Name: a microfluidic device for studying multiple distinct strains
Uploaded: 2012-11-09T12:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Microfluidic Device for Studying Multiple Distinct Strains at JoVE.com

י.ג. נתמך על ידי מלגה מאי.די. בי. לפי הוא בחור אלון ועמית סגל של אדמונד י ‭. ‬ ספרא לביואינפורמטיקה באוניברסיטת תל אביב ‭. ‬ מחקר זה נתמך על ידי הקרן הלאומי למדע המענק 1499/10.

1. יצירת מאסטר ויסקי קלטת 5 <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לצייר או להדפיס את הפריסה רצויה microchannel, להתרחב, על נייר. במקרה שלנו העיצוב מורכב משני ערוצים בצורת אות V, כל 3 מ&quot;מ רחב (איור 2). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כיסוי זכוכית שקופית עם ...

<ol>
	<li>Dertinger, S. K., Jiang, X., Li, Z., Murthy, V. N., Whitesides, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gradients+of+substrate-bound+laminin+orient+axonal+specification+of+neurons.">Gradients of substrate-bound laminin orient axonal specification of neurons.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 99, 12542-12547 (2002).</li><li>Hersen, P., McClean, M. N., Mahadevan, L., Ramanathan, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Signal+processing+by+the+HOG+MAP+kinase+pathway.">Signal processing by the HOG MAP kinase pathway.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 105, 7165-7170 (2008).</li><li>Paliwal, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MAPK-mediated+bimodal+gene+expression+and+adaptive+gradient+sensing+in+yeast.">MAPK-mediated bimodal gene expression and adaptive gradient sensing in yeast.</a> Nature. 446, 46-51 (2007).</li><li>Bennett, M. R., Hasty, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microfluidic+devices+for+measuring+gene+network+dynamics+in+single+cells.">Microfluidic devices for measuring gene network dynamics in single cells.</a> Nat. Rev. Genet. 10, 628-638 (2009).</li><li>Shrirao, A. B., Perez-Castillejos, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simple+Fabrication+of+Microfluidic+Devices+by+Replicating+Scotch-tape+Masters.">Simple Fabrication of Microfluidic Devices by Replicating Scotch-tape Masters.</a> Chips &#38; Tips. , (2010).</li><li>Haubert, K., Drier, T., Beebe, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=PDMS+bonding+by+means+of+a+portable,+low-cost+corona+system.">PDMS bonding by means of a portable, low-cost corona system.</a> Lab Chip. 6, 1548-1549 (2006).</li><li>Gerber, D., Maerkl, S. J., Quake, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+in+vitro+microfluidic+approach+to+generating+protein-interaction+networks.">An in vitro microfluidic approach to generating protein-interaction networks.</a> Nat. Methods. 6, 71-74 (2009).</li></ol>

במאמר זה אנו מציגים שיטה פשוטה ליצירת benchtop מכשיר microfluidic המאפשר בו זמנית מספר זני שמרים הבאים בתנאים דינאמיים. לאחר מספר זנים בערוץ אחד מספק כלי אמין להשוואה בין דינמיקה של תגובות תא בודדות בזנים מרובים. אחד יתרונות של הגישה שלנו הוא היכולת להמציא את המכשיר בטכניקות פ...

תאים כל זמן מגיבים לסביבה דינמית, על ידי שינוי חילוף החומרים שלהם, פרופיל שעתוק והפונקציות סלולריות. כדי ללמוד על תופעות אלו, שיטות שניתן לכמת שינויים נדרשות. סוג אחד של readout לתגובות כאלה הוא השינוי בלוקליזציה של גורמי שעתוק קשורים לחץ בתגובה ללחץ תזונתי. מכשירי microfluidic 1 היו בשימוש באופן דינמי לתפעל תנאים סביבתיים לתאי 2-4. הם מציגים מספר יתרונות להדמית תא חייה: הסביבה של התאים ניתן לשלוט במדויק ובאופן דינמי השתנתה; תאים יכולים להיות חי בהדמיית בכל העת, לרבות במניפולציה של תנאים חיצוניים, וכרכים מגיבים מינימאליים נדרשים. עיצוב פשוט מאוד למכשיר microfluidic, המאפשר להתחלפות בין שני תנאים, הוא מכשיר בצורת אות V 2. אנו משתמשים באופן שגרתי מכשירי Y בצורה המאפשרים microfluidicיישום של שינויים דינמיים בתאים בערוץ. אנו משתמשים במכשיר זה כדי לעקוב אחר שינויי לוקליזציה של גורמים מתויגים fluorescently לחץ הקשורים שעתוק בתאי שמרים. אנו עוקבים אחר שינויים אלה תחת תנאים משתנים תזונתיים. לדוגמה, אנו יכולים לספק לדופק (או סדרה של פולסים) של גלוקוז המכיל בינוני תוך תקופה של אי גלוקוז בינוני, ברזולוציה של זמן עדינה מאוד. לעתים קרובות בניסויים כאלה, אחד הוא מעוניין בהשוואת התשובות של זני תאים שונים (לדוגמה, מוטציות שונות, או מבודד בר שונה). ערוץ Y בצורה מוגבלת לזן אחד בכל ערוץ - אם זן אחד או יותר משמש, אין דרך פשוטה להבדיל בין הזנים. כדי להתגבר על זה, ערוצים שונים ניתן להשתמש. אם אנחנו רוצים להחיל את תנאי הדינמיקה זהות לזנים רבים, ברצוננו לשלב את מושג ה-Y ערוץ עם מספר רבים של ערוצים. ישנם שני אתגרים ביישום פתרון זה: זה יכול להיות קשה ליישם tהוא אותם תנאים באותו זמן לכל הערוצים, וקיים מגבלה גיאומטרית למספר ערוצי Y שיכול להיות מצויד במכשיר אחד. לפיכך, אנו מחפשים את הדרך לצפייה במספר זנים בערוץ אחד בתנאים דינאמיים. כאן אנו מתארים מכשיר microfluidic 2 שכבתי המיועד לזנים מרובים הדמיה בערוץ 1 באותם תנאים דינמיים. השכבה התחתונה מורכבת הדק PDMS עם שורה של חורים. שכבה זו מחוברת לcoverslip זכוכית יצירת בארות שלתוכו אנו מניחים את הזנים השונים, דבקותם בConcanavalin לזכוכית. השכבה השנייה היא מכשיר microfluidic בצורת אות V שנוצר באמצעות שיטת נייר הדבק 5. לאחר שהניח את הזנים בבארות השכבה השנייה מיושרת במהירות ובמצורפת לראשון, יצירת ערוץ אחד עם כמה בארות המכילות את הזנים השונים. מכשיר זה מאפשר סופי לאחר מספר זנים בערוץ אחד, שבו כלזנים כפופים לאותם תנאים באותו הזמן בדיוק. כל תהליך התכנון וייצור יכולים להיעשות על benchtop, תוך שימוש באמצעים פשוטים, ללא יתוגרפיה הרכה.

<table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> מגיב / ציוד </td><td> חברה </td><td> מספר קטלוגים </td></tr><tr><td> PDMS-SYLGARD 184 </td><td> Dow Corning ארה&quot;ב </td><td></td></tr><tr><td> ייבוש אבק </td><td> Nalgene </td><td> 5310-0250 </td></tr><tr><td> ביופסית בוקרים </td><td> טד פלה בע&quot;מ </td><td> אריס Uni-Core 15076 (2 מ&quot;מ), 15074 (1.2 מ&quot;מ) </td></tr><tr><td> משאבות מזרק </td><td> Chemyx </td><td> היתוך 200 </td></tr><tr><td> קורונה treater </td><td> מוצרי אלקטרו technic </td><td> BD-20 </td></tr><tr><td> צינורות Tygon </td><td> Tygon </td><td> S-54-HL </td></tr><tr><td> Concanavalin- </td><td> סיגמא </td><td> C7275 </td></tr><tr><td> נייר דבק </td><td> 3M ויסקי </td><td> קלטת שקופה 1/2 &quot; </td></tr></tbody></table>

a microfluidic device for studying multiple distinct strains

המחקר של תגובות תא לשינויים סביבתיים מציב אתגרים ניסיוניים רבים: תאים צריכים להיות צלמו בתנאים משתנים, לעתים קרובות באופן השוואתי. צלחות Multiwell משמשות באופן שגרתי להשוואת זנים רבים ושונים או קווים סלולריים, אבל תאפשרנה שליטה מוגבלת על דינמיקת הסביבה. התקני microfluidic, לעומת זאת, מאפשרים שליטה דינמית מעולה על התנאים סביבו, אבל זה מאתגר לתמונה ולהבחין יותר מכמה זנים בם. כאן אנו מתארים שיטת קלות ובמהירות לייצור מכשיר מסוגל ליישם תנאים משתנים באופן דינאמי לזני שמרים שונים מרובים בערוץ 1 microfluidic. המכשיר תוכנן ויוצר באמצעים פשוטים, ללא צורך ביתוגרפיה הרכה. הוא מורכב מערוץ זרימה בצורת אות V מצורף לשכבה שנייה מחסה microwells. הזנים ממוקמים בmicrowells הנפרד, וצלמו תחת בדיוק מאותם תנאים דינאמיים. אנו הדגמהnstrate השימוש במכשיר למדידת תגובות לוקליזציה חלבון לפולסים של שינויים תזונתיים בזני שמרים שונים.

כדי להדגים את ההפרדה בין זנים שונים שצלמנו שני זני שמרים הנבדלים בבארות חלופיות. הדמית בארות מלאות לא מראות זליגת תא בין הבארות (איור 5 א, ב). שני הזנים יש MSN2 גורם השעתוק תויג YFP. כדי לבחון את ההשפעה של שינויים בתנאי סימולטני באופן דינמי, שהחלפנו את הספיקות בשני ...

Watch this Scientific Journal Video about A Microfluidic Device for Studying Multiple Distinct Strains at JoVE.com

A Microfluidic Device for Studying Multiple Distinct Strains

אנו מציגים שיטה פשוטה לייצר מכשירים המסוגלים החלת תנאים דינמיים דומים לזנים שונים מרובים microfluidic, ללא צורך בחדר נקי או ליתוגרפיה הרכה.

מכשיר microfluidic ללימוד זני Distinct מרובים

The study of cell responses to environmental changes poses many experimental challenges: cells need to be imaged under changing conditions, often in a ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Microfluidic Device for Recreating a Tumor Microenvironment in Vitro

Microfluidic Device for Recreating a Tumor Microenvironment in Vitro

מכשיר microfluidic ליצירה מחדש של גידול microenvironment<em&gt; במבחנה</em

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

Microfluidic Mixers for Studying Protein Folding

מערבלים microfluidic ללימוד קיפול חלבונים

The process by which a protein folds into its native conformation is highly relevant to biology and human health yet still poorly understood. One reason ...

Protocol for Biofilm Streamer Formation in a Microfluidic Device with Micro-pillars

פרוטוקול ליצירת biofilm Streamer במכשיר microfluidic עם מיקרו עמודים

Several bacterial species possess the ability to attach to surfaces and colonize them in the form of thin films called biofilms. Biofilms that grow in ...

A Microfluidic Chip for ICPMS Sample Introduction

שבב microfluidic למבוא לדוגמא ICPMS

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

Analyzing Mixing Inhomogeneity in a Microfluidic Device by Microscale Schlieren Technique

ניתוח inhomogeneity ערבוב במכשיר microfluidic על ידי טכניקת microscale Schlieren

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

Fully Automated Centrifugal Microfluidic Device for Ultrasensitive Protein Detection from Whole Blood

האוטומטי לחלוטין צנטריפוגלי Microfluidic מכשיר לגילוי חלבון רגיש מן הדם מלא

Enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) is a promising method to detect small amount of proteins in biological samples. The devices providing a platform ...

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

עמית תרבות Microbiome חי עם Microengineered אדם המעיים villi בתוך גוט-על-שבב מכשיר microfluidic

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

Multi-step Variable Height Photolithography for Valved Multilayer Microfluidic Devices

פוטו-ליתוגרפיה גובה רב שלבי משתנה עבור Valved רב שכבתי מכשירים microfluidic

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

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

פלטפורמה מבוססת Photoresist ביוסנסור אלקטרוכימי Microfluidic הסרט יבש: ייצור המכשיר, הכנה על שבב Assay, ותפעול המערכת

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