Загальнодоступні морфогісто-хімічні лабораторії на чипі на базі сіток рахункових камер різних типів: мікрофлюїдні морфодинамічні робочі станції.
DOI:
https://doi.org/10.26641/1997-9665.2012.1.5-19Ключові слова:
лабораторія на чипі, гемоцитометр, гематиметр, математична морфологія, комп'ютерна морфометрія, профіль люмінанса, цифровий морфогенезАнотація
Запропонована загальнодоступна конструкція автономних (не потребуючих спеціального обладнання для зчитування) лабораторій на чипі з використанням для секціонування клітин, що детектуються, виділених за допомогою апарата Сайка, сітчастих рахункових камер гемоцитометричного типу. Запропонована система їх автоматизованої радіочастотної ідентифікації в умовах тривалого зберігання, що супроводжується одержанням нових морфометричних даних на різних стадіях культивування або біомоніторинга. Описана дифракційна методика підрахунку й фінгерпринтинга клітинних утворень у варійованих умовах середовища. Наведені експериментальні дані по апробації для її реалізації камер Фукса-Розенталя, Бюркера, Нейбауера, Маклера й Тома-Цейса. Показана застосовність даних пристроїв у когерентно-денситометричній індикації концентраційної динаміки в клітинній культурі або суспензії й морфогенетичних процесів у них для ламінарних умов середовища. Продемонстрована навчальна програма для розпізнавання патернів клітин і реляційної цітоморфометріі на базі лабораторії на чіпі з об'єктно-мікрометричним калібруванням по сітці камери. Введено в практику гібридний in vitro/in silico принцип моніторингу морфогенезу культур.Посилання
Введение в контурный анализ и его приложения к обработке изображений и сигналов / Я. А. Фурман, А. В. Кревецкий, А. К. Передреев [и др.]. – М. : Физматлит, 2003. – 297 с.
Методика измерения спектральной чувствительности ПЗС-матрицы / Б. Л. Васин, С. В. Малькова, М. В. Осипов [и др.] // Препринт ФИАН. − 2007. − № 18. − С. 20.
A microfluidics-based turning assay reveals complex growth cone responses to integrated gradients of substrate-bound ECM molecules and diffusible guidance cues / C. J. Wang, X. Li, B. Lin [et al.] // Lab Chip. − 2008. − Vol. 8. − P. 227-237.
An electrophysiological lab on a chip / S. Pedersen, J. Kutchinsky, S. Friis [et al.] // Transducers, Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems. − [12th Int. Conf.]. − 2003. − Vol. 2. − P. 1059-1062.
An integrated cell culture lab on a chip: modular microdevices for cultivation of mammalian cells and delivery into microfluidic microdroplets / H. Hufnagel, A. Huebner, C. Gülch [et al.] // Lab. Chip. − 2009. − Vol. 9. − P. 1576-1582.
Barbulovic-Nad I. A microfluidic platform for complete mammalian cell culture / I. Barbulovic-Nad, S. H. Au, A. R. Wheeler // Lab. Chip. − 2010. − Vol. 10. − P. 1536-1542.
Cell-lab on a chip: a Cmos-based microsystem for culturing and monitoring cells / Y. Liu, E. Smela, N. M. Nelson, P. Abshire // IEEE Eng. Med. Biol. Soc. − 2004. − Vol. 4. − P. 2534-2537.
Cellular observations enabled by microculture: paracrine signaling and population demographics / M. Domenech, H. Yu, J. Warrick [et al.] // Integrative Biology. − 2009. − Vol. 1. − P. 267-274.
Eltoukhy H. A 0.18-μm CMOS bioluminescence detection lab-on-chip / H. Eltoukhy, K. Salama, A. E. Gamal // Solid-State Circuits IEEE. − 2006. − Vol. 41, № 3. − P. 651-662.
Ghafar-Zadeh E. A 0.18-μm CMOS capacitive sensor lab-on-chip / E. Ghafar-Zadeh, M. Sawan, D. Therriault // Sensors and Actuators A: Physical. − 2008. − Vol. 141, № 2. − P. 454-462.
Ghallab Y. H. Lab-on-a-chip: techniques, circuits, and biomedical applications / Y. H. Ghallab, W. Badawy. − Norwood : Artech House, 2010. − 220 p.
High fidelity neuronal networks formed by plasma masking with a bilayer membrane: analysis of neurodegenerative and neuroprotective processes / H. Hardelauf, J. Sisnaiske, A. A. Taghipour-Anvari [et al.] // Lab. Chip. − 2011. − Vol. 11. − P. 2763-2771.
Integrated cell manipulation system-cmos/microfluidic hybrid / H. Lee, Y. Liu, D. Ham, R. M. Westervelt // Lab. Chip. – 2007. − Vol. 7. − P. 331-337.
Jebrail M. J. Let's get digital: digitizing chemical biology with microfluidics / M. J. Jebrail, A. R. Wheeler // Current Opinion in Chemical Biology. − 2010. − Vol. 14, Issue 5. − P. 574-581.
Lensless Ccd-based fluorometer using a micromachined optical Söller collimator / J. Balsam, M. Ossandon, Y. Kostov [et al.] // Lab. Chip. − 2011. − Vol. 11. − P. 941-949.
MAC-CCD system: a novel lymphocyte microwell-array chip system equipped with CCD scanner to generate human monoclonal antibodies against influenza virus / T. Ozawa, K. Kinoshita, S. Kadowaki [et al.] // Lab Chip. − 2009. − Vol. 9. − P. 158-163.
Mammalian electrophysiology on a microfluidic platform / C. Ionescu-Zanetti, R. M. Shaw, J. Seo [et al.] // PNAS. − 2005. − Vol. 102, № 26. − P. 9112-9117.
MEMS fabricated cell electrophysiology biochip for in silico calcium measurements / A. Ulhaque, M. Rokkam, A. R. De Carlo [et al.] // Sensors and actuators. − 2007. − Vol. 123, № 1. − P. 391-399.
Microfluidic add-on for standard electrophysiology chambers / J. S. Mohammed, H. H.
Caicedo, C. P. Fall, D. T. Eddington // Lab Chip. − 2008. − Vol. 8. − P. 1048-1055.
On-chip culturing of hepatocytes and monitoring their ammoniametabolism / W. Satoh, S. Takahashi, F. Sassa [et al.] // Lab. Chip. − 2009. − Vol. 9. − P. 35-37.
Paguirigan A. Microfluidics, meet cell biology: bridging the gap by validation and application of microscale techniques for cell biological assays / A. Paguirigan, D. J. Beebe // Bioessays. − 2008. − Vol. 30. − P. 811-821.
Polymer lab-on-a-chip system with electrical detection / H. Muhlberger, W. Hwang, A. Guber [et al.] // IEEE Sensors J. − 2008. − Vol 8. − P. 572-579.
Vishwanathan A. Ring-shaped neuronal networks: a platform to study persistent activity / A. Vishwanathan, G. Q. Bi, H. C. Zeringue // Lab. Chip. − 2011. − Vol. 11. − P. 1081-1088.
Walker G. M. Microenvironment design considerations for cellular scale studies / G. M. Walker, H. Zeringue, D. J. Beebe // Lab. Chip. − 2004. − Vol. 4. − P. 91-97.
Wheeler B. C. Designing neural networks in culture / B. C. Wheeler, G. J. Brewer // Proceedings of the IEEE. − 2010. −Vol. 98, № 3. − P. 398-406.
##submission.downloads##
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2018 Morphologia
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0), яка дозволяє іншим особам вільно поширювати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи в цьому журналі.
Автори, направляючи рукопис до редакції журналу «Morphologia», погоджуються з тим, що редакції передаються права на захист і використання рукопису (переданого до редакції матеріалу, в тому числі таких об'єктів, що охороняються авторським правом, як фотографії автора, малюнки, схеми, таблиці і т.п.), в тому числі на відтворення в пресі і в мережі Інтернет; на поширення; на переклад рукопису на будь-які мови; експорту та імпорту примірників журналу зі статтею Авторів з метою поширення, доведення до загального відома. Зазначені вище права Автори передають Редакції без обмеження терміну їх дії і на території всіх країн світу без обмеження.
Автори гарантують, що вони мають виняткові права на використання матеріалів, переданих до редакції. Редактори не несуть відповідальності перед третіми особами за порушення гарантії, надані авторами. Розглянуті права передаються до редакції з моменту підписання поточної публікації для публікації. Відтворення матеріалів, опублікованих в журналі іншими особами та юридичними особами, можливе лише за згодою редакції, з обов'язковим зазначенням повної бібліографічного посилання первинної публікації. Автори залишають за собою право використовувати опублікований матеріал, його фрагменти і частини для навчальних матеріалів, усні презентації, підготовку дисертації дисертації з обов'язковою бібліографічною посиланням на оригінальну роботу. Електронна копія опублікованій статті, що завантажується з офіційного веб-сайту журналу в форматі .pdf, може бути розміщена авторами на офіційному веб-сайті їх установ, будь-яких інших офіційних ресурсах з відкритим доступом.
