Name: measurement of the compressibility of cell and nucleus based on acoustofluidic microdevice
Uploaded: 2022-07-14T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Measurement of the Compressibility of Cell and Nucleus Based on Acoustofluidic Microdevice at JoVE.com

Denna studie stöddes av National Natural Science Foundation of China (bidragsnummer 12075330 och U1932165) och Natural Science Foundation i Guangdong-provinsen, Kina (bidragsnummer 2020A1515010270).

1. Tillverkning och montering av akustofluidisk mikroenhet
<ol><li>Tillverkning av det mikrofluidiska chipet.<ol><li>Designa ett enkanaligt chip med endast ett inlopp och utlopp som visas i figur 1. För mätning av celler, håll mikrokanalens rektangulära tvärsnitt vid 740 μm bred och 100 μm djup. För mätning av cellkärna, ändra mikrokanalens bredd och djup till 250 μm respektive 100 μm.</li>
		<li>Förbered mikrokanalen på kiselskiva via reaktiv jonet...

<ol>
	<li>Wirtz, D., Konstantopoulos, K., Searson, P. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+physics+of+cancer:+the+role+of+physical+interactions+and+mechanical+forces+in+metastasis.">The physics of cancer: the role of physical interactions and mechanical forces in metastasis.</a> Nature Reviews. Cancer. 11 (7), 512-522 (2011).</li><li>Frame, F. 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=HDAC+inhibitor+confers+radiosensitivity+to+prostate+stem-like+cells.">HDAC inhibitor confers radiosensitivity to prostate stem-like cells.</a> British Journal of Cancer. 109 (12), 3023-3033 (2013).</li><li>Tseng, Y., Kole, T. P., Wirtz, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Micromechanical+mapping+of+live+cells+by+multiple-particle-tracking+microrheology.">Micromechanical mapping of live cells by multiple-particle-tracking microrheology.</a> Biophysical Journal. 83 (6), 3162-3176 (2002).</li><li>M&#246;ller, W., Brown, D. M., Kreyling, W. G., Stone, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultrafine+particles+cause+cytoskeletal+dysfunctions+in+macrophages:+role+of+intracellular+calcium.">Ultrafine particles cause cytoskeletal dysfunctions in macrophages: role of intracellular calcium.</a> Particle and Fibre Toxicology. 2, 7 (2005).</li><li>Wang, X., 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=A+three-dimensional+magnetic+tweezer+system+for+intraembryonic+navigation+and+measurement.">A three-dimensional magnetic tweezer system for intraembryonic navigation and measurement.</a> IEEE Transactions on Robotics. 34 (1), 240-247 (2018).</li><li>Machida, S., 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=Direct+manipulation+of+intracellular+stress+fibres+using+a+hook-shaped+AFM+probe.">Direct manipulation of intracellular stress fibres using a hook-shaped AFM probe.</a> Nanotechnology. 21 (38), 385102 (2010).</li><li>Bufi, N., 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=Human+primary+immune+cells+exhibit+distinct+mechanical+properties+that+are+modified+by+inflammation.">Human primary immune cells exhibit distinct mechanical properties that are modified by inflammation.</a> Biophysical Journal. 108 (9), 2181-2190 (2015).</li><li>Hogan, B., Babataheri, A., Hwang, Y., Barakat, A. I., Husson, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterizing+cell+adhesion+by+using+micropipette+aspiration.">Characterizing cell adhesion by using micropipette aspiration.</a> Biophysical Journal. 109 (2), 209-219 (2015).</li><li>Jung, J. -. 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=Ionising+radiation+induces+changes+associated+with+epithelial-mesenchymal+transdifferentiation+and+increased+cell+motility+of+A549+lung+epithelial+cells.">Ionising radiation induces changes associated with epithelial-mesenchymal transdifferentiation and increased cell motility of A549 lung epithelial cells.</a> European Journal of Cancer. 43 (7), 1214-1224 (2007).</li><li>Hartono, D., 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=On-chip+measurements+of+cell+compressibility+via+acoustic+radiation.">On-chip measurements of cell compressibility via acoustic radiation.</a> Lab-on-a-Chip. 11 (23), 4072-4080 (2011).</li><li>Sitters, G., 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=Acoustic+force+spectroscopy.">Acoustic force spectroscopy.</a> Nature Methods. 12 (1), 47-50 (2015).</li><li>Augustsson, P., Karlsen, J. T., Su, H. -. W., Bruus, H., Voldman, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Iso-acoustic+focusing+of+cells+for+size-insensitive+acousto-mechanical+phenotyping.">Iso-acoustic focusing of cells for size-insensitive acousto-mechanical phenotyping.</a> Nature Communications. 7 (1), 11556 (2016).</li><li>Cushing, K. 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=Ultrasound+characterization+of+microbead+and+cell+suspensions+by+speed+of+sound+measurements+of+neutrally+buoyant+samples.">Ultrasound characterization of microbead and cell suspensions by speed of sound measurements of neutrally buoyant samples.</a> Analytical Chemistry. 89 (17), 8917-8923 (2017).</li><li>Riaud, A., Wang, W., Thai, A. L. P., Taly, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanical+characterization+of+cells+and+microspheres+sorted+by+acoustophoresis+with+in-line+resistive+pulse+sensing.">Mechanical characterization of cells and microspheres sorted by acoustophoresis with in-line resistive pulse sensing.</a> Physical Review Applied. 13 (3), 034058 (2020).</li><li>Petersson, F., Aberg, L., Sw&#228;rd-Nilsson, A. -. M., Free Laurell, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=flow+acoustophoresis:+microfluidic-based+mode+of+particle+and+cell+separation.">flow acoustophoresis: microfluidic-based mode of particle and cell separation.</a> Analytical Chemistry. 79 (14), 5117-5123 (2007).</li><li>Griwatz, C., Brandt, B., Assmann, G., Z&#228;nker, K. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+immunological+enrichment+method+for+epithelial+cells+from+peripheral+blood.">An immunological enrichment method for epithelial cells from peripheral blood.</a> Journal of Immunological Methods. 183 (2), 251-265 (1995).</li><li>Katholnig, K., Poglitsch, M., Hengstschl&#228;ger, M., Weichhart, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lysis+gradient+centrifugation:+a+flexible+method+for+the+isolation+of+nuclei+from+primary+cells.">Lysis gradient centrifugation: a flexible method for the isolation of nuclei from primary cells.</a> Methods in Molecular Biology. 1228, 15-23 (2015).</li><li>Fu, Q., Zhang, Y., Huang, T., Liang, Y., Liu, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measurement+of+cell+compressibility+changes+during+epithelial-mesenchymal+transition+based+on+acoustofluidic+microdevice.">Measurement of cell compressibility changes during epithelial-mesenchymal transition based on acoustofluidic microdevice.</a> Biomicrofluidics. 15 (6), 064101 (2021).</li><li>Zhang, Y., 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=Ionizing+radiation-induced+DNA+damage+responses+affect+cell+compressibility.">Ionizing radiation-induced DNA damage responses affect cell compressibility.</a> Biochemical and Biophysical Research Communications. 603, 116-122 (2022).</li><li>Hao, Y., 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=Mechanical+properties+of+single+cells:+Measurement+methods+and+applications.">Mechanical properties of single cells: Measurement methods and applications.</a> Biotechnology Advances. 45, 107648 (2020).</li><li>Yousafzai, 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=Effect+of+neighboring+cells+on+cell+stiffness+measured+by+optical+tweezers+indentation.">Effect of neighboring cells on cell stiffness measured by optical tweezers indentation.</a> Journal of Biomedical Optics. 21 (5), 057004 (2016).</li><li>Wei, M. -. T., 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=A+comparative+study+of+living+cell+micromechanical+properties+by+oscillatory+optical+tweezers.">A comparative study of living cell micromechanical properties by oscillatory optical tweezers.</a> Optics Express. 16 (12), 8594-8603 (2008).</li><li>Khan, Z. S., Vanapalli, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Probing+the+mechanical+properties+of+brain+cancer+cells+using+a+microfluidic+cell+squeezer+device.">Probing the mechanical properties of brain cancer cells using a microfluidic cell squeezer device.</a> Biomicrofluidics. 7 (1), 011806 (2013).</li><li>Hirawa, S., Masudo, T., Okada, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Acoustic+recognition+of+counterions+in+ion-exchange+resins.">Acoustic recognition of counterions in ion-exchange resins.</a> Analytical Chemistry. 79 (7), 3003-3007 (2007).</li><li>Joosse, S. A., Gorges, T. M., Biology Pantel, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=detection,+and+clinical+implications+of+circulating+tumor+cells.">detection, and clinical implications of circulating tumor cells.</a> EMBO Molecular Medicine. 7 (1), 1-11 (2015).</li><li>Martin, O. A., Anderson, R. L., Narayan, K., MacManus, M. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Does+the+mobilization+of+circulating+tumour+cells+during+cancer+therapy+cause+metastasis.">Does the mobilization of circulating tumour cells during cancer therapy cause metastasis.</a> Nature Reviews Clinical Oncology. 14 (1), 32-44 (2017).</li></ol>

Vanliga cellmekaniska mätmetoder är AFM, mikropipettaspiration, mikrofluidikmetoder, parallellplatteteknik, optisk pincett, optisk bår och akustiska metoder20. Mikrofluidikmetoder kan fungera med tre tillvägagångssätt: mikroförträngning, förlängningsflöde och skjuvflöde. Bland dem är optisk bår, optisk pincett, akustiska metoder, förlängningsflöde och skjuvflödesmetoder beröringsfria mätningar. Till skillnad från kontaktmätningar kan beröringsfria mätningar effektivt undvik...

Cellmekaniska egenskaper spelar en viktig roll vid tumörmetastaser, malign omvandling av celler och radiokänslighet 1,2. För att få en fördjupad förståelse för rollen av cellmekaniska egenskaper i ovanstående process är noggrann mätning av cellulär mekanik kritisk, och mätningen bör inte orsaka skador på cellerna för efterföljande odling och analys. Mätprocessen bör vara så snabb som möjligt, annars kan cellviabiliteten påverkas om celler avlägsnas från odlingsmiljön under lång tid.
Befintliga cellmekaniska mätmetoder står inför vissa begränsningar. Vissa metoder, såsom magnetisk vridcytometri, magnetisk pincett och partikelspårningsmikrorheologi, orsakar cellskador på grund av införandet av partiklar i cellerna 3,4,5. Metoder som mäter genom kontakt med celler, såsom atomkraftmikroskop (AFM), mikropipettaspiration, mikroförträngning och parallellplattteknik, är också benägna att cellskador och genomströmningen är svår att öka 6,7,8. Dessutom kommer joniserande strålning att platta ut celler och öka deras vidhäftning9; Det är därför nödvändigt att mäta hela cellmekaniken i suspension.
Som svar på ovanstående utmaningar har ett cellmekaniskt mätsystem baserat på akustofluidisk metod 10,11,12,13,14 utvecklats. Kanalbredden matchas med den akustiska halvvåglängden, vilket skapar en stående vågnod vid mikrokanalens mittlinje. Under verkan av akustisk strålningskraft kan cellerna eller standardpärlorna flytta till den akustiska trycknoden. Eftersom de fysikaliska egenskaperna hos standardpärlorna (storlek, densitet och kompressibilitet) är kända kan den akustiska energitätheten bestämmas. Därefter kan cellkompressibiliteten erhållas genom att registrera cellernas rörelsebanor i det akustiska fältet. Icke-destruktiv mätning med hög genomströmning av celler i suspensionstillstånd kan uppnås. Detta dokument kommer att introducera utformningen av det mikrofluidiska chipet, upprättandet av systemet och mätstegen. Mätning av olika typer av tumörceller har utförts för att verifiera metodens noggrannhet. Tillämpningsområdet för denna metod hade utvidgats till subcellulära strukturer (såsom kärna) genom att justera resonansfrekvensen för den piezoelektriska keramiken och mikrokanalens bredd. Dessutom undersöktes förändringarna i cellkompressibilitet efter läkemedelsinducerad EMT eller röntgenbestrålning med olika doser. Resultaten visar den breda tillämpbarheten av denna metod som ett kraftfullt verktyg för att studera korrelationen mellan biokemiska förändringar och cellulära mekaniska egenskaper.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>0.25% trypsin(1x)</td>
			<td>GIBCO</td>
			<td>15050-065</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>502 glue</td>
			<td>Evo-bond</td>
			<td></td>
			<td>cyanoacrylate glue</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>A549</td>
			<td>ATCC</td>
			<td>CCL-185</td>
			<td>lung adenocarcinoma</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cytonucleoprotein and cytoplasmic protein extraction kit</td>
			<td>Beyotime</td>
			<td>P0027</td>
			<td>Contains cytoplasmic protein extraction reagents A and B</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dulbecco&#8217;s modified Eagle medium (DMEM)&#160;</td>
			<td>corning</td>
			<td>10-013-CVRC</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fetal Bovine Srum(FBS)</td>
			<td>AUSGENEX</td>
			<td>FBS500-S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HCT116</td>
			<td>ATCC</td>
			<td>CCL247</td>
			<td>colorectal carcinoma</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heat-resistant glass</td>
			<td>Pyrex</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Leibovitz&#8217;s L-15 medium&#160;</td>
			<td>GIBCO</td>
			<td>11415-064</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MCF-7</td>
			<td>ATCC</td>
			<td>HTB-22&#160;</td>
			<td>breast Adenocarcinoma</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MDA-MB-231</td>
			<td>ATCC</td>
			<td>HTB-26&#160;</td>
			<td>breast Adenocarcinoma</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Minimum Essential Medium (MEM)</td>
			<td>corning</td>
			<td>10-010-CV</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Penicillin-Streptomycin</td>
			<td>GIBCO</td>
			<td>15140-122</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phosphate buffer</td>
			<td>corning</td>
			<td>21-040-cvc</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PMSF</td>
			<td>Beyotime</td>
			<td>ST506</td>
			<td>100mM</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polybead Polystyrene Red Dyed Microsphere&#160;</td>
			<td>polysciences</td>
			<td>15714</td>
			<td>The diameter of microshpere is 6.00&#181;m</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>propidium iodide(PI)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>P4170</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SYLGARD 184Silicone ELASTOMER</td>
			<td>Dow-Corning</td>
			<td>1673921</td>
			<td>Contains prepolymers and curing agents</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trypan Blue</td>
			<td>Beyotime</td>
			<td>C0011</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

measurement of the compressibility of cell and nucleus based on acoustofluidic microdevice

Cellmekanik spelar en viktig roll vid tumörmetastaser, malign omvandling av celler och radiokänslighet. Under dessa processer är det ofta utmanande att studera cellernas mekaniska egenskaper. Konventionella mätmetoder baserade på kontakt såsom kompression eller sträckning är benägna att orsaka cellskador, vilket påverkar mätnoggrannheten och efterföljande cellodling. Mätningar i vidhäftande tillstånd kan också påverka noggrannheten, särskilt efter bestrålning eftersom joniserande strålning kommer att platta ut celler och förbättra vidhäftningen. Här har ett cellmekaniskt mätsystem baserat på akustofluidisk metod utvecklats. Cellkompressibiliteten kan erhållas genom att registrera cellrörelsebanan under verkan av den akustiska kraften, som kan realisera snabb och icke-destruktiv mätning i suspenderat tillstånd. Detta dokument rapporterar i detalj protokollen för chipdesign, provberedning, banregistrering, parameterutvinning och analys. Kompressibiliteten hos olika typer av tumörceller mättes baserat på denna metod. Mätning av kärnans kompressibilitet uppnåddes också genom att justera resonansfrekvensen för den piezoelektriska keramiken och mikrokanalens bredd. I kombination med verifieringen på molekylär nivå av immunofluorescensexperiment jämfördes cellkompressibiliteten före och efter läkemedelsinducerad epitelial till mesenkymal övergång (EMT). Vidare avslöjades förändringen av cellkompressibilitet efter röntgenbestrålning med olika doser. Den cellmekaniska mätmetoden som föreslås i denna uppsats är universell och flexibel och har breda tillämpningsutsikter inom vetenskaplig forskning och klinisk praxis.

Här presenterade arbetet ett protokoll för konstruktion av ett snabbt och icke-destruktivt cellkompressibilitetsmätningssystem baserat på akustofluidisk mikroenhet och demonstrerade dess fördelar för att mäta cell och kärna under olika situationer. Figur 1 visar schemat för den mikrofluidiska kanalen. Komponenterna och sammansättningen av den akustofluidiska mikroenheten visas i figur 2. Figur 3 visar mätsystemets instäl...

Watch this Scientific Journal Video about Measurement of the Compressibility of Cell and Nucleus Based on Acoustofluidic Microdevice at JoVE.com

Measurement of the Compressibility of Cell and Nucleus Based on Acoustofluidic Microdevice

Här presenteras ett protokoll för att bygga ett snabbt och icke-destruktivt system för mätning av cell- eller kärnkompressibilitet baserat på akustofluidisk mikroenhet. Förändringar i mekaniska egenskaper hos tumörceller efter epitel-mesenkymal övergång eller joniserande strålning undersöktes, vilket visar tillämpningsutsikterna för denna metod i vetenskaplig forskning och klinisk praxis.

Mätning av kompressibiliteten hos cell och kärna baserat på akustofluidisk mikroenhet

Cell mechanics play an important role in tumor metastasis, malignant transformation of cells, and radiosensitivity. During these processes, studying the ...

Cellmekanik spelar en viktig roll vid tumörmetastaser, malign omvandling av celler och radiokänslighet. Akustofluidisk metod kan realisera snabb och icke-destruktiv mätning i suspenderade tillstånd. Denna teknik kan användas för att spegla förändringen av självkompressibilitet under epitelial till mesenkymal övergång och separera cirkulerande tumörceller, vilket visar dess tillämpningsutsikter vid cancerdiagnos.För att börja, binda PDMS-blocket till chipet genom att stansa hål i PDMS-blocket för inlopps- och utloppsportar med en ihålig nål med en millimeter diameter. Lägg sedan PDMS-blocken och chipet med baksidan uppåt i en plasmarengörare i en minut. Efter att ha justerat hålen på PDMS-blocken med chipinloppet och utloppet, tryck försiktigt på PDMS-blocken till chipet i 15 sekunder, vilket resulterar i att bindning sker mellan PDMS-blocken och chipets yta.För att ansluta PTFE-katetern till chipet, skär två bitar av kateter med en innerdiameter på 0,8 millimeter och en längd av 10 centimeter. Böj en nål i rostfritt stål med en innerdiameter på 0,7 millimeter och en längd av 1,5 centimeter med 90 grader i en L-form och anslut den till ena änden av katetern. Sätt in nålarna i rostfritt stål i hålen i PDMS-blocken.För inloppet, anslut en 19 gauge doseringsnål till den andra änden av katetern som en kontakt för en spruta. Injicera därefter avjoniserat vatten för att testa tätheten hos den totala kanalen. För en piezoelektrisk keramisk montering, välj förskurna piezoelektriska keramiska ark med en bredd av fem millimeter.Svetsa sedan ledningar på båda sidor av den piezoelektriska keramiken i ena änden. Limma den piezoelektriska keramiken på mitten av chipets baksida genom att placera en droppe cyanoakrylatlim på den piezoelektriska keramiken. Släta limet med tandpetaren och ta bort överflödigt lim.Tryck sedan snabbt på det på chipet och fortsätt att trycka i ungefär en minut. För att montera mikroenheten, skär en bit PDMS som bas för mikroenheten och fäst ena sidan av basen på inlopps- och utlopps-PDMS-blocken och den andra sidan på en transparent glasskiva med dubbelsidig tejp. Fäst hela mikroenheten i mikroskopsteget för att hålla chipet i ett fokalplan.För att förbereda polystyrenstandardpartikellösningarna tillsätt 0,05 ml polystyrenpartikellösning till 10 ml PBS och blanda väl. Förbered sedan cellsuspensionerna genom att tvätta de vidhäftande cellerna vid 90% sammanflöde med PBS. Tillsätt 500 mikroliter 0,25 trypsin i en till två minuter vid rumstemperatur.Efter avlägsnande av trypsin, tillsätt en milliliter komplett medium och bilda en cellsuspension genom pipettering. Centrifugera sedan cellsuspensionen vid 100 G i fem minuter. Ta bort supernatanten och återsuspendera i 0,5 till en milliliter PBS för att erhålla en cellsuspension.Därefter räknades celler med en hemocytometer och koncentrationen var cirka 300 till 500 000 celler per milliliter. Efter en beredning av cellkärnans suspension som visats tidigare, avlägsna supernatanten och tillsätt 200 mikroliter cytoplasmatisk proteinextraktionsreagens A per 20 mikroliter cellpalett och blanda väl. Virvla sedan ovanstående blandning vid 220 G i fem sekunder och lägg på isbad i 10 minuter.Tillsätt sedan 10 mikroliter cytoplasmatiskt proteinextraktionsreagens B till lösningen efter inkubation. Efter virvel, lägg på isbad i en minut och virvla igen vid 220 G i fem sekunder. Centrifugera sedan slutligen vid 1000 G i fem minuter vid fyra grader Celsius.Ta bort supernatanten och återsuspendera paletten i en milliliter PBS. Centrifugera sedan vid 1000 G vid fyra grader Celsius i fyra minuter. Efter avlägsnande av supernatanten, återsuspendera i 100 mikroliter PBS som cellkärnsuspension.Tillsätt trypanblå till ovanstående cellkärna suspension och fläcka vid rumstemperatur i fyra minuter. Räkna sedan antalet kärnor under det inverterade mikroskopet med ett 10x-mål. Späd ovanstående cellkärnsuspension med PBS-buffert till en koncentration av 200 till 300 000 kärnor per milliliter.Filtrera sedan cellkärnans suspension genom en sikt på 70 mikrometer. För att ställa in mätsystemet, slå på mikroskopets ljuskälla och öppna kameraprogramvaran. Använd 4x-målet för att hitta mikrokanalens mittposition, det vill säga positionen för den piezoelektriska keramiken.Efter anslutning av ledningarna, svetsa dem till de positiva och negativa terminalerna på signalgeneratorutgången från den piezoelektriska keramiken. Placera sedan sprutan på mikroinjektionspumpen och anslut den till inloppskatetern. För att samla vätskan från mikrokanalen, placera en liten behållare i slutet av utloppskatetern.För att bestämma mätparametrar, aspirera polystyrenpartikellösningen med sprutan. Injicera sedan lösningen i chipmikrokanalen samtidigt som du undviker luftbubblor och i chipmikrokanal för att säkerställa noggrann mätning. Ställ in signalgeneratorns utgång på en teckensignal med en frekvens på en megahertz och topp-till-toppspänning på 10 volt tills det observeras att partiklarna rör sig mot mikrokanalens mittlinje och förblir i framåtrörelse längs mittlinjen efter att ha nått mittlinjen.Efter att ha blandat en milliliter cell eller kärnsuspension med standardpartikellösningen i förhållandet mellan en och en, injicera den i mikrokanalen med en spruta för att mäta celler och kärnor. Börja spela in med CCD-kamera när cellerna eller kärnorna kommer in i synfältet och slå på signalgeneratorn. Skölj sedan mikrokanalen med avjoniserat vatten, 75% alkohol och avjoniserat vatten i följd för senare användning.Cellernas och partiklarnas rörelse observerades under verkan av den akustiska fältkraften mot mikrokanalens mittlinje vid olika tidsintervall. Beräkningen av energi, densitet och cellkompressibilitet utfördes och akustisk energitäthet och den uppmätta rörelsebanan för partikeln erhölls från det bäst passande resultatet. Den höga renheten och intakta kärnor isolerades från celler och kärnkompressibilitetsmätning uppnåddes genom att erhålla kärnans rörelsebana.Kompressibiliteten hos olika typer av cancerceller och celler efter läkemedelsinducerad EMT eller röntgenbestrålning med olika doser mättes och jämfördes. De uppmätta cellerna samlades in och det visade sig att det inte fanns någon signifikant skillnad i cellproliferation och viabilitet jämfört med den obehandlade gruppen efter 48 timmars odling. Vilket indikerar att kompressibilitetsmätningen inte har någon effekt på cellproliferation och överlevnad.Det viktigaste är att finjustera signalens frekvens tills det observeras att partiklar rör sig mot mikrokanalens mittlinje.

Research

JoVE Journal

Cancer Research

The Drosophila Imaginal Disc Tumor Model: Visualization and Quantification of Gene Expression and Tumor Invasiveness Using Genetic Mosaics

The Drosophila Imaginal Disc Tumor Model: Visualization and Quantification of Gene Expression and Tumor Invasiveness Using Genetic Mosaics

De<em&gt; Drosophila</em&gt; Imaginal skiva Tumör Modell: Visualisering och kvantifiering av genuttryck och tumör invasiv använda genetiska mosaiker

Drosophila melanogaster has emerged as a powerful experimental system for functional and mechanistic studies of tumor development and progression in the ...

Evaluation of the Cell Invasion and Migration Process: A Comparison of the Video Microscope-based Scratch Wound Assay and the Boyden Chamber Assay

Utvärdering av Cell Invasion och migreringsprocessen: en jämförelse av Video Mikroskop-baserade Scratch sår Assay och Boyden kammare analysen

The invasion and migration abilities of tumor cells are main contributors to cancer progression and recurrence. Many studies have explored the migration ...

Therapy Testing in a Spheroid-based 3D Cell Culture Model for Head and Neck Squamous Cell Carcinoma

Terapi testning i sfäroid-baserat 3D Cell kultur modell för huvud och hals skivepitelcancer

Current treatment options for advanced and recurrent head and neck squamous cell carcinoma (HNSCC) enclose radiation and chemo-radiation approaches with ...

Dual Effects of Melanoma Cell-derived Factors on Bone Marrow Adipocytes Differentiation

Dubbla effekter av melanom Cell-derived faktorer på benmärgen adipocyter differentiering

The crosstalk between bone marrow adipocytes and tumor cells may play a critical role in the process of bone metastasis. A variety of methods are ...

Elastic Staining on Paraffin-embedded Slides of pT3N0M0 Gastric Cancer Tissue

Elastisk färgning på paraffin-inbäddade diabilder av pT3N0M0 mag cancer vävnad

The elastic lamina, which is usually located in the sub-mesothelial layer, adjacent to the peritoneum mesothelial cells, is amphiphilic on hematoxylin and ...

Analysis of Cancer Cell Invasion and Anti-metastatic Drug Screening Using Hydrogel Micro-chamber Array (HMCA)-based Plates

Analysis of Cancer Cell Invasion and Anti-metastatic Drug Screening Using Hydrogel Micro-chamber Array HMCA-based Plates

Analys av Cancer Cell Invasion och anti metastaserande Drug Screening med hjälp av Hydrogel Micro-kammare Array (HMCA)-baserade plattor

Cancer metastasis is known to cause 90% of cancer lethality. Metastasis is a multistage process which initiates with the penetration/invasion of tumor ...

A Three-dimensional Thymic Culture System to Generate Murine Induced Pluripotent Stem Cell-derived Tumor Antigen-specific Thymic Emigrants

Ett tredimensionellt thymic kultur system för att generera murin inducerad pluripotenta stamcells härledda tumör antigen-specifika thymic emigranter

The inheritance of pre-rearranged T cell receptors (TCRs) and their epigenetic rejuvenation make induced pluripotent stem cell (iPSC)-derived T cells a ...

Characterize Disease-related Mutants of RAF Family Kinases by Using a Set of Practical and Feasible Methods

Karakterisera sjukdomsrelaterade mutanter av RAF-Familjekinaser genom att använda en uppsättning praktiska och genomförbara metoder

The rapidly accelerated fibrosarcoma (RAF) family kinases play a central role in cell biology and their dysfunction leads to cancers and developmental ...

Cell Cycle-specific Measurement of &#947;H2AX and Apoptosis After Genotoxic Stress by Flow Cytometry

Cell Cycle-specific Measurement of ÃƒÅ½Ã‚Â³H2AX and Apoptosis After Genotoxic Stress by Flow Cytometry

Cell cykelns specifika mätningar av γH2AX och apoptos efter genotoxisk stress genom flödescytometri

The presented method or slightly modified versions have been devised to study specific treatment responses and side effects of various anti-cancer ...

Using Human Induced Pluripotent Stem Cells for the Generation of Tumor Antigen-specific T Cells

Använda humana inducerade pluripotenta stamceller för generering av tumör antigen-specifika T-celler

The generation and expansion of functional T cells in vitro can lead to a broad range of clinical applications. One such use is for the treatment of ...