Name: label-free neutrophil enrichment from patient-derived airway secretion using closed-loop inertial microfluidics
Uploaded: 2018-06-07T14:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Label-free Neutrophil Enrichment from Patient-derived Airway Secretion Using Closed-loop Inertial Microfluidics at JoVE.com

이 작품은 NIH U24 샘플 살려주는 분석 결과 프로그램 (U24-AI118656) 뿐만 아니라 NIH/NIAID (R21AI119042)에 의해 지원 되었다.

샘플 컬렉션은 피츠버그 대학 기관 검토 위원회 (IRB # PRO16060443, PRO10110387)에 의해 승인 되었다. 모든 실험은 적절 한 개인 보호 장비와 캐비닛 biosafety 아래 수행 됩니다.
1. 장치 제조 및 소프트 리소 그래피
참고: 표준 소프트 리소 그래피 기술을15,16 입니다 (PDMS) 아닌을 만드는 데 사용 했다.
<ol><li>PDMS 전조를 기...

<ol>
	<li>Hamid, Q., 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=Methods+of+sputum+processing+for+cell+counts,+immunocytochemistry+and+in+situ+hybridisation.">Methods of sputum processing for cell counts, immunocytochemistry and in situ hybridisation.</a> European Respiratory Journal. 20 (Supplement 37), 19S-23S (2002).</li><li>van Overveld, F. 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=Effects+of+homogenization+of+induced+sputum+by+dithiothreitol+on+polymorphonuclear+cells.">Effects of homogenization of induced sputum by dithiothreitol on polymorphonuclear cells.</a> J Physiol Pharmacol. 56, 143-154 (2005).</li><li>Qiu, D., Tan, W. 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IX. Elastinolytic activity in granules of human polymorphonuclear leukocytes.</a> J Exp Med. 128 (5), 1137-1155 (1968).</li><li>Kawabata, K., Hagio, T., Matsuoka, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+role+of+neutrophil+elastase+in+acute+lung+injury.">The role of neutrophil elastase in acute lung injury.</a> Eur J Pharmacol. 451 (1), 1-10 (2002).</li><li>Rubin, B. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plastic+Bronchitis.">Plastic Bronchitis.</a> Clin Chest Med. 37 (3), 405-408 (2016).</li><li>Kokot, K., Teschner, M., Schaefer, R. M., Heidland, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stimulation+and+inhibition+of+elastase+release+from+human+neutrophils+dependent+on+the+calcium+messenger+system.">Stimulation and inhibition of elastase release from human neutrophils dependent on the calcium messenger system.</a> Miner Electrolyte Metab. 13 (2), 133-140 (1987).</li></ol>

관성 마이크로 입자 및 셀의 크기5,18,,1920에 따라 마이크로 채널에서 특정 측면 위치에 지역화 합니다. 학장의 결합된 효과의 한 힘 및 곡선된 아닌, 큰 입자 또는 호 중구에 관성 리프트 힘을 끌어 (> 10 µ m) 있는 내부 채널 및 작은 입자, 점액 집계, 및 파편 6 보다 작은 µ m 위치 특정 흐름 속도에서 채?...

이후 셀 기도 분 비 물에 점액의 다량에 캡슐화, 생체 외에서 시험에 의해 백혈구의 기능 평가 방해 되었습니다 있다. Dithiothreitol (DTT)는 해리 cytological 분석 및 격리 된 셀1,2의 쾌활 생존을 제공 하면서 중재자의 검출에 대 한가 래를 균질 하 가장 일반적인 세포의 용 해 버퍼. 그러나, DTT 방해할 수 있습니다 기도 중 성구의 표면 바인딩된 항 같은 elastase myeloperoxidase (MPO) 릴리스2,3호 중구 기능 장애의 결과로. 따라서, 인간의 기도 호 중구 기능 몇 가지 연구와 말 초 혈액 호 중구, 폐4의 생리 적 특성을 드러내지 수 있습니다 실시 되었습니다. 한편, 관성 마이크로 다양 한 환자 biomatrices5,6에서 세포를 분리 하는에서 발전을 했다. 딘 끌어서 관성 리프트 힘 사이 평형 입자/셀 라벨 무료 입자 분리7를 수 있는 그들의 크기에 따라 정렬 합니다. 우리의 그룹은 이전 순환 종양 세포8,9, 혈액8병원 체, 세포는 현 탁 액 문화10,11, 를 위한 샘플 준비 방법 소개 12, 및 polymorphonuclear 백혈구 (PMNs) 혈액13,14에서.
여기, 다운스트림 시험관에서 분석 결과, 같은 호 중구 elastase (NE) 분석 결과 대 한 폐쇄 루프 관성 마이크로 사용 하 여 환자의 기도 분 비 물에서 면역 세포를 준비 하는 프로토콜을 소개 합니다. 셀/입자의 있는 셀/입자-의-관심은 제거 되어야 하는 임상 견본에서 일반적으로 관찰 되는 측면 방향에 상당한 중복 하는 경우에 특히 높은 농도 및 복구,이 메서드를 제공 합니다. 내부 벽 (IW)를 재순환 하 여-작은 mucin 집계 배경 액체 폐기물 저수지를 통과 하는 동안 큰 입자 또는 셀 입력된 샘플 튜브, 입자 또는 원래 저수지에서 셀의 관심 집중에 다시 집중. 임상 샘플의 이종 유체 속성에도 불구 하 고 제안된 된 방법 1,000-fold 희석 하는 기도 분 비 샘플에서 호 중구의 95% 이상 일관 되 게 복구 솔루션과 깨끗 한 식 염 수 (~ 1 mL). 대조적으로, 세포의 용 해 방법 샘플 조건에 따라 회수율 PMNs의 넓은 범위를 제공합니다. 제안 된 프로토콜 임상 도전 최소한 침략 적 절차와 생체 인식에서 섬세 한 세포 수확에 물리적 또는 화학적 중단 없이 레이블 없는 방식으로 백혈구를 캡처합니다.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>PDMS precursor</td>
			<td>Dow corning</td>
			<td>184 SIL ELAST KIT 3.9KG</td>
			<td>10:1 ratio of base and curing agent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>VWR gravity convection oven</td>
			<td>VWR</td>
			<td>414005-128</td>
			<td>PDMS precursor to be cured in 90 deg.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>100mm petri dish</td>
			<td>VWR</td>
			<td>89000-324</td>
			<td>Fabrication of PDMS Supporting layer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Harris Uni-core puncher</td>
			<td>Sigma-aldrich</td>
			<td>WHAWB100076</td>
			<td>2mm diameter or other depending on the tubing size</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Air plasma machine</td>
			<td>Femto Science</td>
			<td>Cute</td>
			<td>Surface plasma treatment for PDMS device to bottom base.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2&#8221; x 3&#8221; glass slide</td>
			<td>TED PELLA, INC.</td>
			<td>2195</td>
			<td>To support PDMS device</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Masterflex spooled platinum-cured silicone tubing, L/S 14</td>
			<td>Cole-Parmer</td>
			<td>EW-96410-14</td>
			<td>Tubing for microfluidics and peristlatic pump</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1/16 inch Luer connector, male</td>
			<td>Harvard apparatus</td>
			<td>PC2 72-1443</td>
			<td>Connector for fluid guide</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>50mL Falcon tube</td>
			<td>Corning</td>
			<td>21008-940</td>
			<td>sample collection &#38; preparation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phosphate-Buffered Saline, 1X Without Calcium and Magnesium</td>
			<td>Corning</td>
			<td>45000-446&#160;</td>
			<td>Buffer solution to dilute sample</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Halyard Closed suction Catheter, Elbow, 14F/ channel 4.67mm</td>
			<td>HALYARD HEALTH</td>
			<td>22113</td>
			<td>Tracheal seceation suction catheter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.9% Sterile Normal saline, 10mL pre-filled syringe</td>
			<td>BD PosiFlush</td>
			<td>NHRIC: 8290-306547</td>
			<td>For tracheal seceation collection from the patients</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SecurTainer&#8482; III Specimen Containers, 20mL</td>
			<td>Simport</td>
			<td>1176R36</td>
			<td>Sterile sputum (airway secretion) collection container</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe with Luer-Lok Tip, 10mL</td>
			<td>BD</td>
			<td>BD309604</td>
			<td>To pipette homogenize the mucus sample and reach the bottom of sample tube</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BD&#160; Blunt Fill Needle, with BD Luer-Lok&#160; Tip</td>
			<td>BD</td>
			<td></td>
			<td>To pipette homogenize the mucus sample and reach the bottom of sample tube</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>40&#181;m nylon cell strainer&#160;</td>
			<td>Falcon</td>
			<td>21008-949</td>
			<td>To remove large chunk or blood clots, which can block the microfluidics access hole or the channel.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Peristaltic pump (Masterflex L/S Digital Drive)</td>
			<td>Cole-Parmer</td>
			<td>HV-07522-30</td>
			<td>operation of microfluidics</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BD LSR II flow cytometer</td>
			<td>BD Bioscience</td>
			<td>LSR II flow cytometer</td>
			<td>Quantification of cell recovery ratio</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fluorescein isothiocyanate (FITC)-conjugated mouse anti-human CD66b monoclonal antibody</td>
			<td>BD Bioscience</td>
			<td>561927</td>
			<td>Immunostaining of neutrophils for Flow cytometer analysis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Allophycocyanin (APC)-conjugated mouse anti-human CD45 monoclonal antibody</td>
			<td>BD Bioscience</td>
			<td>561864</td>
			<td>Immunostaining of neutrophils for Flow cytometer analysis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plate reader</td>
			<td>Thermo Fisher scientific</td>
			<td>Varioskan</td>
			<td>Plate reader for neutrophil elastase assay, ex485/em525</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Neutrophil elastase assay kit</td>
			<td>Cayman Chemical</td>
			<td>600610</td>
			<td>Neutrophil functionality assessment</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fluoresbrite YG Microspheres 10.0&#181;m</td>
			<td>PolyScience, Inc.</td>
			<td>18140-2</td>
			<td>Fluorescent particles to express white blood cell trajectory in microfluidics</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

label-free neutrophil enrichment from patient-derived airway secretion using closed-loop inertial microfluidics

기도 분 비의 면역 관련 세포, 예, 호 중구, 대 식 세포, 림프 톨, 폐 질환, 연구 및 임상 목적을 위해 둘 다의 다양 한 평가를 주요 자원으로 사용 될 수 있는 큰 숫자를 포함. 그러나, 이기종 및 점성의 특성상 환자 점액, 거기 현재 없습니다 신뢰할 수 있는 분리 방법이입니다 환자 기도 분 비에서 호스트 면역 세포를 손상 하지 않는다. 이 연구에서 우리는 환자의 면역 평가 대 한 관성 마이크로 사용 하는 샘플 준비 방법 소개. 임상 샘플의 이종 유체 속성에 제안된 된 방법 1,000-fold 희석 하는 기도 분 비 샘플에서 호 중구의 95% 이상 복구와 깨끗 한 식 염 수의 밀리 리터. 초기 샘플 저수지에 집중된 출력 스트림에 재순환 하 여 높은 농도, 복구, 및 면역 세포의 순도 제공 됩니다; 재순환 관성 마이크로의 단일 실행 주사기 기반 작업에 교환으로 간주 됩니다. 나선형 마이크로의 폐쇄 루프 작업 제공 물리적 또는 화학적 방해 없이 백혈구 phorbol myristate 12 13-아세테이트 (PMA)에 의해 증명-정렬 된 호 중구 elastase 출시를 유도.

우리 모두 DTT mucolysis 및 마이크로 분리 (그림 3A)와 투명 한 면역 세포 정지 달성. 마이크로 분리 수집 105 PMNs x 4.40 평균 (2.1 x 10 x 105 PMNs 5.604 n = 6) 기도 분 비 샘플에서 1,000-fold 희석 (50 mL 전체 볼륨) 깨끗 한 서 스 펜 션의 1 mL. 94.0 %PMNs 초기 희석제에 비해 (CD66b+/CD45+) 6 임상 샘플 작은 볼륨에서 지속적으로 복구 ?...

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Label-free Neutrophil Enrichment from Patient-derived Airway Secretion Using Closed-loop Inertial Microfluidics

이 연구에서 임상 기도 분 비 물이 나선형 관성 마이크로의 폐쇄 루프 작업에서 레이블 없는 호 중구 분리 방법을 설명 합니다. 제안된 된 방법 분석 실험 임상 생체 외에서 다양 한 호흡기 질환에 대 한 확장 이라고 합니다.

폐쇄 루프 관성 마이크로 사용 하 여 환자 파생 기도 분 비에서 레이블 없는 호 중구 농축

Airway secretions contain a large number of immune-related cells, e.g., neutrophils, macrophages, and lymphocytes, which can be used as a major resource ...

Research

JoVE Journal

Immunology and Infection

Long Term Chronic Pseudomonas aeruginosa Airway Infection in Mice

Long Term Chronic Pseudomonas aeruginosa Airway Infection in Mice

장기 만성<em&gt; 녹농균</em마우스의&gt;기도 감염

A mouse model of chronic airway infection is a key asset in cystic fibrosis (CF) research, although there are a number of concerns regarding the model ...

연구

면역학 및 감염병학

Detection of Human Leukocyte Antigen Biomarkers in Breast Cancer Utilizing Label-free Biosensor Technology

라벨이없는 바이오 센서 기술을 활용 유방암 인간 백혈구 항원 바이오 마커의 검출

According to the American Cancer Society, more than 200,000 women will be diagnosed with invasive breast cancer each year and approximately 40,000 will ...

Intravital Imaging of Neutrophil Priming Using IL-1&#946; Promoter-driven DsRed Reporter Mice

Intravital Imaging of Neutrophil Priming Using IL-1ÃƒÅ½Ã‚Â² Promoter-driven DsRed Reporter Mice

IL-1β의 발기인 기반을 DsRed 기자 마우스를 사용 호중구 초벌의 생체 내에 영상

Neutrophils are the most abundant leukocytes in human blood circulation and are quickly recruited to inflammatory sites. Priming is a critical event that ...

Imaging the Neutrophil Phagosome and Cytoplasm Using a Ratiometric pH Indicator

호중구 Phagosome 이미징 및 세포질은 비례의 pH 표시기를 사용하여

Neutrophils are crucial to host innate defense and, consequently, constitute an important area of medical research. The phagosome, the intracellular ...

An All-on-chip Method for Rapid Neutrophil Chemotaxis Analysis Directly from a Drop of Blood

혈액 방울로부터의 신속한 호중구 화학 주 화성 분석을위한 올 온칩 (all-on-chip) 방법

Neutrophil migration and chemotaxis are critical for our body's immune system. Microfluidic devices are increasingly used for investigating neutrophil ...

Label-Free Identification of Lymphocyte Subtypes Using Three-Dimensional Quantitative Phase Imaging and Machine Learning

라벨-무료 3 차원 양적 위상 이미징 사용 하 여 림프 구의 식별 및 기계 학습

We describe here a protocol for the label-free identification of lymphocyte subtypes using quantitative phase imaging and machine learning. Identification ...

Automated Image-Based Quantification of Neutrophil Extracellular Traps Using NETQUANT

NETQUANT를 사용한 호중구 세포외 트랩의 자동 이미지 기반 정량화

Neutrophil extracellular traps (NETs) are web-like antimicrobial structures consisting of DNA and granule derived antimicrobial proteins. ...

Identification of Neutrophil Extracellular Traps in Paraffin-Embedded Feline Arterial Thrombi using Immunofluorescence Microscopy

면역형광 현미경을 사용하여 파라핀 내장 펠린 동맥 혈전에서 호중구 세포 외 트랩의 식별

Neutrophil extracellular traps (NETs), composed of cell-free DNA (cfDNA) and proteins like histones and neutrophil elastase (NE), are released by ...

Label-Free Quantitative Proteomics Workflow for Discovery-Driven Host-Pathogen Interactions

발견 중심의 숙주-병원균 상호 작용을 위한 라벨 프리 정량적 프로테오믹스 워크플로우

The technological achievements of mass spectrometry (MS)-based quantitative proteomics opens many undiscovered avenues for analyzing an organism&#8217;s ...

Quantifying Myeloperoxidase-DNA and Neutrophil Elastase-DNA Complexes from Neutrophil Extracellular Traps by Using a Modified Sandwich ELISA

변형된 샌드위치 ELISA를 사용하여 호중구 세포외 트랩에서 Myeloperoxidase-DNA 및 Neutrophil Elastase-DNA 복합체 정량화

Certain stimuli, such as microorganisms, cause neutrophils to release neutrophil extracellular traps (NETs), which are basically web-like structures ...