אנו מציגים פלטפורמה מיקרופלואידית מבוססת אלקטרוניקה לפנוטיפ מכני של תאים בודדים. באופן ספציפי, אנו מודדים תכונות אלסטיות וצמיגות של תא בודד בתפוקה של עד 10 תאים בשנייה. השיטה שלנו דורשת הכנת דגימה מינימלית, משתמשת במדידה אלקטרונית פשוטה, מחליפה חומרה אופטית יקרה וניתוח תמונה מורכב, ואינה הרסנית, כלומר הגישה שלנו תואמת לניתוחים במורד הזרם.
Mechano-NPS יושם על סוגי תאים רבים, כולל דגימות ראשוניות, ומדד את ההשפעה של רכיבים תת-תאיים על צמיגות של תא בודד. הוא יכול לשמש להבנת התנהגות התאים, לקביעת התקדמות המחלה או לניטור התגובה לתרופות. כדי להתחיל, הסר את הרכיבים המטופלים בפלזמה מתא הפלזמה.
תמיסת שניים עד אחד של מתנול ומים שעברו דה-יוניזציה על מצע הזכוכית עם אלקטרודות מפוברקות מראש. לאחר מכן הניחו את תבנית PDMS כשצד התכונה כלפי מטה על גבי מצע הזכוכית. הנח את ההתקן מתחת לסטריאוסקופ כדי לכוונן את היישור.
אפו את המכשיר המיושר כדי להשלים את ייצור המכשיר. הכן את מקור הלחץ, ה- PCB, חומרת הספסל ותוכנת איסוף הנתונים. לאחר מכן, יישר את פיני ראש המהדקים עם החורים ב- PCB ויישר את פיני קפיץ המהדקים הטעונים עם רפידות המגע של האלקטרודה במכשיר המיקרופלואידי.
לאחר מכן הכנס את פיני ראש המהדקים לתוך חורי ה- PCB, וודא שהפינים הטעונים בקפיץ נשארים מיושרים עם רפידות המגע של האלקטרודה. הגדר וחבר את החומרה האלקטרונית. לאחר מכן, הגדר את הערכים כדי לאתחל את הפעלת רכישת הנתונים ולהגדיר את קצב הדגימה לרכישה.
תרבית והכינה את התאים על פי פרוטוקול תרבית התא המתאים של קו הבחירה. לאחר מכן להשעות את התאים בתמיסה מוכנה של 2% FBS ו 1X PBS בריכוז בין 100, 000 ל 500, 000 תאים למיליליטר. שמור את התאים על הקרח למשך הניסויים.
כדי לטעון תאים לתוך המכשיר microfluidic, לחתוך 30 ס"מ של צינורות polytetrafluoroethylene עם סכין גילוח. השתמש במזרק כדי לשחרר את דגימת התא לקצה הצינורות ולחבר את אותו קצה לכניסת המכשיר. לבסוף, חבר את הקצה הנגדי של הצינורות לבקר הלחץ המיקרופלואידי.
כדי להפעיל את הניסוי, הגדר את לחץ הנהיגה המתמיד הרצוי על תוכנת בקר הלחץ ואפשר לדגימה למלא את המכשיר. אם נוצרות בועות בערוצים המיקרופלואידיים, השתמשו במילוי ללא מוצא. חבר את שקע ההתקן והפעל לחץ נמוך על הכניסה כדי להוציא אוויר דרך PDMS חדיר לגז.
לאחר מכן הגדר את המתח הרצוי על ידי סיבוב ידית המתח בספק הכוח והפעל את המתח על ידי לחיצה על לחצן ההפעלה. הפעל את קדם הזרם והגדר את הרגישות נמוכה ככל האפשר. לחלופין, הגדר את הרווח גבוה ככל האפשר מבלי להעמיס יתר על המידה על הקדם-מגבר או לחרוג ממתח הכניסה האנלוגי המרבי של ה- DAQ.
לחץ על לחצן ההפעלה הירוק בתפריט רצועת הכלים MATLAB כדי להתחיל את קובץ ה- Script לרכישת נתונים NPS. m, ולהתחיל לדגום ולשמור את הנתונים. כדי לסיים את הניסוי, לחץ על לחצן עצור בפינה השמאלית התחתונה של חלון העלילה החיה כדי לסיים את סקריפט רכישת הנתונים.
לאחר מכן השבת את פלט ספק הכוח על ידי לחיצה על הלחצן On. לבסוף, הגדר את מקור הלחץ ללחץ אפס בתוכנת בקר הלחץ. לצורך ניתוח נתונים, האות הגולמי צריך להיות בעל יחס אות לרעש מספיק כדי לסנן את הרעש ולחלץ את הרכיבים המשמעותיים.
באופן קריטי, עליית האות הנוכחית מכל צומת צריכה להיות חזקה מספיק כך שניתן יהיה לזהות בקלות תת-פולסים מאות ההפרש. לתאי MCF-7 ממאירים יש התפלגות wCDI גדולה יותר מאשר לתאי MCF-10A שאינם ממאירים, מה שמעיד על כך שתאי MCF-7 הממאירים רכים יותר ממקביליהם הלא-ממאירים MCF-10A. תאי MCF-10A ו-MCF-7 שטופלו בלטרונקולין מראים עלייה ב-wCDI.
התפלגות wCDI מובהקת המבדילה בין שני סוגי התאים העיקריים מצביעה על כך שתאי LEP רכים יותר מתאי MEP. ל-MCF-10As שאינם ממאירים ול-MCF-10A ו-MCF-7 שלא טופלו יש שיעור גדול יותר של תאים שמתאוששים באופן מיידי, מה שמעיד על צמיגות נמוכה יותר ממקביליהם הממאירים או הלטרונקולינים. אם קריאת הזרם החי נראית חריגה, הפסיקו את הניסוי ובדקו את הערוץ המיקרופלואידי.
ודא שאין בועות אוויר ואין סתימות כך שהתאים זורמים בחופשיות מהכניסה לשקע. מאחר שהשיטה שלנו אינה פוגעת בתאים, ניתן לבצע ניתוחים במורד הזרם כמו RNA-seq או אימונופלואורסצנציה. זה יכול לעזור לחשוף כמה סיבות בסיסיות לכך שלתאים יש פנוטיפים מכניים שונים.
