Hücre Biyolojisi Degrade üreten mikroakışkan Aygıt

Benim adım Jiang. Harvard ve MIT Sağlık, Bilim ve Teknoloji bünyesinde poster bursiyeriyim. Benim adım da Amir Manchi ve Harvard, MIT, Sağlık Bilimleri ve Teknoloji bölümleri bünyesindeki Profesör ha SANE laboratuvarında lisans öğrencisiyim.

Bu slayt, cihazın nasıl yapıldığının şematik sürecini göstermektedir; böylece silikon buharının üzerine sadece SUA 50 spin kaplama yapıyorum ve ardından silikon buharının üzerine bir maske yerleştirip UV maruziyeti ve geliştirme işlemini uyguluyorum. Sonuç olarak, bu pedleri silikon buharı üzerine yerleştirebiliriz. Bundan sonra sadece PDMS dökümü yapabilir, ardından kürleme ve fırınlama işlemleriyle küçük bir delik açabilir ve son olarak oksijen plazması kullanarak PDMS cihazı ile cam arasındaki bağlamayı gerçekleştirebiliriz.

Tamam, şu anda laboratuvar içindeki mikrofabrikasyon odasındayız ve işe bazı PDMS katmanları hazırlayarak başlayacağız. PDMS ile kastettiğim, bilimsel adıyla polimetilsiloksan olup organik bir polimerdir. Bu, en yaygın kullanılan silikon tabanlı organik polimerdir.

Aslında iki farklı maddenin karışımıdır; silikon elastomer baz ve silikon elastomer kürleme ajanının bir karışımıdır. Oran, 10 birim baz ve 1 birim kürleme ajanı şeklindedir. Yaklaşık 10 g bazla beraber, buna uygun olarak yaklaşık 1 g elastomer kürleme ajanına ihtiyacımız var ve bu bazı kürleme ajanıyla birbirine karışacak şekilde karıştırmaya çalışacağım.

Pipetler kullanacağım. Karışım hazır olduğuna göre, şimdi bunu silikon gofretin üzerine dökeceğim. Buradaki temel nokta, bu silikon gofretlerin üzerinde bazı desenlerin bulunmasıdır.

Bunlar aslında bu PDMS polimerinin kalıbı almasına yardımcı olur ve bu kalıpları polimerler üzerinde kanal, oluk veya ihtiyaç duyduğumuz herhangi bir başka desen oluşturmak için kullanırız. Bir sonraki adım, bu karışımın içinde çok sayıda kabarcık olduğu için, polimerimizin içindeki bu kabarcıklardan kurtulmak amacıyla karışımı vakuma yerleştirmek olacaktır. PDMS jellerini vakum odası içindeki silikon gofretin üzerine yerleştireceğim.

Hazneyi kapatacağım ve vakumu açacağım. Baloncuklar gittikten sonra, yaklaşık birkaç dakika içinde, numuneyi katılaşmaları için yaklaşık 70 °C sıcaklıktaki fırında gece boyunca bekleteceğiz. Dikkat etmenizi istediğim model, gradyanlar oluşturmak için kullanılan bu üç farklı rezervuardır; böylece bir tarafta sıfır konsantrasyon olurken diğer tarafta belirli bir konsantrasyon miktarına sahip oluruz ve buna doğru tekdüze bir şekilde ilerleriz; ardından, bu durumda çıkışımız olacak diğer uca küçük bir delik açacağız.

Bir sonraki adım, bu şablonlardan birini kesmek ve şablon yüzeyleri yukarı bakacak şekilde bir petri kabına aktarmaktır. Bu şablonlar üzerinde size açıkladığım üç giriş ve bir çıkış noktasını görebildiğinizi umuyorum. Polietilen tüp kullanabilmek için girişlerimizde küçük delgeçler, rezervuar oluşturabilmek için ise çıkışımızda büyük delgeçler kullanacağım.

Öncelikle ilk girişe başlayacağız. Buraya bir delik açacağım, aynısını ikinci giriş için de yapacağım ve üçüncü giriş için de bir küçük delik daha açacağım. Son adım ise çıkış kısmına büyük bir delik açmaktır.

İşlem tamamlandığında, üst katman olarak bir PDMS katmanına sahip olacağız ve alt kısımda başka bir cam katman kullanacağım. Bu mikro lamlar, mikroakışkan cihazların alt katmanını oluşturacak. Şu an mikrofabrikasyon odasındayız; elimde bir cam ve bir PDMS katman var ve bunları birbirine yapıştırmak istiyorum.

Şimdi plazma temizleyici adı verilen bir cihaz kullanacağız. Haznenin içinde gerçekleşecek olan olay, plazmanın zayıf yüzey bağlarının parçalanmasına yardımcı olması ve bunların yerini yüksek derecede reaktif kimyasal grupların almasıdır; ayrıca yüzey aslında hidrofilik hale gelecektir. Şimdi, üst katman olan ve içinde bazı kanallar bulunan PDMS kalıbı alacağım ve tozların kalıba yapışmasını önlemek için daha önce yerleştirdiğim bandı çıkaracağım.

Bunu haznenin içine yerleştireceğim. Bir sonraki adım olarak, mikroskop lamı olan bir cam katmanım var ve bu, cihazın içindeki alt katmanımız olacak. Bu nedenle, bunu da haznenin içine yerleştireceğim.

Hazne tamamen kapandıktan sonra önce gücü, ardından pompayı kapatıyorum ve yaklaşık beş dakika sonra tekrar bu makineye dönmemiz gerekecek. Yapacağım işlem makineyi kapatmak olacak. Bu nedenle önce pompayı, sonra gücü kapatacağım ve hazneyi açacağım.

Bu ses aslında, oda içerisindeki işlem sırasında uygulanan negatif basınçtan kaynaklanmaktadır. Bu nedenle farklı katmanları çıkaracağım ve bunları birbirine tutturmak istiyorum. Cam alt katman olduğu için onu sol elime alıp sabitleyeceğim ve PDMS katmanını alıp cam katmanımın üzerine yerleştireceğim.

Ancak desenler şu an üstte olduğu için, PDMS tabakasını ters çevireceğim. Birbirlerine bastırarak camın üzerine yerleştireceğim. Çok kolay bir şekilde yapışırlar ve bu plazma işlemi sürecinin avantajlarından biri de yapışma gücü ve kalıcılığıdır.

Son hali bu şekilde görünüyor. Tekrar belirtmek gerekirse, bunlar girişlerimiz, bu da çıkışım; böylece bir sonraki adıma geçmeye hazırız. Cihazın içindeki lifleri pişiriyoruz ve ardından bir saat boyunca inkübatörde tutuyoruz; bir saatin sonunda inkübatörden küçük bir örnek alıp balık kültürü besiyerini ekliyoruz ve ardından çözeltiyi hazırlıyoruz.

EGF çözeltisini hazırlamak için, 15 ng/mL EGF ve 10 µM 5-OSU ekleyerek 2 mL kültür medyumu hazırladık; bu çözelti, kanal boyunca EGF gradyanını görselleştirmek için kullanılmıştır. Daha sonra, 2 mL medya (virtual media) aldık ve buraya bir 2 mL medya daha ekledik. Bu iki ortam, cihaz içine normal kültür infüzyonu sağlamak için kullanılmıştır.

Böylece hava kabarcığını çıkarıyorum, tekrar bağlantı kuruyorum, bu da yine aşağı inen bir mobil hava kabarcığı. Ardından, örnek tüpünden 15 ng EGF, 10 µM fi-dekstran ve 2 mL ortam kullanıyorum, şırıngayı yerleştiriyorum ve ardından hava kabarcığını temizliyorum. Sonrasında sadece çözelti değişimini gerçekleştiriyorum ve tekrar geri dönüyorum.

Çözeltiyi gaz tipi şırıngaya çekin ve kabarcıkları gidermek için SH'yi birkaç kez itin; şırıngadaki tüm çözeltinin buraya geldiğinden emin olun, ardından barı değiştirerek çözeltiyi üç yollu bar ve tüp üzerinden geçirin ve çözeltinin tüpten çıktığını görün. Karışım sonrası çözelti dışarı çıktığında, tübü My Predict cihazına yerleştirebilirsiniz ve böylece her üç çözelti de aynı hale gelir. İnfüzyon kanalının girişini nazikçe bağlayabilirsiniz.

Son olarak, bunlardan ikisi normal kültür ortamıdır. Biri EGF içeren kültür ortamıdır ve EGF'nin gradyan profilini doğrulamak içindir. Bu ise hücre ağıdır, hücre ağı.

Burası hücre çıkışı olacaktır; böylece üç göbek kanal kullanılarak gradyan oluşturulacak ve ardından hücre alanı içerisinde gradyan üretilecektir. Normalde yapmak istediğim işlem; hücre yerleşimi, hücre süspansiyonu ve çıkışın yerleştirilmesiyle başlayıp, ardından hafifçe vakum uygulayarak hücrelerin hücre alanı boyunca otomatik olarak akmasını ve yerleşmesini sağlamak, kaplamanın üzerine çökmelerini beklemek ve hücrelerin tamamen yayıldığından emin olmaktır. Hücrelerin tamamen yayıldığından emin olduktan sonra, infüzyonu başlatabilir ve ardından gradyan oluşturucu cihazı kullanarak hücre migrasyonunu inceleyebiliriz.