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镍元素对不锈钢的影响(A)


更新时间:2022-04-26  浏览刺次数:


  由环状烯烃共聚物 (COC) 和聚二甲基硅氧烷 (PDMS) 制造的微流控装置与 VisiSens 传感器箔片相结合,可以监测装置中的氧张力。使用 VisiSens 设置对大鼠肺微血管内皮细胞 (EC) 和大鼠肝细胞 (Hep) 的耗氧量进行了数值模拟和实验验证。VisiSens 系统能够确定微流体装置中的氧气水平,并允许根据应用和感兴趣的细胞系推荐合适的培养装置材料。此外,对先前表征的缺氧微流控芯片进行了评估,发现与类似产品相比,VisiSens 表现出卓越的传感能力。

  近年来,微流体装置已被建立为模拟某些组织微环境并研究细胞行为和信号传导的多功能平台。由于其光学透明性、生物相容性和易于制造,基于聚二甲基硅氧烷 (PDMS) 的装置通常用于实验室规模的研究,但 PDMS 在吸附小的疏水物质方面具有不利的特性。最近研究氧气分布和操作的报告表明,人们对缺氧或缺氧条件下的细胞培养越来越感兴趣。在这里,由环状烯烃共聚物 (COC)、聚苯乙烯 (PS) 或聚丙烯 (PP) 等制成的硬塑料装置提供了一种不透氧的替代品,并且也易于大规模生产。然而,关于设备内培养过程中细胞的耗氧量以及对细胞活力/行为的可能影响知之甚少。使用 VisiSens 系统对由 COC 和 PDMS 制造的微流体装置内的氧张力进行监测,以评估它们对细胞培养的适用性。此外,使用 VisiSens 技术评估了以前发布的缺氧设备。VisiSens 检测器单元(DU01,PreSens)垂直安装在可变培养箱中,微流体装置(粘合到传感器箔并填充胶原凝胶和细胞)放置在顶部(图 1)。使用 VisiSens 软件在几个小时内监测细胞的耗氧量。使用 VisiSens 系统对由 COC 和 PDMS 制造的微流体装置内的氧张力进行监测,以评估它们对细胞培养的适用性。此外,使用 VisiSens 技术评估了以前发布的缺氧设备。VisiSens 检测器单元(DU01,PreSens)垂直安装在可变培养箱中,微流体装置(粘合到传感器箔并填充胶原凝胶和细胞)放置在顶部(图 1)。使用 VisiSens 软件在几个小时内监测细胞的耗氧量。使用 VisiSens 系统对由 COC 和 PDMS 制造的微流体装置内的氧张力进行监测,以评估它们对细胞培养的适用性。香港大红鹰论坛。此外,使用 VisiSens 技术评估了以前发布的缺氧设备。VisiSens 检测器单元(DU01,PreSens)垂直安装在可变培养箱中,微流体装置(粘合到传感器箔并填充胶原凝胶和细胞)放置在顶部(图 1)。使用 VisiSens 软件在几个小时内监测细胞的耗氧量。PreSens)垂直安装在可变培养箱中,并将微流体装置(粘合到传感器箔并填充胶原凝胶和细胞)放置在顶部(图 1)。使用 VisiSens 软件在几个小时内监测细胞的耗氧量。PreSens)垂直安装在可变培养箱中,并将微流体装置(粘合到传感器箔并填充胶原凝胶和细胞)放置在顶部(图 1)。使用 VisiSens 软件在几个小时内监测细胞的耗氧量。

  已经设计和制造了高通量 COC 和 PDMS 芯片,包括一个长凝胶区域和相邻的分离介质通道。还评估了一种基于 PDMS 的新型缺氧芯片。该芯片由一个中央凝胶区域组成,两侧是连接的介质通道和外围气体通道,这些通道通过一层薄的氧气可渗透的 PDMS 膜与介质通道物理分离。将原始传感器箔(SF-RPSU4、PreSens)直接粘合到芯片上会产生机械不稳定的结构或密封不良的器件。决定在去除保护涂层的传感器箔上旋涂一层薄薄的 PDMS (30 µm),因为已知 PDMS 可以很好地与 PDMS 和 COC 结合。然后将所得的涂有 PDMS 的箔不可逆地结合到活化的 COC 和等离子体处理的 PDMS 芯片上,并具有良好的微流体通道密封。传感器箔的功能在 PDMS 涂层、固化和等离子处理后得到确认,与原始箔相比,未观察到性能上有显着差异。为了促进细胞粘附,然后用聚-D-赖氨酸(1 mg/mL in dH2 0)。将 2.5 mg/mL I 型胶原凝胶引入装置凝胶区域。在细胞播种前,培养基通道充满 50 ng/mL 纤连蛋白水溶液

  4 小时。本研究使用大鼠肺微血管内皮细胞 (EC) 和大鼠肝细胞 (Hep)。两种细胞类型均以 4 M 细胞/mL 的密度接种在设备介质通道中,并放置 30 分钟。然后用新鲜培养基洗掉未附着的细胞,并将装置在可变培养箱(5% CO 2, 37 °C)。还使用商业有限元软件 (COMSOL Multiphysics v4) 模拟了存在 EC 和 Hep 细胞的设备中的耗氧量。所有测量均使用 VisiSens AnalytiCal 1 软件进行评估。

  图 2:缺氧芯片中氧张力的操作。A - C) 灌注氮气以产生均匀的缺氧;D - F) 灌注空气再充氧装置;A + D)插图显示设备方向和感兴趣区域,在整个凝胶区域测量的氧张力;B、C、E、F)各自时间序列的第一张和最后一张幻灯片。

  为了将 VisiSens 技术与其他现有氧传感器进行比较,测试了能够在中央细胞区域建立均匀或梯度缺氧条件的新型微流控芯片。缺氧芯片充满了胶原蛋白和水。通过暂时将空气饱和溶液和亚硫酸盐溶液引入气体通道来实现片上校准。随后,码王星期六高手论坛,用氮气灌注气体通道以产生均匀的缺氧条件。随时间测量凝胶区域中的氧浓度(图 2 B),发现氧张力在 1.5 小时内降低到 3%,在 4 小时内降低到 1%。与之前的数据相比,该结果更好地匹配了数值模拟数据(一小时后 3%),证明了 VisiSens 系统的潜力。然后用缺氧(亚硫酸盐)溶液填充缺氧芯片,并通过气体通道灌注空气以证明相反的效果。如图 2C 所示,大约 1% 的凝胶中央区域缺氧的再充氧完成。1 小时 (21%)。也可以使用 VisiSens 建立和评估氧气梯度。

  图 4:在 A-C) COC 和 D-F) PDMS 设备中 Hep 培养过程中片上氧张力的发展。B、C、E、F 代表各自时间序列的第一张和最后一张幻灯片。

  在评估之前,在 COC 和 PDMS 设备中模拟了 Hep 和 ECs 的耗氧量(图 3)。与实验验证相同的细胞接种密度用于建模。模拟结果表明,当 Hep 在 COC 中培养(0.5 小时时为 0%)时,氧气可能会耗尽,预计 COC 中的 EC 消耗量较高(2 小时时为 6%),而 PDMS 中 Hep 和 EC 的氧气水平正常( 21%)。两种细胞系均独立接种在微流体装置中并培养超过 2 天,并使用 VisiSens 系统监测它们的耗氧量,直到建立稳定状态。肝细胞表现出高耗氧量,并且在 1 小时内耗尽了不可渗透 COC 装置内的几乎所有氧气(3%,图 4 A-C),这与模拟结果相当。然而,在薄型 PDMS 设备中,可以从环境中补充氧气,从而使氧气水平在 4 小时内稳定在 15 - 17% 之间(图 4 D - F)。这些结果与模拟值显着不同,这可能归因于保守的模拟参数。这些数据表明,COC 装置适用于肝细胞的缺氧细胞培养,而如果需要中等范围的氧气水平,则应选择定义厚度的 PDMS 装置。对于 EC,预计只有适度的耗氧量,这已通过从传感器箔覆盖设备中的细胞培养获得的模拟和实验数据得到证实。在 COC(稳定在 21 - 19% 左右)和 PDMS(21%)之间没有观察到显着差异,因此可以认为这两种材料都适用于该细胞系的常氧培养。导致氧气水平在 4 小时内稳定在 15 - 17% 之间(图 4 D - F)。这些结果与模拟值显着不同,这可能归因于保守的模拟参数。这些数据表明,COC 装置适用于肝细胞的缺氧细胞培养,而如果需要中等范围的氧气水平,则应选择定义厚度的 PDMS 装置。对于 EC,预计只有适度的耗氧量,这已通过从传感器箔覆盖设备中的细胞培养获得的模拟和实验数据得到证实。在 COC(稳定在 21 - 19% 左右)和 PDMS(21%)之间没有观察到显着差异,因此可以认为这两种材料都适用于该细胞系的常氧培养。导致氧气水平在 4 小时内稳定在 15 - 17% 之间(图 4 D - F)。这些结果与模拟值显着不同,这可能归因于保守的模拟参数。这些数据表明,COC 装置适用于肝细胞的缺氧细胞培养,而如果需要中等范围的氧气水平,则应选择定义厚度的 PDMS 装置。对于 EC,预计只有适度的耗氧量,这已通过从传感器箔覆盖设备中的细胞培养获得的模拟和实验数据得到证实。在 COC(稳定在 21 - 19% 左右)和 PDMS(21%)之间没有观察到显着差异,因此可以认为这两种材料都适用于该细胞系的常氧培养。这些结果与模拟值显着不同,这可能归因于保守的模拟参数。这些数据表明,COC 装置适用于肝细胞的缺氧细胞培养,而如果需要中等范围的氧气水平,则应选择定义厚度的 PDMS 装置。对于 EC,预计只有适度的耗氧量,这已通过从传感器箔覆盖设备中的细胞培养获得的模拟和实验数据得到证实。在 COC(稳定在 21 - 19% 左右)和 PDMS(21%)之间没有观察到显着差异,因此可以认为这两种材料都适用于该细胞系的常氧培养。这些结果与模拟值显着不同,这可能归因于保守的模拟参数。这些数据表明,COC 装置适用于肝细胞的缺氧细胞培养,而如果需要中等范围的氧气水平,则应选择定义厚度的 PDMS 装置。对于 EC,预计只有适度的耗氧量,这已通过从传感器箔覆盖设备中的细胞培养获得的模拟和实验数据得到证实。在 COC(稳定在 21 - 19% 左右)和 PDMS(21%)之间没有观察到显着差异,因此可以认为这两种材料都适用于该细胞系的常氧培养。这些数据表明,COC 装置适用于肝细胞的缺氧细胞培养,而如果需要中等范围的氧气水平,则应选择定义厚度的 PDMS 装置。对于 EC,预计只有适度的耗氧量,这已通过从传感器箔覆盖设备中的细胞培养获得的模拟和实验数据得到证实。在 COC(稳定在 21 - 19% 左右)和 PDMS(21%)之间没有观察到显着差异,因此可以认为这两种材料都适用于该细胞系的常氧培养。这些数据表明,COC 装置适用于肝细胞的缺氧细胞培养,而如果需要中等范围的氧气水平,则应选择定义厚度的 PDMS 装置。对于 EC,预计只有适度的耗氧量,这已通过从传感器箔覆盖设备中的细胞培养获得的模拟和实验数据得到证实。在 COC(稳定在 21 - 19% 左右)和 PDMS(21%)之间没有观察到显着差异,因此可以认为这两种材料都适用于该细胞系的常氧培养。从传感器箔覆盖设备中的细胞培养获得的模拟和实验数据都证实了这一点。在 COC(稳定在 21 - 19% 左右)和 PDMS(21%)之间没有观察到显着差异,因此可以认为这两种材料都适用于该细胞系的常氧培养。从传感器箔覆盖设备中的细胞培养获得的模拟和实验数据都证实了这一点。在 COC(稳定在 21 - 19% 左右)和 PDMS(21%)之间没有观察到显着差异,因此可以认为这两种材料都适用于该细胞系的常氧培养。

  可以成功评估先前表征的缺氧微流控芯片,并且与类似产品相比,VisiSens 系统表现出卓越的传感能力。VisiSens 传感器箔的生物相容性和非侵入性操作模式还能够确定微流控细胞培养物中的氧气水平,并根据应用和感兴趣的细胞系建议合适的设备材料(COC 或 PDMS)。配备氧传感能力的微流控设备是药物筛选研究和缺氧细胞培养应用的有希望的候选者。返回搜狐,查看更多