lenfosit hücreleri ve insan yumurtalık kanseri hücre hatları (OVCAR8, HEYA8) &#39;nin deforme araştırılması&#39; Hücre deformer &#39;mikroakışkan tekniği kullanılarak değerlendirilir. Şekil 6&#39;da gösterildiği gibi HL-60 ve nötrofil tipinde HL-60 hücrelerinin geçiş süresi için tipik sonuçlar, boğumların bir dizi geçiş için tek bir hücre için gereken süreden dah...

Watch this Scientific Journal Video about A Microfluidic Technique to Probe Cell Deformability at JoVE.com

A Microfluidic Technique to Probe Cell Deformability

Bu mikron çaplı daralması bir düzeni sekansından geçerken hücre için gereken süreden daha ölçmek için mikroflüidik bazlı analiz göstermektedir.

Mikroakışkan Tekniği Hücre deformabilitesi Probe

Here we detail the design, fabrication, and use of a microfluidic device to evaluate the deformability of a large number of individual cells in an ...

a-microfluidic-technique-to-probe-cell-deformability

Research

Education

JoVE Journal

JoVE Core

Statistics

Bioengineering

Unit 1

Measure of Central Tendency

SCIENTISTS IN ACTION

11.2K Görüntüleme.  University of California, Los Angeles.  Bu mikron çaplı daralması bir düzeni sekansından geçerken hücre için gereken süreden daha ölçmek için mikroflüidik bazlı analiz göstermektedir. 

Video: A Microfluidic Technique to Probe Cell Deformability

Measurement of Bioelectric Current with a Vibrating Probe

Electric fields, generated by active transport of ions, are present in many biological systems and often serve important functions in tissues and organs. For example, they play an important role in directing cell migration during wound healing. Here we describe the manufacture and use of ultrasensitive vibrating probes for measuring extracellular electric currents. The probe is an insulated, sharpened metal wire with a small platinum-black tip (30-35 &mu;m), which can detect ionic currents in the &mu;A/cm2 range in physiological saline. The probe is vibrated at about 200 Hz by a piezoelectric bender. In the presence of an ionic current, the probe detects a voltage difference between the extremes of its movement. A lock-in amplifier filters out extraneous noise by locking on to the probe's frequency of vibration. Data are recorded onto computer. The probe is calibrated at the start and end of experiments in appropriate saline, using a chamber which applies a current of exactly 1.5 &mu;A/cm2. We describe how to make the probes, set up the system and calibrate. We also demonstrate the technique of cornea measurement, and show some representative results from different specimens (cornea, skin, brain).

The manufacture, calibration and use of non-invasive vibrating probes to measure bioelectric current in various biological systems is described.

Titreşimli Prob ile Biyoelektrik Akım ölçümü

Electric fields, generated by active transport of ions, are present in many biological systems and often serve important functions in tissues and organs. ...

Biyomühendislik

Design of a Cyclic Pressure Bioreactor for the Ex Vivo Study of Aortic Heart Valves

The aortic valve, located between the left ventricle and the aorta, allows for unidirectional blood flow, preventing backflow into the ventricle. Aortic valve leaflets are composed of interstitial cells suspended within an extracellular matrix (ECM) and are lined with an endothelial cell monolayer. The valve withstands a harsh, dynamic environment and is constantly exposed to shear, flexion, tension, and compression. Research has shown calcific lesions in diseased valves occur in areas of high mechanical stress as a result of endothelial disruption or interstitial matrix damage1-3. Hence, it is not surprising that epidemiological studies have shown high blood pressure to be a leading risk factor in the onset of aortic valve disease4. 
The only treatment option currently available for valve disease is surgical replacement of the diseased valve with a bioprosthetic or mechanical valve5. Improved understanding of valve biology in response to physical stresses would help elucidate the mechanisms of valve pathogenesis. In turn, this could help in the development of non-invasive therapies such as pharmaceutical intervention or prevention. Several bioreactors have been previously developed to study the mechanobiology of native or engineered heart valves6-9. Pulsatile bioreactors have also been developed to study a range of tissues including cartilage10, bone11 and bladder12. The aim of this work was to develop a cyclic pressure system that could be used to elucidate the biological response of aortic valve leaflets to increased pressure loads. 
The system consisted of an acrylic chamber in which to place samples and produce cyclic pressure, viton diaphragm solenoid valves to control the timing of the pressure cycle, and a computer to control electrical devices. The pressure was monitored using a pressure transducer, and the signal was conditioned using a load cell conditioner. A LabVIEW program regulated the pressure using an analog device to pump compressed air into the system at the appropriate rate. The system mimicked the dynamic transvalvular pressure levels associated with the aortic valve; a saw tooth wave produced a gradual increase in pressure, typical of the transvalvular pressure gradient that is present across the valve during diastole, followed by a sharp pressure drop depicting valve opening in systole. The LabVIEW program allowed users to control the magnitude and frequency of cyclic pressure. The system was able to subject tissue samples to physiological and pathological pressure conditions. This device can be used to increase our understanding of how heart valves respond to changes in the local mechanical environment.

Design of a Cyclic Pressure Bioreactor for the Ex Vivo Study of Aortic Heart Valves

A cyclic pressure bioreactor capable of subjecting heart valve tissue to physiological and pathological pressure conditions has been designed. A LabVIEW program allows users to control pressure magnitude, amplitude and frequency. This device can be used to study the mechanobiology of heart valve tissue or isolated cells.

Devirli Basınç Biyoreaktör Tasarım Ex vivo</emAort Kalp Vanalar> Eğitim

The aortic valve, located between the left ventricle and the aorta, allows for unidirectional blood flow, preventing backflow into the ventricle. Aortic ...

Cell Squeezing as a Robust, Microfluidic Intracellular Delivery Platform

Rapid mechanical deformation of cells has emerged as a promising, vector-free method for intracellular delivery of macromolecules and nanomaterials. This technology has shown potential in addressing previously challenging applications; including, delivery to primary immune cells, cell reprogramming, carbon nanotube, and quantum dot delivery. This vector-free microfluidic platform relies on mechanical disruption of the cell membrane to facilitate cytosolic delivery of the target material. Herein, we describe the detailed method of use for these microfluidic devices including, device assembly, cell preparation, and system operation. This delivery approach requires a brief optimization of device type and operating conditions for previously unreported applications. The provided instructions are generalizable to most cell types and delivery materials as this system does not require specialized buffers or chemical modification/conjugation steps. This work also provides recommendations on how to improve device performance and trouble-shoot potential issues related to clogging, low delivery efficiencies, and cell viability.

Rapid mechanical deformation of cells has emerged as a promising, vector-free method for intracellular delivery of macromolecules and nanomaterials. This protocol provides detailed steps on how to use the system for a broad range of applications.

Sağlam, mikroakışkan Hücre içi Delivery Platform olarak hücre Sıkma

Rapid mechanical deformation of cells has emerged as a promising, vector-free method for intracellular delivery of macromolecules and nanomaterials. This ...

Analyzing Mixing Inhomogeneity in a Microfluidic Device by Microscale Schlieren Technique

In this paper, we introduce the use of microscale schlieren technique to measure mixing inhomogeneity in a microfluidic device. The microscale schlieren system is constructed from a Hoffman modulation contrast microscope, which provides easy access to the rear focal plane of the objective lens, by removing the slit plate and replacing the modulator with a knife-edge. The working principle of microscale schlieren technique relies on detecting light deflection caused by variation of refractive index1-3. The deflected light either escapes or is obstructed by the knife-edge to produce a bright or a dark band, respectively. If the refractive index of the mixture varies linearly with its composition, the local change in light intensity in the image plane is proportional to the concentration gradient normal to the optical axis. The micro-schlieren image gives a two-dimensional projection of the disturbed light produced by three-dimensional inhomogeneity.
To accomplish quantitative analysis, we describe a calibration procedure that mixes two fluids in a T-microchannel. We carry out a numerical simulation to obtain the concentration gradient in the T-microchannel that correlates closely with the corresponding micro-schlieren image. By comparison, a relationship between the grayscale readouts of the micro-schlieren image and the concentration gradients presented in a microfluidic device is established. Using this relationship, we are able to analyze the mixing inhomogeneity from associate micro-schlieren image and demonstrate the capability of microscale schlieren technique with measurements in a microfluidic oscillator4. For optically transparent fluids, microscale schlieren technique is an attractive diagnostic tool to provide instantaneous full-field information that retains the three-dimensional features of the mixing process.

Herein, we describe a procedure that employs microscale schlieren technique to measure mixing inhomogeneity in a microfluidic device. Through calibration, distribution of concentration gradient can be derived from the micro-schlieren image.

Mikro Schlieren Tekniği ile bir mikroakışkan Aygıt karıştırma homojen Analizi

In this paper, we introduce the use of microscale schlieren technique to measure mixing inhomogeneity in a microfluidic device. The microscale schlieren ...

Microfluidic Genipin Deposition Technique for Extended Culture of Micropatterned Vascular Muscular Thin Films

The chronic nature of vascular disease progression requires the development of experimental techniques that simulate physiologic and pathologic vascular behaviors on disease-relevant time scales. Previously, microcontact printing has been used to fabricate two-dimensional functional arterial mimics through patterning of extracellular matrix protein as guidance cues for tissue organization. Vascular muscular thin films utilized these mimics to assess functional contractility. However, the microcontact printing fabrication technique used typically incorporates hydrophobic PDMS substrates. As the tissue turns over the underlying extracellular matrix, new proteins must undergo a conformational change or denaturing in order to expose hydrophobic amino acid residues to the hydrophobic PDMS surfaces for attachment, resulting in altered matrix protein bioactivity, delamination, and death of the tissues.
Here, we present a microfluidic deposition technique for patterning of the crosslinker compound genipin. Genipin serves as an intermediary between patterned tissues and PDMS substrates, allowing cells to deposit newly-synthesized extracellular matrix protein onto a more hydrophilic surface and remain attached to the PDMS substrates. We also show that extracellular matrix proteins can be patterned directly onto deposited genipin, allowing dictation of engineered tissue structure. Tissues fabricated with this technique show high fidelity in both structural alignment and contractile function of vascular smooth muscle tissue in a vascular muscular thin film model. This technique can be extended using other cell types and provides the framework for future study of chronic tissue- and organ-level functionality.

We present a method for microfluidic deposition of patterned genipin and fibronectin on PDMS substrates, allowing extended viability of vascular smooth muscle cell-dense tissues. This tissue fabrication method is combined with previous vascular muscular thin film technology to measure vascular contractility over disease-relevant time courses.

Micropatterned Vasküler Musküler İnce Filmlerin Genişletilmiş Kültür mikroakışkan Genipin Biriktirme Tekniği

The chronic nature of vascular disease progression requires the development of experimental techniques that simulate physiologic and pathologic vascular ...

Using Adhesive Patterning to Construct 3D Paper Microfluidic Devices

We demonstrate the use of patterned aerosol adhesives to construct both planar and nonplanar 3D paper microfluidic devices. By spraying an aerosol adhesive through a metal stencil, the overall amount of adhesive used in assembling paper microfluidic devices can be significantly reduced. We show on a simple 4-layer planar paper microfluidic device that the optimal adhesive application technique and device construction style depends heavily on desired performance characteristics. By moderately increasing the overall area of a device, it is possible to dramatically decrease the wicking time and increase device success rates while also reducing the amount of adhesive required to keep the device together. Such adhesive application also causes the adhesive to form semi-permanent bonds instead of permanent bonds between paper layers, enabling single-use devices to be non-destructively disassembled after use. Nonplanar 3D origami devices also benefit from the semi-permanent bonds during folding, as it reduces the likelihood that unrelated faces may accidently stick together. Like planar devices, nonplanar structures see reduced wicking times with patterned adhesive application vs uniformly applied adhesive.

We demonstrate the use of patterned aerosol adhesives to construct 3D paper microfluidic devices. This method of adhesive application forms semi-permanent bonds between layers, enabling single-use devices to be non-destructively disassembled after use and to ease folding complex nonplanar structures.

3D Kağıt mikroakışkan Cihazlar Construct Yapışkan Desenlendirme kullanma

We demonstrate the use of patterned aerosol adhesives to construct both planar and nonplanar 3D paper microfluidic devices. By spraying an aerosol ...

A Microfluidic Platform for High-throughput Single-cell Isolation and Culture

Studying the heterogeneity of single cells is crucial for many biological questions, but is technically difficult. Thus, there is a need for a simple, yet high-throughput, method to perform single-cell culture experiments. Here, we report a microfluidic chip-based strategy for high-efficiency single-cell isolation (~77%) and demonstrate its capability of performing long-term single-cell culture (up to 7 d) and cellular heterogeneity analysis using clonogenic assay. These applications were demonstrated with KT98 mouse neural stem cells, and A549 and MDA-MB-435 human cancer cells. High single-cell isolation efficiency and long-term culture capability are achieved by using different sizes of microwells on the top and bottom of the microfluidic channel. The small microwell array is designed for precisely isolating single-cells, and the large microwell array is used for single-cell clonal culture in the microfluidic chip. This microfluidic platform constitutes an attractive approach for single-cell culture applications, due to its flexibility of adjustable cell culture spaces for different culture strategies, without decreasing isolation efficiency.

Here, we present a protocol for isolating and culturing single cells with a microfluidic platform, which utilizes a new microwell design concept to allow for high-efficiency single cell isolation and long-term clonal culture.

Yüksek verim Tek hücreli İzolasyonu ve Kültür mikroakışkan Platformu

Studying the heterogeneity of single cells is crucial for many biological questions, but is technically difficult. Thus, there is a need for a simple, yet ...

Rapid Subtractive Patterning of Live Cell Layers with a Microfluidic Probe

The microfluidic probe (MFP) facilitates performing local chemistry on biological substrates by confining nanoliter volumes of liquids. Using one particular implementation of the MFP, the hierarchical hydrodynamic flow confinement (hHFC), multiple liquids are simultaneously brought in contact with a substrate. Local chemical action and liquid shaping using the hHFC, is exploited to create cell patterns by locally lysing and removing cells. By utilizing the scanning ability of the MFP, user-defined patterns of cell monolayers are created. This protocol enables rapid, real-time and spatially controlled cell patterning, which can allow selective cell-cell and cell-matrix interaction studies.

We present a protocol to perform subtractive patterning of live cell monolayers on a surface. This is achieved by local and selective lysis of adherent cells using a microfluidic probe (MFP). The cell lysate retrieved from local regions can be used for downstream analysis, enabling molecular profiling studies.

mikroakışkan Probe ile Canlı Hücre Katmanlar hızlı Subtractive Desenlendirme

The microfluidic probe (MFP) facilitates performing local chemistry on biological substrates by confining nanoliter volumes of liquids. Using one ...

Multi-step Variable Height Photolithography for Valved Multilayer Microfluidic Devices

Microfluidic systems have enabled powerful new approaches to high-throughput biochemical and biological analysis. However, there remains a barrier to entry for non-specialists who would benefit greatly from the ability to develop their own microfluidic devices to address research questions. Particularly lacking has been the open dissemination of protocols related to photolithography, a key step in the development of a replica mold for the manufacture of polydimethylsiloxane (PDMS) devices. While the fabrication of single height silicon masters has been explored extensively in literature, fabrication steps for more complicated photolithography features necessary for many interesting device functionalities (such as feature rounding to make valve structures, multi-height single-mold patterning, or high aspect ratio definition) are often not explicitly outlined. 
Here, we provide a complete protocol for making multilayer microfluidic devices with valves and complex multi-height geometries, tunable for any application. These fabrication procedures are presented in the context of a microfluidic hydrogel bead synthesizer and demonstrate the production of droplets containing polyethylene glycol (PEG diacrylate) and a photoinitiator that can be polymerized into solid beads. This protocol and accompanying discussion provide a foundation of design principles and fabrication methods that enables development of a wide variety of microfluidic devices. The details included here should allow non-specialists to design and fabricate novel devices, thereby bringing a host of recently developed technologies to their most exciting applications in biological laboratories.

Multilayer microfluidic devices often involve the fabrication of master molds with complex geometries for functionality. This article presents a complete protocol for multi-step photolithography with valves and variable height features tunable to any application. As a demonstration, we fabricate a microfluidic droplet generator capable of producing hydrogel beads.

Ventilli Katmanlı mikroakışkan Cihazlar için çok adımlı Değişken Yükseklik Fotolitografi

Microfluidic systems have enabled powerful new approaches to high-throughput biochemical and biological analysis. However, there remains a barrier to ...

Large-area Scanning Probe Nanolithography Facilitated by Automated Alignment and Its Application to Substrate Fabrication for Cell Culture Studies

Scanning probe microscopy has enabled the creation of a variety of methods for the constructive (&#39;additive&#39;) top-down fabrication of nanometer-scale features. Historically, a major drawback of scanning probe lithography has been the intrinsically low throughput of single probe systems. This has been tackled by the use of arrays of multiple probes to enable increased nanolithography throughput. In order to implement such parallelized nanolithography, the accurate alignment of probe arrays with the substrate surface is vital, so that all probes make contact with the surface simultaneously when lithographic patterning begins. This protocol describes the utilization of polymer pen lithography to produce nanometer-scale features over centimeter-sized areas, facilitated by the use of an algorithm for the rapid, accurate, and automated alignment of probe arrays. Here, nanolithography of thiols on gold substrates demonstrates the generation of features with high uniformity. These patterns are then functionalized with fibronectin for use in the context of surface-directed cell morphology studies.

Here we present a protocol for wide-area scanning probe nanolithography enabled by the iterative alignment of probe arrays, as well as the utilization of lithographic patterns for cell-surface interaction studies.