This work is financially supported by the Ministry of Science and Technology, Taiwan (Contract no. MOST 103-2113-M-001 -003 -MY2) and the Research Program on Nanoscience and Nanotechnology, Academia Sinica, Taiwan.

1. Tasarım ve MDF Chip Fabrikasyon <ol><li> AutoCAD gibi ticari yazılımlar kullanarak bireysel akrilik tabaka model çizin ve desen kaydedin. <ol><li> Şekil 1A dört katmanlı akrilik levha desen tasarımı gözden ve inter-katmanlı bağlantıları onaylayın. </li></ol></li><li> Tüm akrilik levha ve CO2 lazer Çizici (Şekil 1B, 2A ve 2B) kullanılarak lazer ablasyon ile çift taraflı bant Üretiyor. 16 <ol><li> Lazer Scriber açın ve kontrol dizüstü cihaza bağlayın. </li><li> Ticari yazılımı çalıştırın ve tıklatarak adım 1.1 tasarlanan deseni açık &quot;olarak tasarlanmış desen dosyasını.&quot; </li><li> Lazer Scriber XYZ sahnede boş akrilik levha ya da çift taraflı bant bir parça yerleştirin. </li><li> Bir otomatik Alignmen akrilik levha veya çift taraflı bant yüzeyinde lazer ışınının odak ayarlamaLazer Scriber üreticisi tarafından sağlanan t sopa. </li><li> Akrilik levha ya da çift taraflı bant doğrudan işleme için lazer Scriber için tasarlanmış desen gönderin. </li></ol></li><li> Forseps kullanarak akrilik levhalardan koruyucu kağıdı çıkarın ve azot gazı ile yüzeyi temiz darbe. </li><li> Akrilik levha Yığın ve 110 ° 45 dakika boyunca ısı ile birleştirme düzeninde 2 kg / cm2 bir basınç altında bir araya bağlamak Akış / elektriksel stimülasyon kanalı düzeneğinin oluşturulması için ° C. </li><li> Çip hücre kültürü substrat olarak mikroskop kapak cam hazırlayın. <ol><li> Bir boyama kavanoza cam kapak koyun ve maddi listesinde deterjan on kat seyreltme ile kavanoza doldurun. </li><li> Ultrasonik steri-temizleyici cam kapak ve boyama kavanoza koyun ve 15 dakika boyunca kapak camını temizleyin. </li><li> , Boyama kavanoz seyreltilmiş deterjan dökün distile su ile kavanoz dolum ve adımı 1.5 tekrarlayın.2 3 kere. </li><li> Çift taraflı bant onu kalarak önce azot gazı ile üfleme temizlenebilir cam kapak kurulayın. </li></ol></li><li> Adım 1.2 desenli çift taraflı bant ile akış / elektrik stimülasyonu kanal montaj temizlenmiş cam kapak yapıştırın. </li><li> Süper yapıştırıcı ile MDF yonga düzeneğinin Layer 1 bireysel açıklıklar akrilik adaptörleri 13 adet uyun. MDF yonga düzeneği daha sonra tam (Şekil 2B) &#39;dir. </li><li> Kullanmadan önce, UV ışınlama 30 dakika ile komple MDF yonga takımını sterilize edin. </li></ol> MDF Chip Tuz Köprüsü Ağı 2. Kurulum <ol><li> Kullanmak 121 ° C&#39;de 15 dakika bir tutma süresini ayarlayarak Şekil 3B&#39;de gösterilen tüm plastik tüpler, parmak sıkı fındık ve mikrosantrifüj tüpleri sterilize önce Otoklavda ° C. </li><li> Orta girişi aracılığıyla MDF yonga tertibatına floroplastik tüpleri (Şekil 3B-i) bağlayınve çıkış adaptörleri Şekil 1A gösterilmiştir. </li><li> Şekil plastik borular, orta girişinin Luer konik bağlayın ve çıkış 3B-i 3-yollu stopcocks için. </li><li> 3 ml şırınga kullanılarak CO2 -equilibrated fosfat tamponlu salin (PBS) 2.5 ml alın ve giriş plastik tüp 3-yollu şırınga bağlayın. Çıkış plastik tüp 3-yollu boş bir 3 ml şırınga bağlayın. İki şırınga böylece MDF çip sayesinde birbirine bağlanır. NOT: 37 PBS inkübe 5 ° C,% 2, -CO hücre kültürü inkübatörü O / N CO2 PBS -equilibrated elde edildi. </li><li> Beyaz katı parmak sıkı fındık ile Katman 1 PMMA kağıda mavi açıklıklar ve yeşil adaptörleri (Şekil 1A) Seal (Şekil 3B-iii). </li><li> CO 2 ile tuz köprüsü kanalları ve kültür odaları doldurun kurulum aşama 2.4 tarif şırınga içinde PBS -equilibrated. Önlemekkabarcıkların oluşması. </li><li> Daha sonra, CO 2 koyun O / N inkübasyon için 37 ° C,% 5, -CO 2 hücre kültürü inkübatöründe MDF çip PBS içerikli -equilibrated. Bu çift taraflı bant içinde çözülmüş hava odaları kabarcıkları oluşturmak için olanak sağlar. </li><li> İki şırınga kullanarak kanal hızlı PBS akışı ile kanallarda kabarcıkları uzak yıkayın. Ileri ve geri gerekirse PBS Pompa. </li><li> Orta çıkış borusuna bağlanan 3-yollu yoluyla kanallarda PBS boşaltın. </li><li> CO2 Dulbecco Modified Eagle Medium (DMEM) -equilibrated yeni bir 3 ml&#39;lik şırınga kullanarak, 2.5 mi alır (adım 3.5) ve yenisiyle girişine bağlanmış bir şırınga değiştirin. Orta kanalları doldurun. </li><li> Tuz köprüsü, ağın hazırlanması. <ol><li> Geçici olarak katı somunları (Şekil 3B-iii) yeşil adaptörleri üzerinde (Şekil 1A) kaldırmak ve (&gt; 70 ° C) agaroz içine tuz bri sıcak% 3 enjekteYeşil adaptörleri (Şekil 1A) açıklıktan dge kanalı. Not: Sıcak agaroz hazırlanması: 50 ml PBS agaroz bir toz, 1.5 g çözündürülür. Otoklavda 121 ° C&#39;de 20 dakikalık bir tutma süresi ayarı ile sterilize edin. </li><li> Sıvı tuz köprüsü kanalın uzunluğu dörtte üçü dolduğunda agaroz enjekte durdurun. </li><li> Agaroz enjeksiyondan sonra katı somunları (Şekil 3B-iii) vidalanarak yeşil adaptörleri (Şekil 1A) üzerine gözenekleri kapatın. </li><li> Saydam tüp şeklindeki parmak sıkı fındık (Şekil 3B) mavi adaptörleri (Şekil 1A) katı somunları değiştirin. </li><li> % 3 boru şeklindeki fındık (Şekil 3B-iv) içine agaroz önceden ısıtılmış yükleyin. </li><li> Önce tüp şeklindeki fındık içine Ag / AgCl elektrotlar (Şekil 3B-v) (Şekil 3B-iv) gömAgaroz katılaşma. </li></ol></li><li> Tuz köprüsü ağının kurulumunu tamamladıktan sonra, bir seferde, kültür odalarına tek bölmeyi CL1-5 akciğer kanser hücrelerini enjekte edilir. </li></ol> 3. Kanser Hücrelerinin Hazırlanması ve Electrotactic Denemeye Kurma <ol><li> Akciğer kanseri hücre çizgisi CL1-5 düzenli kültürü. <ol><li> 37 ° C&#39;de, bir 75T hücre kültürü şişesi içinde tam ortam Prof. Pan-Chyr Yang, 17&#39;den elde edilen bir kültür CL1-5 akciğer kanseri hücreleri, % 5 CO2 atmosferinde ° C. Komple ortam DMEM ve% 10 cenin sığır serumu (FBS) oluşmaktadır. Alt-kültür hücreleri, 3 ila 4 gün. Electrotaxis deneyler için kullanılan hücrelerin özgün kaynağından en az 25 pasajlar vardır. </li></ol></li><li> Katlanarak büyüyen CL1-5 hücrelere% 0.25 tripsin tampon maddesi 2 ml ilave edilir ve 37 dakika inkübe 2 Hücre dekolmanı için 5 ° C,% 2, -CO hücre kültür inkübatörüt. </li><li> % 10 FBS DMEM 6 ml ayrılması işlemi durdurun ve oda sıcaklığında 5 dakika boyunca 300 g hücreleri santrifüj. Ardından orta atmak ve 5 ml PBS ile hücre pelet askıya. </li><li> PBS hücrelerin sayısını. Daha sonra, oda sıcaklığında 5 dakika boyunca 300 g 1 x 10 6 hücreleri ve santrifüj alır. </li><li> PBS atın. Önceden ısıtılmış CO2 -equilibrated DMEM ile süspanse ve 1 x 10 6 hücre / ml hücre yoğunluğu ayarlanır. NOT: 37 tam orta inkübe ° C CO 2 elde etmek için CO 2 hücre kültürü inkübatör O / N DMEM -equilibrated% 5. </li></ol> 4. Electrotactic Denemeye Kurma <ol><li> MDF yonga çıkışından, yonga içine hücreleri 1 × 10 6 / ml 0.3 ml, enjekte. </li><li> Hücre kültürü inkübatör hücre numaralı seribaşı MDF yonga inkübe (37 ° ayarlanabilir 2-4 saat boyunca ° C&#39;de ve% 5 CO2). </li><li> MDF mikro Kurakışkan sistemi. <ol><li> Şeffaf indiyum kalay oksit cam (İTO) ısıtıcının üzerine MDF mikroakışkan sistemi takın. MDF yonga ve İTO cam arasındaki kırpılmış bir K-tipi termokupl ile MDF çip sıcaklığını ölçün. Bir oransal-integral-türev (PID) kontrolör ile İTO ısıtıcı kontrol edin. 37 MDF mikroakışkan sistem inkübasyon sıcaklığı ayarlayın PID kontrolörü ile ° C. NOT: İTO ısıtıcı imalat ve hücre kültürü ısıtma sisteminin kurulumu önceki raporlarda açıklanmıştır 18,19. </li><li> Ters bir mikroskop bilgisayar kontrollü XYZ motorlu sahnede sıcaklık kontrollü MDF yonga takımını takın. Motorize kademe kullanılması adımında 5,1 tarif edilmektedir. Dört kanallı şırınga pompası ile girişler yoluyla kültür odalarına tam orta Pompa. </li></ol></li><li> 20 ul / saat akış hızında MDF yonga içine tam orta pompa. Out kültür atık(Şekil 3A&#39;da &quot;atık&quot; olarak gösterilen) mikrosantrifüj tüpleri içinde toplanır sağlar. </li><li> MDF çip, 37 ° C&#39;de 16-18 saat boyunca inkübe hücreleri. </li><li> Orta değiştirmek için, 10 dakika boyunca 20 ul / dakikalık bir akış hızında her bir kültür odasına, sırasıyla 50, 25, 5 ve 0 uM kinaz inhibitörü ihtiva eden bir ortam, pompa. Not: 10.6 mg kinaz inhibitörü steril su 3 ml ekleyerek Rho-ilişkili protein kinaz inhibitörü Y27632 bir 10 mM stok çözelti hazırlayın. % 10 FBS DMEM ortamı kullanılarak sırasıyla, 50, 25, 5 uM ila 10 mM stok solüsyonu ile seyreltilir. </li><li> 37 ° C&#39;de başka bir 60 dakika boyunca kinaz inhibitörü hücreleri inkübe edin. / Saat 20 ul orta akış hızını ayarlayın. Aynı kültür sıcaklığı kullanımı ve sonraki adımlarda, yukarıda tarif edilen akış oranı. </li><li> Çip üzerinde Ag / AgCl elektrotlar aracılığıyla MDF çip bir DC güç kaynağı bağlamak için elektrik telleri kullanın. </li><li> Seri bir ampermetre i bağlamakn elektrik devresi. MDF çip elektrik akımını izlemek için ampermetre kullanın. </li><li> DC güç kaynağı açın ve V. 15 ila 19 güç kaynağı voltajını ayarlayarak 86,94 uA geçerli ampermetre ayarlamak Not: Ohm kanunu göz önüne alındığında bir toplu malzeme içinden akan elektrik akımı, örneğin, electrotactic odasında kültür ortamıdır, E = G / (σA eff), σ (= 1,38 Ω -1 m - 1) &#39;dir Kültür ortamı, (0.07 mm yüksekliğinde x 3 mm genişlik için = 0,21 mm2) bir eff iletkenliği electrotactic bölmenin etkili kesit alanı ve 300 mV / mm oluşturmak için gerekli olan elektrik akımı (I) MDF çip EF 86,94 uA. </li></ol> 5. Toplama ve Hücre Görüntüleri Analizi <ol><li> MATLAB GUI programını kullanarak motorlu aşamasını kontrol. Mikroskobik monte MDF mikroakışkan sistemiylepe, motorlu sahne kullanarak gözlem bölgelerine çipi taşıyın. </li><li> Dijital Tek lensli refleks (SLR) kamerayı kullanarak Tutanak hücre görüntüleri mikroskop üzerine monte edilmiş. </li><li> 2 saat boyunca 15 dakika aralıklarla 4X objektif lens kullanarak mikroskopik resimleri al. </li><li> Hücre migrasyon analizi. <ol><li> NIH ImageJ 1.47 V çalıştırın </li><li> Hücrenin sentroid final pozisyonlarına ilk mesafeyi analiz edin. </li><li> &quot;Görüntü Sırası&quot; &quot;Dosya&quot; → &quot;Import&quot; → gidin ve hücre göçü analizi için dokuz görüntüleri içe. İlk görüntü sıfır defa sonucudur, ve son görüntü 120 dakika sonucudur. </li><li> → &quot;Ölçümleri ayarla&quot; &quot;Analiz&quot; gidin ve yanındaki kutunun &quot;Centroid&quot; onay </li><li> &quot;Serbest Seçimler&quot; ikonuna tıklayın. </li><li> İlk görüntüde seçili hücrelerin kenarına betimliyor. </li><li> &quot;Düzenle&quot; ye gidin → </em&gt; &quot;Seçim&quot; → &quot;Müdür Ekle&quot; </li><li> Dokuzuncu görüntüye gidin ve ilk görüntüde seçilen aynı hücrelerin kenarına betimliyor. Hücre pozisyonları sekizinci görüntülere ikinci kullanılarak izlenebilmektedir. </li><li> → &quot;Müdür Ekle&quot; &quot;Düzenle&quot; → &quot;Seçim&quot; Git </li><li> Tekrarlayın 90 ila 100 hücrelerden veri toplamak için 5.4.5 5.4.9 için yineleyin. </li><li> Seçilen hücrelerin ilk ve son pozisyonlar sonucunu elde etmek için → &quot;Tedbir&quot; &quot;Analiz&quot; gidin. NOT: Geçiş hızı hr başına ortalama hücre hareketi uzunluğu olarak tanımlanır. Yönetme (anottan katoda) dcEF vektörü ve nihai konumunda bir hücrenin başlangıç ​​noktasından vektörü arasındaki açıdır kosinüsü olarak tanımlanır. Yönetme katoda doğru göç hücreler için anot doğru göç hücreler için -1 ve +1 olduğunu. Rastgele mi bir grup içinhücreler ızgara, yönetme 0. 2 </li></ol></li></ol>

<ol>
	<li>McCaig, C. D., Rajnicek, A. M., Song, B., Zhao, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Controlling+cell+behavior+electrically:+current+views+and+future+potential.">Controlling cell behavior electrically: current views and future potential.</a> Physiol Rev. 85, 943-978 (2005).</li><li>Djamgoz, M. B. A., Mycielska, M., Madeja, Z., Fraser, S. P., Korohoda, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Directional+movement+of+rat+prostate+cancer+cells+in+direct-current+electric+field:+involvement+of+voltagegated+Na++channel+activity.">Directional movement of rat prostate cancer cells in direct-current electric field: involvement of voltagegated Na+ channel activity.</a> J Cell Sci. 114, 2697-2705 (2001).</li><li>Pu, 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=EGF+receptor+signaling+is+essential+for+electric-field-directed+migration+of+breast+cancer+cells.">EGF receptor signaling is essential for electric-field-directed migration of breast cancer cells.</a> J Cell Sci. 120, 3395-3403 (2007).</li><li>Huang, C. W., Cheng, J. Y., Yen, M. H., Young, T. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrotaxis+of+lung+cancer+cells+in+a+multiple-electric-field+chip.">Electrotaxis of lung cancer cells in a multiple-electric-field chip.</a> Biosens Bioelectron. 24, 3510-3516 (2009).</li><li>Huang, C. 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=Gene+expression+of+human+lung+cancer+cell+line+CL1-5+in+response+to+a+direct+current+electric+field.">Gene expression of human lung cancer cell line CL1-5 in response to a direct current electric field.</a> PLoS One. 6, e25928 (2011).</li><li>Sun, Y. S., Peng, S. W., Lin, K. H., Cheng, J. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrotaxis+of+lung+cancer+cells+in+ordered+three-dimensional+scaffolds.">Electrotaxis of lung cancer cells in ordered three-dimensional scaffolds.</a> Biomicrofluidics. 6, 14102-1410214 (2012).</li><li>Tsai, H. F., 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=Evaluation+of+EGFR+and+RTK+signaling+in+the+electrotaxis+of+lung+adenocarcinoma+cells+under+direct-current+electric+field+stimulation.">Evaluation of EGFR and RTK signaling in the electrotaxis of lung adenocarcinoma cells under direct-current electric field stimulation.</a> PLoS One. 8, e73418 (2013).</li><li>Hou, H. S., Tsai, H. F., Chiu, H. T., Cheng, J. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simultaneous+chemical+and+electrical+stimulation+on+lung+cancer+cells+using+a+multichannel-dual-electric-field+chip.">Simultaneous chemical and electrical stimulation on lung cancer cells using a multichannel-dual-electric-field chip.</a> Biomicrofluidics. 8, (2014).</li><li>Faupel, 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=Electropotential+evaluation+as+a+new+technique+for+diagnosing+breast+lesions.">Electropotential evaluation as a new technique for diagnosing breast lesions.</a> Eur J Radiol. 24, 33-38 (1997).</li><li>Szatkowski, M., Mycielska, M., Knowles, R., Kho, A. L., Djamgoz, M. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrophysiological+recordings+from+the+rat+prostate+gland+in+vitro:+identified+single-cell+and+transepithelial+(lumen)+potentials.">Electrophysiological recordings from the rat prostate gland in vitro: identified single-cell and transepithelial (lumen) potentials.</a> BJU Int. 86, 1068-1075 (2000).</li><li>McCaig, C. D., Song, B., Rajnicek, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrical+dimensions+in+cell+science.">Electrical dimensions in cell science.</a> J Cell Sci. 122, 4267-4276 (2009).</li><li>Das, T., Maiti, T. K., Chakraborty, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Traction+force+microscopy+on-chip:+shear+deformation+of+fibroblast+cells.">Traction force microscopy on-chip: shear deformation of fibroblast cells.</a> Lab Chip. 8, 1308-1318 (2008).</li><li>Lin, F., Butcher, E. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=T+cell+chemotaxis+in+a+simple+microfluidic+device.">T cell chemotaxis in a simple microfluidic device.</a> Lab Chip. 6, 1462-1469 (2006).</li><li>Li, J., Zhu, L., Zhang, M., Lin, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microfluidic+device+for+studying+cell+migration+in+single+or+co-existing+chemical+gradients+and+electric+fields.">Microfluidic device for studying cell migration in single or co-existing chemical gradients and electric fields.</a> Biomicrofluidics. 6, 24121-2412113 (2012).</li><li>Tsai, H. F., Peng, S. W., Wu, C. Y., Chang, H. F., Cheng, J. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrotaxis+of+oral+squamous+cell+carcinoma+cells+in+a+multiple-electric-field+chip+with+uniform+flow+field.">Electrotaxis of oral squamous cell carcinoma cells in a multiple-electric-field chip with uniform flow field.</a> Biomicrofluidics. 6, 34116 (2012).</li><li>Cheng, J. Y., Wei, C. W., Hsu, K. H., Young, T. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct-write+laser+micromachining+and+universal+surface+modification+of+PMMA+for+device+development.">Direct-write laser micromachining and universal surface modification of PMMA for device development.</a> Sensors and Actuators B: Chemical. 99, 186-196 (2004).</li><li>Chu, Y. 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=Selection+of+invasive+and+metastatic+subpopulations+from+a+human+lung+adenocarcinoma+cell+line.">Selection of invasive and metastatic subpopulations from a human lung adenocarcinoma cell line.</a> Am J Respir Cell Mol Biol. 17, 353-360 (1997).</li><li>Cheng, J. Y., Yen, M. H., Kuo, C. T., Young, T. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+transparent+cell-culture+microchamber+with+a+variably+controlled+concentration+gradient+generator+and+flow+field+rectifier.">A transparent cell-culture microchamber with a variably controlled concentration gradient generator and flow field rectifier.</a> Biomicrofluidics. 2, 24105 (2008).</li><li>Cheng, J. -. Y., Yen, M. -. H., Hsu, W. -. C., Jhang, J. -. H., Young, T. -. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=ITO+patterning+by+a+low+power+Q-switched+green+laser+and+its+use+in+the+fabrication+of+a+transparent+flow+meter.">ITO patterning by a low power Q-switched green laser and its use in the fabrication of a transparent flow meter.</a> Journal of Micromechanics and Microengineering. 17, 2316 (2007).</li><li>Pu, J., Zhao, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Golgi+polarization+in+a+strong+electric+field.">Golgi polarization in a strong electric field.</a> J Cell Sci. 118, 1117-1128 (2005).</li><li>Zhao, M., Bai, H., Wang, E., Forrester, J. V., McCaig, C. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrical+stimulation+directly+induces+pre-angiogenic+responses+in+vascular+endothelial+cells+by+signaling+through+VEGF+receptors.">Electrical stimulation directly induces pre-angiogenic responses in vascular endothelial cells by signaling through VEGF receptors.</a> J Cell Sci. 117, 397-405 (2004).</li><li>Yao, L., Shanley, L., McCaig, C., Zhao, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Small+applied+electric+fields+guide+migration+of+hippocampal+neurons.">Small applied electric fields guide migration of hippocampal neurons.</a> J Cell Physiol. 216, 527-535 (2008).</li></ol>

The authors declare that they have no competing financial interests.

Biz zor olması MDF yonga Layer 1 üzerine akrilik adaptörleri kalarak sürecini bulundu. Süper yapıştırıcı sadece 1 ila 2 ul uygulama sıkıca MDF çip üzerine adaptörü uyması yeterlidir. Tutkal Büyük miktarlarda süper yapıştırıcı ve bağlı başarısızlık tamamlanmamış bir polimerleşmesinde sonuçlandı. Akrilik adaptörleri sıkıca MDF çip üzerine yapıştırılır Bir kez, mikroakışkan sistemde sıvı kaçağı nadiren meydana geldi. Buna ek olarak, vakum odasının içine O / N inkübas...

Bir doğru akım elektrik alanda (dcEF) altında anot ya da katot doğru hareket yapışan hücrelerin davranışı electrotaxis olarak adlandırılır. Hücrelerin electrotactic davranışı embriyojenez, sinir rejenerasyonu ve yara iyileşmesinde önemli bir rol oynar. Bu tür sıçan prostat kanseri hücreleri, 2 göğüs kanseri hücrelerinin, 3 ve akciğer adenokarsinoma hücreleri 4-8 olarak 1 tümör hücreleri uygulanan dcEF altında electrotactic hareketi göstermiştir . Fizyolojik EF bezi dokularda ölçülmüştür. 9,10 Electrotaxis da bezi ile ilişkili tümör hücrelerinde bildirilmiştir. 2,3 kanser hücrelerinin electrotaxis metastaz faktörü olduğu kabul edilir, birlikte ele alındığında. 11 elektriksel yol kontrol dcEF altına kanser hücreleri kanser gelecekteki tedavisi için potansiyel bir yaklaşım olabilir. Ancak günümüzde electrotaxis ayrıntılı moleküler mekanizması hala tartışmalıdır. Bu nedenle, inf bir soruşturmakanser hücre göç elektrik stimülasyonu luence kanseri tedavisi için stratejiler geliştirilmesini kolaylaştırabilir. Son zamanlarda, biyo-mikroakışkan cihazlar in vitro, 12 kimyasal geçişlerini, 13 ve elektrik uyaranlar 4 kesme kuvveti akış hücresel yanıtları eğitim için imal edilmiştir. (Aynı zamanda akrilik olarak da bilinen PMMA) polidimetilsiloksan (PDMS) veya polimetilmetakrilat kullanarak biyo-mikroakışkan cihazların imalatı başarıyla tür deneylerin başarısızlık oranı azalmıştır. Ayrıca, biyolojik konuları araştırmak için bir prototip olarak akrilik esaslı mikroakışkan cihazlar kullanarak PDMS yongaları kullanarak daha basittir. Akrilik bazlı cihazların çeşitli fonksiyonları electrotaxis çalışma için geliştirilmiştir. Ancak, önceki tasarımlara hiçbiri aynı anda electrotaxis çalışma için hücreler üzerinde çeşitli kimyasal koşulların etkilerini ve elektrik-alan test edebiliyoruz. Böylece, bir mikroakışkan cihaz mu geliştirdiltichannel çift elektrik alan (MDF) çip içeren dört bağımsız kültür kanalı ve bir çip sekiz farklı deneysel koşullar. İlk Hou tarafından bildirilen akrilik esaslı MDF yonga, vd., 8 elektrik stimülasyonu ve çeşitli kimyasal izole kanalları bütünleştirir. Bu kimyasal olarak izole kanal, bir deney kültür hücreleri farklı kullanılabilir. Kanallarda dcEF bir elektrik güç kaynağı tarafından üretilir. İki bağımsız elektrik alanlar, uygulanan elektrik alan kuvveti (EFS) ve 0 EFS ile diğeriyle, her kimyasal izole kanalda yapılmaktadır. Bu şekilde çip daha kontrollü eşlik eden EF ve kimyasal uyarım içerir. Ayrıca, MDF çip içerisindeki kimyasal difüzyon sayısal simülasyon sonuçları çapraz kontaminasyon 24 saat deney süre sonra kanallar arasında meydana geldiğini göstermektedir. 8 Devi ile karşılaştırıldığındaLi tarafından rapor ce ve diğ., 14 MDF çip elektriksel olarak uyarılmış hücrelerin daha da biyokimyasal analiz için izin veren daha geniş bir kültür alanı içerir. Buna ek olarak, MDF çip büyük gözlem alanı ile daha fazla hücre test gözlemlenebilir, yani elektrikle uyarılan hücrelerin göç hızı ve yönetme analizi daha doğrudur. Huang ve ark., 4 ve Tsai ve ark., 15 tarafından bildirilen daha önceki çalışmalar, tek kanal çip tasarımı hücre ya da kimyasal yalnızca tek bir tip test edilmesini sağlar. Bununla birlikte, MDF çip electrotaxis çeşitli kimyasal etkilere, ve aynı zamanda farklı hücre tipleri üzerinde elektriksel uyarım etkilerini araştırmak için kullanılabilir. Diğer bir deyişle, MDF çip kimyasal doz bağımlılıkları etkin çalışma sağlar.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr >
			<td >Reagent</td>
			<td ></td>
			<td ></td>
			<td ></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >DMEM medium</td>
			<td >Gibco,Invitrogen, USA</td>
			<td >12800-017</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Fetal Bovine Serum</td>
			<td >Gibco,Invitrogen, USA</td>
			<td >16000-044</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Trypsin</td>
			<td >Gibco,Invitrogen, USA</td>
			<td >25200-072</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >PBS</td>
			<td >Basic Life</td>
			<td >BL2651</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Y-27632 (hydrochloride)</td>
			<td >Cayman Chemical Co</td>
			<td >10005583</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >agarose</td>
			<td >LONZO, USA</td>
			<td >SeaKem LE AGAROSE</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >syringe</td>
			<td>Terumo</td>
			<td>3 ml with Luer taper</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >3-way stopcock</td>
			<td>Nipro</td>
			<td >with Luer taper</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >PMMA (acrylic)</td>
			<td >HiShiRon Industries CO., Ltd, Taiwan</td>
			<td ></td>
			<td >thickness 1mm, 2mm</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >acrylic adaptor</td>
			<td >KuanMin Technology Co., Ltd, Taichung, Taiwan</td>
			<td >1/4-28 port, 10x10x6 mm</td>
			<td>customized</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >nut</td>
			<td >Thermo Fisher Scientific Inc.</td>
			<td >UPCHURCH:P-206x, P-200x, F120x, P-659, P-315x</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Microscope cover glass</td>
			<td >Deckgl&#228;ser, Germany</td>
			<td >24x60 mm</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >double-sided tape</td>
			<td >3M</td>
			<td >PET 8018</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >super glue</td>
			<td >3M</td>
			<td >Scotch Liquid Plus Super Glue</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Teflon tube</td>
			<td >HENG YI ENTERPRISE CO., LTD., Taiwan</td>
			<td >UPTB_06, DUPONT TEFLON BRAND RESIN FEP TUBING</td>
			<td>outer diameter 1/16 in., inner diameter 0.03 in.; Upchurch Scienti&#64257;c</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >TFD4 detergent</td>
			<td >Franklab, France</td>
			<td >TFD4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >ultrasonic steri cleaner</td>
			<td >LEO ULTRASONIC CO., LTD., Taiwan</td>
			<td ></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Thermo bonder</td>
			<td >KuanMin Technology Co., Ltd, Taichung, Taiwan</td>
			<td>customized</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >CO2 laser scriber</td>
			<td >LTT group, Taiwan</td>
			<td >ISL-II</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >indium tin oxide glass (ITO glass)</td>
			<td >AimCore Technology Co., Ltd</td>
			<td >TN/STN, &#8806;10&#937;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >proportional-integral-derivative (PID) controller</td>
			<td>JETEC Electronics Co., Japen</td>
			<td >TTM-J40-R-AB,</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >K-type thermocouple</td>
			<td >TECPEL</td>
			<td >TPK-02A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >4-channel syringe pump</td>
			<td >KdScientific, USA</td>
			<td >250P</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >DC power supply</td>
			<td >GWInstek, Taiwan</td>
			<td ></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >X-Y-Z motor stage</td>
			<td >TanLian, E-O Co. Ltd., Taiwan</td>
			<td>customized</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >inverted microscope</td>
			<td >Olympus, Japan</td>
			<td >CKX41</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >digital SLR camera</td>
			<td >Canon, Japan</td>
			<td >60D</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

electrotaxis studies of lung cancer cells using a multichannel dual-electric-field microfluidic chip

Bir doğru akım elektrik alanda (dcEF) kapsamında yönlü hücre göçü davranışı electrotaxis olarak adlandırılır. Embriyo gelişimi, hücre farklılaşması ve yara iyileşmesi sırasında hücre hareketi rehberlik fizyolojik dcEF önemli rolü birçok çalışmada gösterilmiştir. Bir electrotaxis tahlil mikroakışkan cips uygulayarak, soruşturma süreci kısalır ve deneysel hatalar en aza indirilir. Son yıllarda, mikroakışkan cihazlar polimerik maddeler (örneğin, polimetilmetakrilat, PMMA, veya akrilik) ya da polidimetilsiloksan (PDMS), yaygın olarak, elektrikli uyarılmaya verilen hücre yanıtları incelenmesinde kullanılmıştır yapılmıştır. Bununla birlikte, bir PDMS cihazı oluşturmak için gereken çok sayıda adımları farklı olarak, uidic çip fl akrilik mikro basit ve hızlı bir yapım aygıtı prototip ve üretim hem de uygundur. Oysa bildirilen cihazların hiçbiri aynı anda kimyasal ve DCE verimli çalışma kolaylaştırmakHücreler üzerindeki F etkileri. Bu raporda, bizim tasarım ve akciğer kanseri hücreleri üzerinde kimyasal ve elektriksel stimülasyon eşzamanlı etkisini araştırmak için akrilik bazlı çok kanallı çift elektrik alan (MDF) yonganın imalat açıklar. MDF yonga tek bir testle elektrik / kimyasal uyarılara sekiz kombinasyonları içerir. Çip ölçüde gerekli deneysel süresini kısaltır hem de electrotaxis çalışmalarda doğruluğu artırır.

MDF cihazın imalat ve montaj Akrilik bazlı MDF çip şematik bir diyagramı Şekil 1A &#39;de gösterilmiştir. Dört akrilik levhalar, tek cam kapak, 13 akrilik adaptörleri ve çift taraflı bant bir parça tamamlandı MDF yonga (Şekil 2D) montajında ​​kullanılmıştır. MDF cihazda sadece dört bağımsız kültür kanalı vardır. Ancak, on-chip tuz köprüsü ağ...

Watch this Scientific Journal Video about Electrotaxis Studies of Lung Cancer Cells using a Multichannel Dual-electric-field Microfluidic Chip at JoVE.com

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

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 ...

electrotaxis-studies-lung-cancer-cells-using-multichannel-dual

Research

JoVE Journal

Bioengineering

8.6K Görüntüleme.  Academia Sinica. 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.

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

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 ...

Biyomühendislik

Microfluidic-based Electrotaxis for On-demand Quantitative Analysis of Caenorhabditis elegans' Locomotion

The nematode Caenorhabditis elegans is a versatile model organism for biomedical research because of its conservation of disease-related genes and pathways as well as its ease of cultivation. Several C. elegans disease models have been reported, including neurodegenerative disorders such as Parkinson's disease (PD), which involves the degeneration of dopaminergic (DA) neurons 1. Both transgenes and neurotoxic chemicals have been used to induce DA neurodegeneration and consequent movement defects in worms, allowing for investigations into the basis of neurodegeneration and screens for neuroprotective genes and compounds 2,3.
Screens in lower eukaryotes like C. elegans provide an efficient and economical means to identify compounds and genes affecting neuronal signaling. Conventional screens are typically performed manually and scored by visual inspection; consequently, they are time-consuming and prone to human errors. Additionally, most focus on cellular level analysis while ignoring locomotion, which is an especially important parameter for movement disorders.
We have developed a novel microfluidic screening system (Figure 1) that controls and quantifies C. elegans' locomotion using electric field stimuli inside microchannels. We have shown that a Direct Current (DC) field can robustly induce on-demand locomotion towards the cathode ("electrotaxis") 4. Reversing the field's polarity causes the worm to quickly reverse its direction as well. We have also shown that defects in dopaminergic and other sensory neurons alter the swimming response 5. Therefore, abnormalities in neuronal signaling can be determined using locomotion as a read-out. The movement response can be accurately quantified using a range of parameters such as swimming speed, body bending frequency and reversal time.
Our work has revealed that the electrotactic response varies with age. Specifically, young adults respond to a lower range of electric fields and move faster compared to larvae 4. These findings led us to design a new microfluidic device to passively sort worms by age and phenotype 6.
We have also tested the response of worms to pulsed DC and Alternating Current (AC) electric fields. Pulsed DC fields of various duty cycles effectively generated electrotaxis in both C. elegans and its cousin C. briggsae 7. In another experiment, symmetrical AC fields with frequencies ranging from 1 Hz to 3 KHz immobilized worms inside the channel 8.
Implementation of the electric field in a microfluidic environment enables rapid and automated execution of the electrotaxis assay. This approach promises to facilitate high-throughput genetic and chemical screens for factors affecting neuronal function and viability.

Microfluidic-based Electrotaxis for On-demand Quantitative Analysis of Caenorhabditis elegans&#039; Locomotion

A semi-automated micro-electro-fluidic method to induce on-demand locomotion in Caenorhabditis elegans is described. This method is based on the neurophysiologic phenomenon of worms responding to mild electric fields (&#x201C;electrotaxis&#x201D;) inside microfluidic channels. Microfluidic electrotaxis serves as a rapid, sensitive, low-cost, and scalable technique to screen for factors affecting neuronal health.

On-talep Kantitatif Analiz için mikroakışkan tabanlı Electrotaxis<em&gt; Caenorhabditis elegans</em&gt; &#39;Locomotion

The nematode Caenorhabditis elegans is a versatile model organism for biomedical research because of its conservation of disease-related genes and ...

Microfluidic Chip Fabrication and Method to Detect Influenza

Fast and effective diagnostics play an important role in controlling infectious disease by enabling effective patient management and treatment. Here, we present an integrated microfluidic thermoplastic chip with the ability to amplify influenza A virus in patient nasopharyngeal (NP) swabs and aspirates. Upon loading the patient sample, the microfluidic device sequentially carries out on-chip cell lysis, RNA purification and concentration steps within the solid phase extraction (SPE), reverse transcription (RT) and polymerase chain reaction (PCR) in RT-PCR chambers, respectively. End-point detection is performed using an off-chip Bioanalyzer (Agilent Technologies, Santa Clara, CA). For peripherals, we used a single syringe pump to drive reagent and samples, while two thin film heaters were used as the heat sources for the RT and PCR chambers. The chip is designed to be single layer and suitable for high throughput manufacturing to reduce the fabrication time and cost. The microfluidic chip provides a platform to analyze a wide variety of virus and bacteria, limited only by changes in reagent design needed to detect new pathogens of interest.

An integrated microfluidic thermoplastic chip has been developed for use as a molecular diagnostic. The chip performs nucleic acid extraction, reverse transcriptase, and PCR. Methods for fabricating and running the chip are described.

Mikroakışkan Chip İmalat ve İnfluenza Algılama Yöntemi

Fast  and effective diagnostics play an important role in controlling infectious  disease by enabling effective patient management and treatment. Here, we ...

A Microfluidic Chip for the Versatile Chemical Analysis of Single Cells

We present a microfluidic device that enables the quantitative determination of intracellular biomolecules in multiple single cells in parallel. For this purpose, the cells are passively trapped in the middle of a microchamber. Upon activation of the control layer, the cell is isolated from the surrounding volume in a small chamber. The surrounding volume can then be exchanged without affecting the isolated cell. However, upon short opening and closing of the chamber, the solution in the chamber can be replaced within a few hundred milliseconds. Due to the reversibility of the chambers, the cells can be exposed to different solutions sequentially in a highly controllable fashion, e.g. for incubation, washing, and finally, cell lysis. The tightly sealed microchambers enable the retention of the lysate, minimize and control the dilution after cell lysis. Since lysis and analysis occur at the same location, high sensitivity is retained because no further dilution or loss of the analytes occurs during transport. The microchamber design therefore enables the reliable and reproducible analysis of very small copy numbers of intracellular molecules (attomoles, zeptomoles) released from individual cells. Furthermore, many microchambers can be arranged in an array format, allowing the analysis of many cells at once, given that suitable optical instruments are used for monitoring. We have already used the platform for proof-of-concept studies to analyze intracellular proteins, enzymes, cofactors and second messengers in either relative or absolute quantifiable manner.

In this article we present a microfluidic chip for single cell analysis. It allows the quantification of intracellular proteins, enzymes, cofactors, and second messengers by means of fluorescent assays or immunoassays.&#160;

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 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 ...

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 ...

Dry Film Photoresist-based Electrochemical Microfluidic Biosensor Platform: Device Fabrication, On-chip Assay Preparation, and System Operation

In recent years, biomarker diagnostics became an indispensable tool for the diagnosis of human disease, especially for the point-of-care diagnostics. An easy-to-use and low-cost sensor platform is highly desired to measure various types of analytes (e.g., biomarkers, hormones, and drugs) quantitatively and specifically. For this reason, dry film photoresist technology - enabling cheap, facile, and high-throughput fabrication - was used to manufacture the microfluidic biosensor presented here. Depending on the bioassay used afterwards, the versatile platform is capable of detecting various types of biomolecules. For the fabrication of the device, platinum electrodes are structured on a flexible polyimide (PI) foil in the only clean-room process step. The PI foil serves as a substrate for the electrodes, which are insulated with an epoxy-based photoresist. The microfluidic channel is subsequently generated by the development and lamination of dry film photoresist (DFR) foils onto the PI wafer. By using a hydrophobic stopping barrier in the channel, the channel is separated into two specific areas: an immobilization section for the enzyme-linked assay and an electrochemical measurement cell for the amperometric signal readout.
The on-chip bioassay immobilization is performed by the adsorption of the biomolecules to the channel surface. The glucose oxidase enzyme is used as a transducer for electrochemical signal generation. In the presence of the substrate, glucose, hydrogen peroxide is produced, which is detected at the platinum working electrode. The stop-flow technique is applied to obtain signal amplification along with rapid detection. Different biomolecules can quantitatively be measured by means of the introduced microfluidic system, giving an indication of different types of diseases, or, in regard to therapeutic drug monitoring, facilitating a personalized therapy.

A microfluidic biosensor platform was designed and fabricated using low-cost dry film photoresist technology for the rapid and sensitive quantification of various analytes. This single-use system allows for the electrochemical readout of on-chip-immobilized enzyme-linked assays by means of the stop-flow technique.

Kuru zar elektrokimyasal mikrosıvısal Biyoalgılayıcı fotorezist tabanlı Platform: Cihaz imalat, On-chip tahlil hazırlama ve sistemin çalışması

In recent years, biomarker diagnostics became an indispensable tool for the diagnosis of human disease, especially for the point-of-care diagnostics. An ...

Immobilization of Live Caenorhabditis elegans Individuals Using an Ultra-thin Polydimethylsiloxane Microfluidic Chip with Water Retention

Radiation is widely used for biological applications and for ion-beam breeding, and among these methods, microbeam irradiation represents a powerful means of identifying radiosensitive sites in living organisms. This paper describes a series of on-chip immobilization methods developed for the targeted microbeam irradiation of live individuals of Caenorhabditis elegans. Notably, the treatment of the polydimethylsiloxane (PDMS) microfluidic chips that we previously developed to immobilize C. elegans individuals without the need for anesthesia is explained in detail. This chip, referred to as a worm sheet, is resilient to allow the microfluidic channels to be expanded, and the elasticity allows animals to be enveloped gently. Also, owing to the self-adsorption capacity of the PDMS, animals can be sealed in the channels by covering the surface of the worm sheet with a thin cover film, in which animals are not pushed into the channels for enclosure. By turning the cover film over, we can easily collect the animals. Furthermore, the worm sheet shows water retention and allows C. elegans individuals to be subjected to microscopic observation for long periods under live conditions. In addition, the sheet is only 300 &#181;m thick, allowing heavy ions such as carbon ions to pass through the sheet enclosing the animals, thus allowing the ion particles to be detected and the applied radiation dose to be measured accurately. Because selection of the cover films used for enclosing the animals is very important for successful long-term immobilization, we conducted the selection of the suitable cover films and showed a recommended one among some films. As an application example of the chip, we introduced imaging observation of muscular activities of animals enclosing the microfluidic channel of the worm sheet, as well as the microbeam irradiation. These examples indicate that the worm sheets have greatly expanded the possibilities for biological experiments.

Immobilization of Live Caenorhabditis elegans Individuals Using an Ultra-thin Polydimethylsiloxane Microfluidic Chip with Water Retention

A series of immobilization methods has been established to allow the targeted irradiation of live Caenorhabditis elegans individuals using a recently developed ultra-thin polydimethylsiloxane microfluidic chip with water retention. This novel on-chip immobilization is also adequate for imaging observations. The detailed treatment and application examples of the chip are explained.

Bir Ultra-thin Polydimethylsiloxane mikrosıvısal çip su tutma ile kullanarak canlı Caenorhabditis elegans bireylerin immobilizasyon

Radiation is widely used for biological applications and for ion-beam breeding, and among these methods, microbeam irradiation represents a powerful means ...

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 ...