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

Авторы благодарят профессора Тан К. Тан, Институт биомедицинских наук, Академия Sinica, за его помощь в обеспечении мыши нервных стволовых и прародителя клеток (mNPCs). Авторы также благодарят профессора Тан К. Тан и г-жу Ин-Шан Ли за их ценную дискуссию о дифференциации мНПЦ.

1. Проектирование и изготовление чипа МЧС
<ol><li>Нарисуйте шаблоны для отдельных слоев полиметилметилата (PMMA) и двустороннюю ленту с использованиемсоответствующего программного обеспечения (рисунок 1A, Таблица материалов). Вырезать как PMMA листов и двусторонняя ?...

<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>

Во время изготовления чипа МЧС адаптеры прикрепляются к слою 1 чипа МЧС с быстро действующим цианоакрилатом. Клей наносится на 4 угла адаптеров, а затем равномерно наносится на адаптеры. Избыточного количества клея следует избегать, чтобы обеспечить полную полимеризацию клея. Кроме тог...

Нейронные клетки-предшественники (NPC, также известный как нервные стволовые клетки и клетки-предшественники) может быть в качестве перспективного кандидата для нейродегенеративной терапевтическойстратегии 1. Недифференцированные NPC имеют способность к самообна роуклюре, мульти-потенции и пролиферативнойспособности 2,3. Предыдущее исследование сообщило, что внеклеточная матрица и молекулярные посредники регулируют дифференциацию NPC. Эпидермальный фактор роста (EGF) и основной фактор роста фибробластов (bFGF) способствуют распространению NPC, тем самым сохраняя недифференцированноесостояние 4.
Предыдущие исследования сообщили, что электрическая стимуляция может регулировать клеточной физиологическойдеятельности, такие как разделение 5,миграция 6,7,8, дифференциация1,9,10, иклеточной смерти 11. Электрические поля (ЭФ) играют жизненно важную роль в развитии и регенерации развития центральнойнервной системы 12,13,14. С 2009 по 2019 год эта лаборатория исследовала клеточные реакции на применение ЭФ в микрофлюиднойсистеме 1,6,7,8,15,16,17. Многоканальный, оптически прозрачный, электротаксийный (MOE) чип был разработан, чтобы быть пригодным для иммунофлуоресценции окрашивания для конфокальной микроскопии. Чип имел высокую оптическую прозрачность и хорошую долговечность и позволил одновременно провести три независимых эксперимента стимуляции и несколько иммунолабилитных условий в одном исследовании. Микрофлюидная система полезна для упрощения общей экспериментальной установки и, в свою очередь, реагента и потребления образцов. В настоящем документе описывается развитие системы микрофлюидной клеточной культуры, которая использовалась для долгосрочного исследования дифференциации клеток.

<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

Физиологические электрические поля (EF) играют жизненно важную роль в миграции клеток, дифференциации, деление и смерть. В этой статье описывается система микрофлюидной клеточной культуры, которая использовалась для долгосрочного исследования дифференциации клеток с использованием микроскопии. Микрофлюидная система состоит из следующих основных компонентов: оптически прозрачный электротактический чип, прозрачный иллюминатор олова (ITO), культурный медиа-заправочный насос, электроприбор, высокочастотный усилитель мощности, мультиплексер EF, программируемый моторизованный электроприбор X-Y-Я и перевернутый фазово-контрастный микроскоп, оснащенный цифровой камерой. Микрофлюидная система полезна для упрощения общей экспериментальной установки и, в свою очередь, реагента и потребления образцов. Эта работа включает в себя дифференциацию нервных стволовых клеток и клеток-предшественников (NPC), индуцированных стимуляцией импульса прямого тока (DC). В среде обслуживания стволовых клеток, мышь NPC (mNPCs) дифференцированы в нейроны, астроциты и олигодендроциты после стимуляции пульса DC. Результаты показывают, что простое лечение пульса DC может контролировать судьбу mNPCs и может быть использован для разработки терапевтических стратегий для расстройства нервной системы. Система может быть использована для клеточной культуры в нескольких каналах, для долгосрочной стимуляции EF, для клеточного морфологического наблюдения, и для автоматического приобретения изображений замедленного действия. Эта микрофлюидная система не только сокращает необходимое экспериментальное время, но и повышает точность управления микроокниронией.

Подробная конфигурация чипа МЧС показана на рисунке 1. Микрофлюидный чип обеспечивает полезный подход для уменьшения размера экспериментальной установки, объема выборки и объема реагентов. Чип MOE был разработан для проведения трех независимых экспер?...

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

В этом исследовании мы представляем протокол дифференциации нервных стволовых клеток и клеток-предшественников (NPC), индуцированных только стимуляцией импульса прямого тока (DC) в микрофлюидной системе.

Электро-поле индуцированной нейронной дифференциации клеток-предшественников в микрофлюидных устройств

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

Это исследование представляет собой протокол для дифференциации нейронных клеток-предшественников исключительно индуцированных стимуляцией прямого тока импульса в микрофлюидной системе. Этот метод обеспечивает полезный подход для сокращения экспериментального времени установки, объема выборки и объема реагентов. Кроме того, чип МЧС подходит для наблюдений за конфокальцией.Простое лечение прямого тока импульса может контролировать мышь нервных клеток-предшественников и может быть использован для разработки терапевтических стратегий для расстройства нервной системы. Для начала нарисуйте шаблоны для отдельных слоев PMMA и двустороннюю ленту с использованием соответствующего программного обеспечения. Включите лазерный писец углекислого газа и подключите его к персоному компьютеру.Откройте разработанный файл шаблона с помощью программного обеспечения. Поместите листы PMMA или двустороннюю ленту на платформу лазерного писца, затем сосредоточьте лазер на поверхности листов PMMA или двустороннюю ленту с помощью инструмента автофокусировки. Выберите лазерный писец в качестве принтера, а затем используйте лазерный писец, чтобы начать прямую абляцию на листе PMMA или двустороннюю ленту.Снимите защитную пленку с листов PMMA и очистите поверхность с помощью азотного газа. Для склеивания нескольких слоев листов PMMA, стек три куска одного миллиметра PMMA листов и склеить их под давлением пять килограммов на квадратный сантиметр в тепловой связующий в течение 30 минут при 110 градусах по Цельсию, чтобы сформировать поток или электрической стимуляции канала сборки. Придерживайтесь 12 частей адаптеров к отдельным отверстиям в слое один из МО чип сборки с быстро действующим цианоакрилатом клея.Дезинфицировать один миллиметр PMMA субстраты, двусторонняя лента, и три миллиметра оптического класса PMMA с помощью ультрафиолетового облучения в течение 30 минут до сборки чипа. Придерживайтесь одномиллиметровых субстратов PMMA на трехмиллиметровой оптической ПММА с двухсторонней лентой для завершения сборки PMMA. Придерживайтесь очищенного стеклоочистительного стекла к сборке PMMA с помощью двухсторонней ленты.Печать отверстия адаптеров агар моста с белыми пальцами герметики пробки. Подключите плоский нижний разъем к сборке чипов MOE через средние входные и розетки адаптеры, а затем подключить конус Luer адаптер к трех-путь стопкоков. Добавьте два миллилитров раствора 0,01%PLL с помощью трехмиллилитрового шприца, который подключается к трехмерной стопкок среднего входе, и подключите пустой трехмиллилитровый шприц к трехмерной стопкок средней розетки.Заполните области клеточной культуры раствором PLL и медленно перекачиваем раствор покрытия туда-сюда. Закройте два трехголохолки, чтобы запечатать решение внутри культурных регионов. Инкубировать чип МЧС при 37 градусах по Цельсию за ночь в инкубаторе, наполненном 5%-ным углекислым газом.Откройте два трехкую стороны стопкоков и смыть пузырьки в каналах вручную накачки покрытия раствор взад и вперед в канале с помощью двух шприцев. Нарисуйте три миллилитров полной среды в трехмилитрный шприц, который соединяется с трехмерным стопкоком среднего входного и добавьте его, чтобы заменить раствор покрытия в регионах клеточной культуры. Замените белую вилку с адаптером Luer и ввезу 3%hot agarose для заполнения адаптера.Подключите шприц блокировки Luer к адаптеру Luer и ввезу 3%hot агарозу через черный резиновый бонг, чтобы заполнить шприц замка Luer. Разрешить от 10 до 20 минут для агарозы, чтобы остыть и затвердеть. Установите чип MOE, посеянный на прозрачном нагревателе ITO, который крепится на программируемой моторизованной ступени XY, которая поддерживается при 37 градусах цельсия.Наполнить mNPCs вручную накачки в чип МЧС через средний выход, а затем инкубировать ячейки семенами ЧИП МЧС на обогреватель ITO в течение четырех часов. Используйте электрические провода для подключения мультиплексера EF к чипу MOE с помощью электродов на чипе. Подключите мультиплексер EF и генератор функций к усилителю для вывода импульсов квадратной волны DC.Удалите все плоские нижние разъемы и адаптеры на чипе MOE и заполните адаптеры с ПОМОЩЬю PBS, затем запечатав отверстия адаптера парафильмом. После иммуностиммента наблюдайте за клетками с помощью конфокального флуоресцентных микроскопов. Стимуляция импульса DC привела к одновременному дифференциации мНПЦ на нейроны, астроциты и олигодендроциты в среде обслуживания стволовых клеток.Процент нейронов, астроцитов и олигодендроцитов в контрольной группе и в группе стимуляции показаны здесь. После лечения пульса DC, mNPCs выразили значительно большое количество нейронов на DIV семь, астроциты на DIV три, и олигодендроциты на DIV семь и DIV 14 присутствовали на относительно более высоких уровнях в группах стимуляции, чем в контрольной группе. Нейросферы, образованные от 30 до 40 клеток, предпочтительнее для инициирования дифференциации mNPC.Разрастание мНПЦ ухудшит выживаемость клеток в процессе дифференциации.

Research

JoVE Journal

Bioengineering

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

Разделение Бусы и клетки в Многоканальные Устройства микрожидкостных Использование Диэлектрофорез и ламинарного потока

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

Простой микрофлюидных устройства для<em&gt; В естественных условиях</em&gt; Визуализация<em&gt; C. Элеганс</em&gt;<em&gt; Drosophila</em&gt; И данио рерио

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

Обнаружение Exosomal Biomarker электрическим полем индуцированного выбросов и измерений (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

Слой за слоем Коллаген осаждения в микрофлюидных Устройства для стабилизации Microtissue

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

С помощью клея паттернирования Построить 3D бумаги микрожидком устройств

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

Автоматизированных роботов жидкой обработке Ассамблеи устройств модульной ДНК

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

Многоступенчатая переменной высоты фотолитографии для Valved Многослойные микрожидком устройств

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

Изготовление Трехмерная бумаги на основе микрожидком Устройства для иммуноанализа

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

Полидиметилсилоксан-поликарбонатные микрожидком Устройства для миграции клеток исследований при Перпендикулярного химической и кислорода Градиентов

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

Разработка Microfluidic приборы для изучения удлинение возможности Tip выращивания растительных клеток в чрезвычайно малых пространств

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