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

YG stöds av en gemenskap från IDB. IN är en Alon karl och en fakultet kamrat av Edmond J. ‭. ‬ Safra Centrum för bioinformatik vid Tel Avivs universitet ‭. ‬ Denna forskning stöddes av ISF bidrag 1499/10.

1. Skapa en Scotch-tejp Mästare 5 <ol><li> Rita eller skriva ut önskad mikrokanalen layout, att skala, på papper. I vårt fall utformningen består av två Y-formade kanaler, vardera 3 mm bred (figur 2). </li><li> Täck en glas-bild med lager av scotch tape. Antalet skikt avgör höjden av kanalen (ca 60 ^ m per skikt). Vi använde 3 lager tejp. </li><li> Placera layout på en plan yta. Rikta bilden över designmönster. Skär försiktigt tejpen på glasskivan med en skalpell enligt layo...

<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>

I detta papper presenterar vi en enkel bänk metod för att skapa en mikroflödessystem enhet som gör efter flera jäststammar samtidigt under dynamiska förhållanden. Efter flera stammar i en kanal ger ett pålitligt verktyg för att jämföra dynamik encelliga svar i flera stammar. En fördel med vår strategi är förmågan att tillverka anordningen med enkla tekniker utan behov av ett rent rum. I själva verket har vi också genomfört protokollet hoppa verksamheten plasmabehandling (i steg 2,9 och 3,6) och fick b...

Celler ständigt reagera på ett dynamiskt föränderlig miljö, genom att ändra deras metabolism, transkriptionell profil och cellulära funktioner. För att studera dessa fenomen, metoder som kan kvantifiera sådana förändringar som behövs. En typ av avläsning för sådana svar är förändringen i lokaliseringen av stressrelaterade transkriptionsfaktorer som svar på näringsmässig stress. Mikroflödessystem enheter 1 har använts för att dynamiskt manipulera miljöförhållanden till celler 2-4. De presenterar flera fördelar för levande cell imaging: miljön i cellerna kan kontrolleras exakt och dynamiskt förändrats, celler kan live-avbildas vid alla tillfällen, bland annat vid hantering av externa förhållanden, och minimala reagensvolymer krävs. En mycket enkel konstruktion för en mikrofluidikanordning, tillåter växling mellan två villkor, är en Y-formad anordning 2. Vi använder rutinmässigt Y-formade mikroflödessystem enheter som tillåtertillämpning av dynamiska ändringar av cellerna i kanalen. Vi använder denna enhet för att följa lokalisering förändringar av fluorescerande taggade stressrelaterade transkriptionsfaktorer i jästceller. Vi följer dessa förändringar under föränderliga näringsmässiga förhållanden. Till exempel kan vi erbjuda en puls (eller serie av pulser) av glukos-medium inom en period av-glukos medium vid en mycket fin tidsupplösning. Ofta i sådana experiment, är en intresserad jämföra svaren från olika cellstammar (t.ex. olika mutanter, eller olika vilda isolat). Den Y-formade kanalen är begränsad till en stam i varje kanal - om mer än en stam används, finns det inget enkelt sätt att särskilja mellan stammarna. För att övervinna detta, kan olika kanaler kan användas. Om vi ​​vill använda samma dynamik villkor till flera stammar, vill vi kombinera Y-kanals koncept med flera kanaler. Det finns två utmaningar att genomföra denna lösning: Det kan vara svårt att tillämpa than samma förhållanden samtidigt till alla kanaler, och det finns en geometrisk begränsning av antalet Y-kanaler som kan monteras i en anordning. Vi blev därför söker efter ett sätt för visning flera stammar i en kanal under dynamiska förhållanden. Här beskriver vi en tvåskiktad mikroflödessystem anordning avsedd för avbildning multipla stammar i en kanal under samma dynamiska förhållanden. Bottenskiktet består av tunt PDMS med en rad av hål. Detta lager är ansluten till täckglas skapa brunnar i vilka vi kommer att placera de olika stammarna, vidhäftande dem med Concanavalin A till glaset. Det andra skiktet är en Y-formad mikrofluidanordning skapas med hjälp av metoden tejp 5. Efter placering av stammarna i brunnarna det andra skiktet snabbt linje och fäst till den första, skapar en kanal med flera brunnar som innehåller de olika stammarna. Denna sista enheten tillåter efter flera stammar i en kanal, där allastammar utsattes för samma förhållanden vid exakt samma tidpunkt. Hela konstruktionen och tillverkningsprocessen kan göras på bänken, med enkla medel, utan mjuk litografi.

<table border="1"><tbody><tr><td> Reagens / utrustning </td><td> Företag </td><td> Katalognummer </td></tr><tr><td> PDMS-SYLGARD 184 </td><td> Dow Corning USA </td><td></td></tr><tr><td> Vakuumexsickator </td><td> Nalgene </td><td> 5310-0250 </td></tr><tr><td> Biopsi hålslag </td><td> Ted Pella Inc. </td><td> Harris Uni-Core 15.076 (2 mm), 15.074 (1,2 mm) </td></tr><tr><td> Sprutpumpar </td><td> Chemyx </td><td> Fusion 200 </td></tr><tr><td> Corona treater </td><td> Electro-Technic produkter </td><td> BD-20 </td></tr><tr><td> Tygonrör </td><td> Tygon </td><td> S-54-HL </td></tr><tr><td> Konkanavalin-A </td><td> Sigma </td><td> C7275 </td></tr><tr><td> Tejp </td><td> 3M Scotch </td><td> Genomskinlig tejp 1/2 &quot; </td></tr></tbody></table>

a microfluidic device for studying multiple distinct strains

Studien av cellsvar på miljöförändringar innebär många experimentella utmaningar: celler måste avbildas under föränderliga förhållanden, ofta i ett jämförande sätt. Flerbrunnsplattor används rutinmässigt för att jämföra många olika stammar eller cellinjer, men tillåter begränsad kontroll över miljön dynamik. Mikroflödessystem enheter, å andra sidan, att utsökt dynamisk kontroll över omgivningen, men det är en utmaning att bild och urskilja mer än några stammar i dem. Här beskriver vi en metod för att enkelt och snabbt tillverka en mikrofluidisk anordning som kan tillämpa dynamiskt föränderliga förhållanden till flera distinkta jäststammar i en kanal. Enheten är designad och tillverkad med enkla medel utan behov av mjuk litografi. Den består av en Y-formad flödeskanal fäst till ett andra skikt hyser mikrobrunnar. Stammarna placeras i separata mikrobrunnar, och avbildas under exakt samma dynamiska förhållanden. Vi demonstrate användningen av anordningen för mätning svar proteinlokalisering till pulser av näringsämnen förändringar i olika jäststammar.

För att visa separationen mellan olika stammar vi avbildas två urskiljbara jäststammar i alternativa brunnar. Imaging hela brunnarna uppvisar ingen cell läckage mellan brunnar (figur 5a, b). Båda stammarna har MSN2 transkriptionsfaktorn taggade med YFP. För att testa den samtidiga effekten av dynamiskt ändrade förhållanden, bytte vi flödeshastigheterna i de två ingångskanalerna, skapar ett steg utan glukos-medium, vilket resulterade i lokalisering av MSN2-YFP till kärnan (fig 5c, d)...

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

Vi presenterar en enkel metod för att producera mikrofluidikanordningar kan tillämpa liknande dynamiska förhållanden till flera olika stammar, utan behov av ett rent rum eller mjuk litografi.

En mikroflödessystem enheten för att studera flera olika stammar

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

Mikroflödessystem enhet för att återskapa en tumör mikromiljö<em&gt; In vitro</em

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

Microfluidic Mixers for Studying Protein Folding

Mikroflödessystem Blandare för att studera protein Folding

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

Protokoll för Biofilm Streamer Bildning i ett mikroflödessystem enhet med Micro-stolparna

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

En mikroflödes Chip för ICPMS Sample Introduktion

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

Analysera Blandning homogen i en mikroflödessystem enhet med Micro Schlieren Teknik

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

Helautomatiska centrifugala mikroflödessystem enhet för Ultraproteindetektion från helblod

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

Co-kultur av levnads- Microbiome med Microengineered Human Intestinal Villi i en Gut-on-a-chip mikroflödessystem enhet

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

Multi-steg varierande höjd Fotolitografi för Ventilförsedda Multilayer Mikrofluidikanordningar

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

Torr Film fotoresist-baserade elektrokemiska mikroflödessystem Biosensor plattform: Enhet Fabrication, On-chip Assay förberedelse och systemdrift

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