Name: electric-field-induced neural precursor cell differentiation in microfluidic devices
Uploaded: 2021-04-14T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Electric-Field-Induced Neural Precursor Cell Differentiation in Microfluidic Devices at JoVE.com

يشكر المؤلفون البروفيسور تانغ ك. تانغ، معهد العلوم الطبية الحيوية، أكاديميا سينيكا، على مساعدته في توفير الخلايا الجذعية العصبية للفأر والخلايا السلف (mNPCs). كما يشكر المؤلفان البروفيسور تانغ ك. تانغ والسيدة ينغ شان لي على مناقشتيهما القيمة بشأن التمييز بين الشخصيات غير الوطنية.

1. تصميم وتصنيع رقاقة MOE
<ol><li>رسم أنماط لطبقات الميثاكريل البولي ميثيل الفردية (PMMA) والشريط على الوجهين باستخدام البرامج المناسبة(الشكل 1A، جدول المواد). قطع كل من أوراق PMMA والشريط على الوجهين مع CO2 آلة الليزر ناسخ (الشكل 1B).<ol>
<li>قم بتشغيل جهاز ن...

<ol>
	<li>Chang, H. F., Lee, Y. S., Tang, T. K., 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=Pulsed+DC+electric+field-induced+differentiation+of+cortical+neural+precursor+cells.">Pulsed DC electric field-induced differentiation of cortical neural precursor cells.</a> PLoS One. 11 (6), e0158133 (2016).</li><li>Li, S., Li, H., Wang, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Orientation+of+spiral+ganglion+neurite+extension+in+electrical+fields+of+charge-balanced+biphasic+pulses+and+direct+current+in+vitro.">Orientation of spiral ganglion neurite extension in electrical fields of charge-balanced biphasic pulses and direct current in vitro.</a> Hearing research. 267 (1-2), 111-118 (2010).</li><li>Rajnicek, A. M., Robinson, K. R., 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=The+direction+of+neurite+growth+in+a+weak+DC+electric+field+depends+on+the+substratum:+contributions+of+adhesivity+and+net+surface+charge.">The direction of neurite growth in a weak DC electric field depends on the substratum: contributions of adhesivity and net surface charge.</a> Developmental biology. 203 (2), 412-423 (1998).</li><li>Kim, Y. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differential+regulation+of+proliferation+and+differentiation+in+neural+precursor+cells+by+the+Jak+pathway.">Differential regulation of proliferation and differentiation in neural precursor cells by the Jak pathway.</a> Stem Cells. 28 (10), 1816-1828 (2010).</li><li>Cunha, F., Rajnicek, A. M., 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+directs+migration,+enhances+and+orients+cell+division+and+upregulates+the+chemokine+receptors+CXCR4+and+CXCR2+in+endothelial+cells.">Electrical stimulation directs migration, enhances and orients cell division and upregulates the chemokine receptors CXCR4 and CXCR2 in endothelial cells.</a> Journal of Vascular Research. 56 (1), 39-53 (2019).</li><li>Chang, H. F., Cheng, H. T., Chen, H. Y., Yeung, W. K., 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=Doxycycline+inhibits+electric+field-induced+migration+of+non-small+cell+lung+cancer+(NSCLC)+cells.">Doxycycline inhibits electric field-induced migration of non-small cell lung cancer (NSCLC) cells.</a> Scientific Reports. 9 (1), 8094 (2019).</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 (3), 34116 (2012).</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> Biosensors and Bioelectronics. 24 (12), 3510-3516 (2009).</li><li>Jing, 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=Study+of+electrical+stimulation+with+different+electric-field+intensities+in+the+regulation+of+the+differentiation+of+PC12+cells.">Study of electrical stimulation with different electric-field intensities in the regulation of the differentiation of PC12 cells.</a> American Chemical Society Chemical Neuroscience. 10 (1), 348-357 (2019).</li><li>Guo, 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=Self-powered+electrical+stimulation+for+enhancing+neural+differentiation+of+mesenchymal+stem+cells+on+graphene-poly(3,4-ethylenedioxythiophene)+hybrid+microfibers.">Self-powered electrical stimulation for enhancing neural differentiation of mesenchymal stem cells on graphene-poly(3,4-ethylenedioxythiophene) hybrid microfibers.</a> American Chemical Society Nano. 10 (5), 5086-5095 (2016).</li><li>Manabe, M., Mie, M., Yanagida, Y., Aizawa, M., Kobatake, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Combined+effect+of+electrical+stimulation+and+cisplatin+in+HeLa+cell+death.">Combined effect of electrical stimulation and cisplatin in HeLa cell death.</a> Biotechnology and Bioengineering. 86 (6), 661-666 (2004).</li><li>Liu, 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=Protective+effect+of+moderate+exogenous+electric+field+stimulation+on+activating+netrin-1/DCC+expression+against+mechanical+stretch-induced+injury+in+spinal+cord+neurons.">Protective effect of moderate exogenous electric field stimulation on activating netrin-1/DCC expression against mechanical stretch-induced injury in spinal cord neurons.</a> Neurotoxicity Research. 34 (2), 285-294 (2018).</li><li>Haan, N., Song, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Therapeutic+application+of+electric+fields+in+the+injured+nervous+system.">Therapeutic application of electric fields in the injured nervous system.</a> Advances in Wound Care. 3 (2), 156-165 (2014).</li><li>Ariza, C. A., 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=The+influence+of+electric+fields+on+hippocampal+neural+progenitor+cells.">The influence of electric fields on hippocampal neural progenitor cells.</a> Stem Cell Reviews and Reports. 6 (4), 585-600 (2010).</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 (10), 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 (1), 14102-14114 (2012).</li><li>Hou, H. S., 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+studies+of+lung+cancer+cells+using+a+multichannel+dual-electric-field+microfluidic+chip.">Electrotaxis studies of lung cancer cells using a multichannel dual-electric-field microfluidic chip.</a> Journal of Visualized Experiments. 106, e53340 (2015).</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 (11), 2316-2323 (2007).</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 (2), 24105 (2008).</li><li>Fuhr, G., Shirley, S. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cell+handling+and+characterization+using+micron+and+submicron+electrode+arrays:+state+of+the+art+and+perspectives+of+semiconductor+microtools.">Cell handling and characterization using micron and submicron electrode arrays: state of the art and perspectives of semiconductor microtools.</a> Journal of Micromechanics and Microengineering. 5 (2), 77-85 (1995).</li><li>AChang, K. A., 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=Biphasic+electrical+currents+stimulation+promotes+both+proliferation+and+differentiation+of+fetal+neural+stem+cells.">Biphasic electrical currents stimulation promotes both proliferation and differentiation of fetal neural stem cells.</a> PLoS One. 6 (4), e18738 (2011).</li><li>Lim, J. H., McCullen, S. D., Piedrahita, J. A., Loboa, E. G., Olby, N. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Alternating+current+electric+fields+of+varying+frequencies:+effects+on+proliferation+and+differentiation+of+porcine+neural+progenitor+cells.">Alternating current electric fields of varying frequencies: effects on proliferation and differentiation of porcine neural progenitor cells.</a> Cell Reprogram. 15 (5), 405-412 (2013).</li></ol>

أثناء تصنيع رقاقة MOE ، يتم إرفاق المحولات بالطبقة 1 من رقاقة MOE مع غراء سيانواكريلات سريع المفعول. يتم تطبيق الغراء على 4 زوايا من المحولات، ومن ثم يتم تطبيق الضغط بالتساوي على محولات. يجب تجنب كمية زائدة من الغراء لضمان البلمرة كاملة من الغراء. وعلاوة على ذلك، يتم احتضان تجميع رقاقة MOE المكت?...

يمكن أن تكون الخلايا السليفة العصبية (NPCs ، المعروفة أيضا باسم الخلايا الجذعية العصبية والذرية) كمرشح واعد للاستراتيجية العلاجية العصبية1. الشخصيات غير المتمايزة لديها قدرة التجديد الذاتي، متعددة الفعالية، والقدرة على الانتشار2،3. وقد ذكرت دراسة سابقة أن المصفوفة خارج الخلية والوسطاء الجزيئية تنظيم التمايز من المجلس الوطني للصحافه. عامل نمو البشرة (EGF) وعامل نمو الخلايا الليفية الأساسية (bFGF) تعزيز انتشار المجلس الوطني للصحافه، وبالتالي الحفاظ على الدولة غير المتمايزة4.
وقد ذكرت الدراسات السابقة أن التحفيز الكهربائي يمكن تنظيم الأنشطة الفسيولوجية الخلية مثل القسم5، الهجرة6،7،8، التمايز1،9،10، وموت الخلية11. تلعب المجالات الكهربائية (EFs) أدوارا حيوية في تطوير وتجديد تطوير الجهاز العصبي المركزي12و13و14. من 2009 إلى 2019، قام هذا المختبر بالتحقيق في الاستجابات الخلوية لتطبيق EF في النظام الدقيق1، 6،7،8،15،16،17. تم تصميم رقاقة متعددة القنوات وشفافة بصريا والكهربائية (MOE) لتكون مناسبة لتلطيخ immunofluorescence للتنظير المجهري الكونف البؤري. كانت الشريحة ذات شفافية بصرية عالية ومتانة جيدة وسمحت بإجراء ثلاث تجارب تحفيز مستقلة في وقت واحد والعديد من الحالات الملطخة بالمناعة في دراسة واحدة. النظام microfluidic مفيد في تبسيط الإعداد التجريبي العام ، وبالتالي ، فإن استهلاك الكاشف والعينة. تصف هذه الورقة تطور نظام زراعة الخلايا الدقيقة التي استخدمت لدراسة تمايز الخلايا على المدى الطويل.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>1 mm PMMA substrates (Layers 1-3)</td>
			<td>BHT</td>
			<td>K2R20</td>
			<td>Polymethyl methacrylate (PMMA), http://www.bothharvest.com/zh-tw/product-421076/Optical-PMMA-Non-Coated-BHT-K2Rxx-xx=-thickness-choices.html</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>15 mL plastic tube</td>
			<td>Protech Technology Enterprise Co., Ltd</td>
			<td>CT-15-PL-TW</td>
			<td>Conical bottomed tube with cap, assembled, presterilized</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3 mL syringe</td>
			<td>TERUMO</td>
			<td>DVR-3413</td>
			<td>3 mL oral syringes, without needle</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3 mm optical grade PMMA (Layer 5)</td>
			<td>CHI MEI Corporation</td>
			<td>ACRYPOLY PMMA Sheet</td>
			<td>Optical grade PMMA</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3-way stopcock</td>
			<td>NIPRO</td>
			<td>NCN-3L</td>
			<td>Sterile disposable 3-way stopcock</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5 mL syringe</td>
			<td>TERUMO</td>
			<td>DVR-3410</td>
			<td>5 mL oral syringes, without needle</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Adaptor</td>
			<td>Dong Zhong Co., Ltd.</td>
			<td>Customized</td>
			<td>PMMA adaptor</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Agarose</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>A9414</td>
			<td>Agarose, low gelling temperature</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Amplifier</td>
			<td>A.A. Lab Systems Ltd</td>
			<td>A-304</td>
			<td>High voltage amplifier</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>AutoCAD software</td>
			<td>Autodesk</td>
			<td>Educational Version</td>
			<td>Drafting</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>B-27 supplement</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>12587-010</td>
			<td>B-27 supplement (50x), minus vitamin A</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Basic fibroblast growth factor (bFGF)&#160;</td>
			<td>Peprotech</td>
			<td>AF-100-18B</td>
			<td>Also called recombinant human FGF-basic</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Black rubber bung</td>
			<td>TERUMO</td>
			<td>DVR-3413</td>
			<td>From 3 mL oral syringes, without needle</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bovine serum albumin (BSA)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>B4287</td>
			<td>Blocking reagent&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Centrifuge</td>
			<td>HSIANGTAI</td>
			<td>CV2060</td>
			<td>Centrifuge</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CO2 laser scriber</td>
			<td>Laser Tools and Technics Corp.&#160;</td>
			<td>ILS-II</td>
			<td>Purchased from http://www.lttcorp.com/index.htm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cone connector</td>
			<td>IDEX Health &#38; Science</td>
			<td>F-120X</td>
			<td>One-piece fingertight 10-32 coned, for 1/16&#34; OD natural</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cone-Luer adaptor</td>
			<td>IDEX Health &#38; Science</td>
			<td>P-659</td>
			<td>Luer Adapter 10-32 Female to Female Luer, PEEK</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Confocal fluorescence microscope</td>
			<td>Leica Microsystems</td>
			<td>TCS SP5</td>
			<td>Leica TCS SP5 user manual, http://www3.unifr.ch/bioimage/wp-content/uploads/2013/10/User-Manual_TCS_SP5_V02_EN.pdf</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Digital camera</td>
			<td>OLYMPUS</td>
			<td>E-330</td>
			<td>Automatic time-lapse image acquisition</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Digital oscilloscope</td>
			<td>Tektronix</td>
			<td>TDS2024</td>
			<td>Measure voltage or current signals over time in an electronic circuit or component to display amplitude and frequency.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Double-sided tape</td>
			<td>3M&#160;</td>
			<td>PET 8018</td>
			<td>Purchased from http://en.thd.com.tw/</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dulbecco&#8217;s modified Eagle&#8217;s medium/Ham&#39;s nutrient mixture F-12 (DMEM/F12)</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>12400024</td>
			<td>DMEM/F-12, powder, HEPES</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dulbecco&#39;s phosphate-buffered saline (DPBS)</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>21600010</td>
			<td>DPBS, powder, no calcium, no magnesium</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EF multiplexer</td>
			<td>Asiatic Sky Co., Ltd.</td>
			<td>Customized</td>
			<td>Monitor and control the electric current in individual channels</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Epidermal growth factor (EGF)</td>
			<td>Peprotech</td>
			<td>AF-100-15</td>
			<td>Also called recombinant human EGF</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fast-acting cyanoacrylate glue</td>
			<td>3M&#160;</td>
			<td>7004T</td>
			<td>Strength instant adhesive (liquid)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Flat bottom connector</td>
			<td>IDEX Health &#38; Science</td>
			<td>P-206</td>
			<td>Flangeless male nut Delrin, 1/4-28 flat-bottom, for 1/16&#34; OD blue</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Function generator</td>
			<td>Agilent Technologies</td>
			<td>33120A</td>
			<td>High-performance 15 MHz synthesized&#160;function generator&#160;with built-in arbitrary waveform capability</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Goat anti-mouse IgG H&#38;L (Alexa Fluor 488)</td>
			<td>Abcam</td>
			<td>ab150117</td>
			<td>Goat anti-mouse IgG H&#38;L (Alexa Fluor 488) preadsorbed</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Goat anti-rabbit IgG H&#38;L (Alexa Fluor 555)</td>
			<td>Abcam</td>
			<td>ab150086</td>
			<td>Goat polyclonal secondary antibody to rabbit IgG - H&#38;L (Alexa Fluor 555), preadsorbed</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hoechst 33342</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>H3570</td>
			<td>Nuclear staining</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ImageJ software</td>
			<td>National Institutes of Health</td>
			<td>1.48v</td>
			<td>Analyze the fluorescent images&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Indium&#8211;tin&#8211;oxide (ITO) glass</td>
			<td>Merck</td>
			<td>300739</td>
			<td>For ITO heater</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Inverted phase contrast microscope</td>
			<td>OLYMPUS</td>
			<td>CKX41</td>
			<td>For cell morphology observation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>K-type thermocouple</td>
			<td>Tecpel</td>
			<td>TPK-02A</td>
			<td>Temperature&#160;thermocouples</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Luer adapter</td>
			<td>IDEX Health &#38; Science</td>
			<td>P618-01</td>
			<td>Luer adapter female Luer to 1/4-28 male polypropylene</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Luer lock syringe</td>
			<td>TERUMO</td>
			<td>DVR-3413</td>
			<td>For agar salt bridges</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mouse anti-GFAP</td>
			<td>eBioscience</td>
			<td>14-9892</td>
			<td>Astrocytes marker</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Oligodendrocyte &#160;marker&#160; O4&#160; antibody</td>
			<td>R&#38;D Systems</td>
			<td>MAB1326</td>
			<td>Oligodendrocytes marker</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Paraformaldehyde (PFA)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>P6148</td>
			<td>Fixing&#160;agent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phosphate buffered saline (PBS)</td>
			<td>Basic Life</td>
			<td>BL2651</td>
			<td>Washing solution</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Poly-L-Lysine (PLL)</td>
			<td>SIGMA</td>
			<td>P4707</td>
			<td>Coating solution</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Precision cover glasses thickness No. 1.5H</td>
			<td>MARIENFELD</td>
			<td>107242</td>
			<td>https://www.marienfeld-superior.com/precision-cover-glasses-thickness-no-1-5h-tol-5-m.html</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Programmable X-Y-Z motorised stage</td>
			<td>Tanlian Inc</td>
			<td>Customized</td>
			<td>Purchased from http://www.tanlian.tw/ndex.files/motort.htm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Proportional&#8211;integral&#8211;derivative (PID) controller</td>
			<td>Toho Electronics</td>
			<td>TTM-J4-R-AB</td>
			<td>Temperature controller&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PTFE tube</td>
			<td>Professional Plastics Inc. Taiwan Branch</td>
			<td>Outer diameter 1/16 Inches</td>
			<td>White translucent PTFE tubing</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rabbit anti-Tuj1</td>
			<td>Abcam</td>
			<td>ab18207</td>
			<td>Neuron marker</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe pump</td>
			<td>New Era Systems Inc</td>
			<td>NE-1000</td>
			<td>NE-1000 programmable single syringe pump</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TFD4 detergent</td>
			<td>FRANKLAB</td>
			<td>TFD4</td>
			<td>Cover glass cleaner</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thermal bonder</td>
			<td>Kuan-MIN Tech Co.</td>
			<td>Customized</td>
			<td>Purchased from http://kmtco.com.tw/</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Triton X-100</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>T8787</td>
			<td>Permeabilized solution</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultrasonic cleaner</td>
			<td>LEO</td>
			<td>LEO-300S</td>
			<td>Ultrasonic steri-cleaner</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vacuum chamber</td>
			<td>DENG YNG INSTRUMENTS CO., Ltd.</td>
			<td>DOV-30</td>
			<td>Vacuum drying oven</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>White fingertight plug</td>
			<td>IDEX Health &#38; Science</td>
			<td>P-316</td>
			<td>1/4-28 Flat-Bottom, https://www.idex-hs.com/store/fluidics/fluidic-connections/plug-teflonr-pfa-1-4-28-flat-bottom.html</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

electric-field-induced neural precursor cell differentiation in microfluidic devices

تلعب المجالات الكهربائية الفسيولوجية (EF) أدوارا حيوية في هجرة الخلايا والتمايز والانقسام والموت. تصف هذه الورقة نظام زراعة الخلايا الدقيقة الذي تم استخدامه لدراسة تمايز الخلايا على المدى الطويل باستخدام المجهر. يتكون النظام microfluidic من المكونات الرئيسية التالية: رقاقة كهربائية شفافة بصريا ، وسخان شفاف لأكسيد القصدير (ITO) ، ومضخة تعبئة وسائط الثقافة ، وإمدادات الطاقة الكهربائية ، ومكبر صوت عالي التردد ، ومضاعف EF ، ومرحلة آلية قابلة للبرمجة X-Y-Z ، ومجهر مقلوب على النقيض من الطور مجهز بكاميرا رقمية. النظام microfluidic مفيد في تبسيط الإعداد التجريبي العام ، وبالتالي ، فإن استهلاك الكاشف والعينة. يتضمن هذا العمل التمييز بين الخلايا الجذعية العصبية والخلايا السلف (NPCs) الناجمة عن التحفيز المباشر لنبض التيار (DC). في المتوسط صيانة الخلايا الجذعية، وNPCs الماوس (mNPCs) تفرقت في الخلايا العصبية، والخلايا الفلكية، وoligodendrocytes بعد التحفيز نبض العاصمة. وتشير النتائج إلى أن العلاج البسيط لنبض DC يمكن أن يتحكم في مصير ال MNPCs ويمكن استخدامه لتطوير استراتيجيات علاجية لاضطرابات الجهاز العصبي. يمكن استخدام النظام زراعة الخلايا في قنوات متعددة، لتحفيز EF على المدى الطويل، للمراقبة المورفولوجية الخلية، والحصول التلقائي على صورة الفاصل الزمني. هذا النظام microfluidic ليس فقط يقصر الوقت التجريبي المطلوب، ولكن أيضا يزيد من دقة السيطرة على البيئة الدقيقة.

يظهر التكوين التفصيلي لشريحة MOE في الشكل 1. توفر رقاقة microfluidic نهجا مفيدا لتقليل حجم الإعداد التجريبي وحجم العينة وحجم الكاشف. تم تصميم رقاقة MOE لإجراء ثلاث تجارب تحفيز EF مستقلة والعديد من حالات التثبيط المناعي في وقت واحد في دراسة واحدة(الشكل 3).<...

Watch this Scientific Journal Video about Electric-Field-Induced Neural Precursor Cell Differentiation in Microfluidic Devices at JoVE.com

Electric-Field-Induced Neural Precursor Cell Differentiation in Microfluidic Devices

في هذه الدراسة، نقدم بروتوكولا لتمايز الخلايا الجذعية العصبية والخلايا السلف (NPCs) الناجمة فقط عن التحفيز المباشر لنبض التيار (DC) في نظام ميكروفلويديك.

تمايز الخلايا السليفة العصبية الناجمة عن الحقل الكهربائي في الأجهزة الدقيقة

Physiological electric fields (EF) play vital roles in cell migration, differentiation, division, and death. This paper describes a microfluidic cell ...

تقدم هذه الدراسة بروتوكولا لتمايز خلايا السلائف العصبية الناجمة فقط عن التحفيز المباشر للنبض الحالي في نظام ميكروفلويديك. توفر هذه التقنية أسلوب مفيد لتقليل وقت الإعداد التجريبي وحجم العينة وحجم الكاشف. وعلاوة على ذلك، فإن رقاقة MOE مناسبة لملاحظات المجهر البؤري.يمكن لعلاج النبض الحالي المباشر البسيط التحكم في مصير خلايا السلائف العصبية للفأر ويمكن استخدامه لتطوير استراتيجيات علاجية لاضطرابات الجهاز العصبي. للبدء، رسم أنماط لطبقات PMMA الفردية والشريط على الوجهين باستخدام البرامج المناسبة. قم بتشغيل كاتب ليزر ثاني أكسيد الكربون وتوصيله بجهاز كمبيوتر شخصي.افتح ملف النقش المصمم باستخدام البرنامج. ضع أوراق PMMA أو الشريط على الوجهين على منصة كاتب الليزر ، ثم ركز الليزر على سطح أوراق PMMA أو الشريط على الوجهين باستخدام أداة التركيز التلقائي. حدد كاتب الليزر كطابعة، ثم استخدم كاتب الليزر لبدء الاستئصال المباشر على ورقة PMMA أو الشريط على الوجهين.إزالة الفيلم واقية من أوراق PMMA وتنظيف السطح باستخدام غاز النيتروجين. للترابط معا طبقات متعددة من أوراق PMMA، كومة ثلاث قطع من أوراق PMMA ملليمتر واحد والسندات لهم تحت ضغط من خمسة كيلوغرامات لكل سنتيمتر مربع في عبودية الحرارية لمدة 30 دقيقة في 110 درجة مئوية لتشكيل تدفق أو تجميع قناة التحفيز الكهربائي. الالتزام 12 قطعة من المحولات إلى فتحات الفردية في طبقة واحدة من التجمع رقاقة وزارة التربية والتعليم مع الغراء سيانواكريلات سريع التمثيل.تطهير ركائز PMMA ملليمتر واحد، الشريط على الوجهين، وثلاثة ملليمترات الصف البصري PMMA باستخدام الأشعة فوق البنفسجية لمدة 30 دقيقة قبل تجميع رقاقة. الالتزام PMMA ملليمتر واحد ركائز على درجة بصرية ثلاثة ملليمتر PMMA مع الشريط على الوجهين لإكمال التجميع PMMA. الالتزام coverglass تنظيفها إلى التجمع PMMA مع الشريط على الوجهين.ختم فتحات محولات جسر أجار مع المقابس البيضاء إصبع ضيق. قم بتوصيل الموصل السفلي المسطح بتجميع شرائح MOE عبر المحولات المتوسطة للمدخل والمأخذ، ثم قم بتوصيل محول مخروط Luer ب stopcocks الثلاثية. إضافة اثنين من ملليلتر من محلول PLL 0.01٪ باستخدام حقنة ثلاثة ملليلتر الذي يربط إلى stopcock ثلاثية من مدخل المتوسطة، وربط حقنة فارغة ثلاثة ملليلتر إلى stopcock ثلاثية من منفذ المتوسطة.ملء مناطق ثقافة الخلية مع حل PLL، وضخ ببطء حل الطلاء ذهابا وإيابا. أغلق الحطابين الثلاثيين لإغلاق الحل داخل مناطق الثقافة. احتضان رقاقة MOE في 37 درجة مئوية بين عشية وضحاها في حاضنة مليئة 5٪ من الغلاف الجوي لثاني أكسيد الكربون.فتح stopcocks ثلاثية اثنين وطرد فقاعات بعيدا في القنوات عن طريق ضخ يدويا حل الطلاء ذهابا وإيابا في القناة باستخدام الحقن اثنين. رسم ثلاثة ملليلتر من المتوسطة كاملة في حقنة ثلاثة ملليلتر الذي يربط إلى stopcock ثلاثية من مدخل المتوسطة وإضافته ليحل محل حل الطلاء في مناطق ثقافة الخلية. استبدل قابس الإصبع الأبيض بمحول Luer واضخ 3٪ من الآغروز الساخن لملء المحول.قم بتوصيل حقنة قفل Luer بمحول Luer وحقن 3٪ من الآغروز الساخن من خلال بونغ المطاط الأسود لملء حقنة قفل Luer. السماح 10 إلى 20 دقيقة لgarose لتهدئة وترسيخ. تثبيت رقاقة MOE المصنف الخلية على سخان ITO شفافة التي يتم تثبيتها على مرحلة XYZ الآلية للبرمجة الحفاظ على 37 درجة مئوية.غرس mNPCs عن طريق ضخ يدويا في رقاقة وزارة التربية والتعليم عبر منفذ المتوسطة، ثم احتضان رقاقة MOE الخلايا المصنف على سخان ITO لمدة أربع ساعات. استخدم الأسلاك الكهربائية لتوصيل جهاز EF متعدد الأجهزة بشريحة MOE عبر الأقطاب الكهربائية على الشريحة. قم بتوصيل متعدد EF ومولد دالة بمضخم للصوت لإخراج نبضات DC الموجة المربعة.قم بإزالة كل الموصل السفلي المسطح والمحولات الموجودة على شريحة MOE وملء المحولات ب PBS، ثم قم بإغلاق فتحات المحول باستخدام parafilm. بعد الالتهاز المناعي، لاحظ الخلايا باستخدام مجهر مضان كونفوكال. أدى تحفيز نبض DC إلى تمييز ال MNPCs المتزامنة إلى خلايا عصبية وخلايا أستراتية وخلايا أوليغودندروسيت في وسط صيانة الخلايا الجذعية.تظهر النسب المئوية للخلايا العصبية والخلايا الفلكية وخلايا أوليغودندروسيت في مجموعة التحكم وفي مجموعة التحفيز هنا. بعد علاج نبض DC ، أعربت ال MNPCs عن أعداد كبيرة من الخلايا العصبية في DIV Seven ، والخلايا الفلكية في DIV ثلاثة ، وكانت خلايا أوليغودندروسييتس في DIV Seven و DIV 14 موجودة عند مستويات أعلى نسبيا في مجموعات التحفيز مما كانت عليه في مجموعة التحكم. ويفضل الخلايا العصبية التي شكلتها 30 إلى 40 خلية لبدء التمايز mNPC.فرط نمو ال MNPCs سيضعف بقاء الخلية أثناء عملية التمايز.

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Separating Beads and Cells in Multi-channel Microfluidic Devices Using Dielectrophoresis and Laminar Flow

الخرز وفصل الخلايا في أجهزة ميكروفلويديك متعدد القنوات باستخدام Dielectrophoresis وتدفق رقائقي

Microfluidic devices have advanced cell studies by providing a dynamic fluidic environment on the scale of the cell for studying, manipulating, sorting ...

Simple Microfluidic Devices for in vivo Imaging of C. elegans, Drosophila and Zebrafish

Simple Microfluidic Devices for in vivo Imaging of C. elegans, Drosophila and Zebrafish

ميكروفلويديك أجهزة بسيطة لل<em&gt; في الجسم الحي</em&gt; التصوير من<em&gt; C. ايليجانس</em&gt;،<em&gt; ذبابة الفاكهة</em&gt; واسماك الزرد

Micro fabricated fluidic devices provide an accessible micro-environment for in vivo studies on small organisms. Simple fabrication processes are ...

Detection of Exosomal Biomarker by Electric Field-induced Release and Measurement (EFIRM)

Detection of Exosomal Biomarker by Electric Field-induced Release and Measurement EFIRM

الكشف عن Exosomal العلامات البيولوجية التي يسببها الميدانية الكهربائية الإصدار والقياس (EFIRM)

Exosomes are microvesicular structures that play a mediating role in intercellular communication. It is of interest to study the internal cargo of ...

Layer-by-layer Collagen Deposition in Microfluidic Devices for Microtissue Stabilization

طبقة تلو طبقة الكولاجين ترسب في أجهزة ميكروفلويديك لMicrotissue لتحقيق الاستقرار

Although microfluidics provides exquisite control of the cellular microenvironment, culturing cells within microfluidic devices can be challenging. 3D ...

Using Adhesive Patterning to Construct 3D Paper Microfluidic Devices

باستخدام لاصق الزخرفة لانشاء 3D ورقة أجهزة ميكروفلويديك

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

Automated Robotic Liquid Handling Assembly of Modular DNA Devices

الآلي الجمعية معالجة السائل الروبوتية أجهزة وحدات الحمض النووي

Recent advances in modular DNA assembly techniques have enabled synthetic biologists to test significantly more of the available &#34;design space&#34; ...

Multi-step Variable Height Photolithography for Valved Multilayer Microfluidic Devices

متعدد خطوة الطباعة التصويرية متغير الطول لمحكم بصمام متعدد الأجهزة ميكروفلويديك

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

Fabrication of Three-dimensional Paper-based Microfluidic Devices for Immunoassays

تصنيع أجهزة ميكروفلويديك ثلاثي الأبعاد على الورق ليمونواسايس

Paper wicks fluids autonomously due to capillary action. By patterning paper with hydrophobic barriers, the transport of fluids can be controlled and ...

Polydimethylsiloxane-polycarbonate Microfluidic Devices for Cell Migration Studies Under Perpendicular Chemical and Oxygen Gradients

ثنائي ميثيل بولي سيلوكسان البولي أجهزة ميكروفلويديك لخلية دراسات الهجرة تحت عمودي الكيميائية والتدرجات الأوكسجين

This paper reports a microfluidic device made of polydimethylsiloxane (PDMS) with an embedded polycarbonate (PC) thin film to study cell migration under ...

Development of Microfluidic Devices to Study the Elongation Capability of Tip-growing Plant Cells in Extremely Small Spaces

تطوير أجهزة موائع جزيئية لدراسة قدرة استطالة نصيحة زراعة الخلايا النباتية في المساحات الصغيرة للغاية

In vivo, tip-growing plant cells need to overcome a series of physical barriers; however, researchers lack the methodology to visualize cellular behavior ...