Fortschrittliche Lösungen für die Omics-Technologie
Fluigent hat es sich zur Aufgabe gemacht, wissenschaftliche Innovationen durch eine unvergleichliche Produktpalette voranzutreiben, die auf die Bedürfnisse von Forschern und Institutionen im Bereich der Omics abgestimmt ist.
Hier sind einige Produkte, die helfen, Omics-basierte Experimente zu verbessern.
Automatisiertes sequenzielles Injektionssystem: Aria
Fluigent stellt Aria vor, unser automatisiertes sequenzielles Injektionssystem, das für präzise Zellperfusion oder zeitgesteuerte Injektionsprotokolle maßgeschneidert ist. Mit Aria können Anwender die Zufuhr von bis zu 10 verschiedenen Lösungen in eine Kammer oder einen mikrofluidischen Chip automatisieren und dabei personalisierte Protokolle einhalten.
Bei der Langzeitbildgebung von kultivierten Zellen ist die Aufrechterhaltung kontrollierter Umgebungsbedingungen entscheidend. Aria ermöglicht eine kontinuierliche Flüssigkeitszufuhr des Mediums und gewährleistet so optimale physiologische Bedingungen für die Zellen. Die kontinuierliche Zufuhr von Nährstoffen und der kontrollierte pH-Wert schaffen eine ideale Umgebung und verhindern gleichzeitig die Ansammlung von Zellrückständen.
Unser multifunktionales Flüssigkeitsinjektionssystem minimiert den Scherstress auf die Zellen, ermöglicht einen nahtlosen Wechsel zwischen mehreren Flüssen und gewährleistet einen kontinuierlichen Medienfluss trotz Druckschwankungen. Zusätzliche Komponenten, einschließlich Durchflusssensoren, gewährleisten eine präzise Kontrolle der Durchflussraten und die reibungslose Durchführung von Medienwechseln.
Merkmale von Aria
- Abgabe von bis zu 10 Lösungen: Aria ist vielseitig, da es die Abgabe von Volumina von 40 µL bis zu mehreren hundert ml über längere Zeiträume ermöglicht. Die Software des Aria liefert dem Benutzer wichtige Informationen, einschließlich der genauen Abgabezeiten für jede Lösung. Außerdem informiert sie die Benutzer über das Mindestvolumen, das in jedem Reservoir erforderlich ist, um ihre Protokolle nahtlos auszuführen.
- Automatisierung der Protokolle: Mit der benutzerfreundlichen Software von Aria lassen sich Protokolle mit nur wenigen Klicks erstellen. Die Benutzer können für jeden Schritt des Injektionsprotokolls Parameter wie Inkubationszeit, Flussrate und dosiertes Volumen festlegen. Die Protokolle können aufgezeichnet werden, was den Austausch unter den Anwendern erleichtert.
- Reduzierung der Variabilität: Aria minimiert die Variabilität zwischen den Experimenten auf etwa 0,5 %, was eine bemerkenswerte Verbesserung im Vergleich zu den 5,1 % Intraoperator-Variabilität und 8,1 % Interoperator-Variabilität darstellt, die normalerweise bei der Verwendung einer Pipette beobachtet werden.
- Erhalt der Probenintegrität: Die Probe wird ohne Kontaminationsrisiko gehandhabt und bleibt während des gesamten Protokolls unberührt, wodurch die Gefahr einer Kontamination durch manuelle Bedienung verringert wird.
- Ideal für bildgebende Studien: Aria kann über TTL-Signale mit verschiedenen Mikroskopen synchronisiert werden. Dadurch kann das Gerät sowohl TTL-Signale senden als auch empfangen und einen Bildgebungszyklus einleiten oder das Aria-Injektionsprotokoll nach Abschluss des Bildgebungszyklus wieder aufnehmen.
Aria 2-Schalter vs. Aria M-Schalter
Unabhängig davon, ob ein Kanal oder mehrere Kanäle, kann Aria in Kombination mit verschiedenen Switch-Ventilen verwendet werden. Mit dem 2-Switch kann ein Kanal perfundiert werden, mit dem M-Switch können bis zu 9 Kanäle perfundiert werden. Die Durchflussraten liegen zwischen 3,2 µL/min und 1 mL/min, je nach verwendeter Durchflusseinheit.
Aria ist der perfekte Kompromiss zwischen manuellem Pipettieren und All-in-One-Systemen, die für eine spezifische Anwendung bestimmt sind und ein Mikroskop, einen speziellen Chiptyp und einen bestimmten Lösungssatz integrieren. Jedes Protokoll mit mehrfacher Lösungszufuhr kann automatisiert werden, was dem Wissenschaftler Zeit spart und die Variabilität zwischen den Experimenten im Vergleich zu manuellen Verfahren verringert.
Beispiel einer Anwendung mit Aria
In dieser Studie haben Radtke et al. (1) die Automatisierungsmöglichkeiten unseres automatisierten sequentiellen Perfusionssystems Aria vorgestellt. Sie demonstrierten dessen reibungslose Synchronisierung mit einem Weitfeldmikroskop für die automatisierte und multiplexe Antikörper-Markierung. Aria zeichnet sich durch seine Vielseitigkeit aus, da es TTL-Signale sendet und empfängt und so die Einleitung von Bilderfassungszyklen und die Wiederaufnahme von Perfusionsprotokollen nach deren Abschluss ermöglicht.
Diese robuste Technik nutzt eine iterative Färbe- und Bleichmethode, um eine hochauflösende Bildgebung zu erreichen, die die Bewertung von über 65 Parametern ermöglicht. Das “Iterative Bleaching Extends Multiplexing-Protocol (IBEX)” bietet eine zuverlässige und konsistente Methode zur Durchführung umfassender zellulärer Analysen und räumlicher Untersuchungen in komplizierten Geweben wie gesunden Organen, infizierten Organen oder Tumormikroumgebungen.
Abbildung 2 und 3 zeigen einige Beispiele von Bildern, die mit der automatisierten IBEX-Methode in menschlichem Gewebe gewonnen wurden.
Abbildung 2: Bilder aus dem menschlichen Jejunum (sechs Zyklen, 16 von 24 Parametern gezeigt). Skalenbalken: 200 µm (links), 50 µm (cyanfarbener Kasten), 25 µm (roter Kasten) (1).
Abbildung 3: Bilder von menschlicher Haut (fünf Zyklen, 15 von 19 Parametern gezeigt). Skalenbalken: 200 µm (links), 25 µm (Einschübe). Keratin 10 (K10), Keratin 14 (K14) (1).
Darüber hinaus erstreckt sich die Automatisierung von Aria auf verschiedene Anwendungen wie DNA-Paint, OligoSTORM, Dosis-/Wirkungsstudien, automatisierte Multiplex-Immunfluoreszenzexperimente oder dynamische Pulse-Chase-Experimente und bietet automatisierte Lösungen für verschiedene experimentelle Szenarien.
Kammer für Lebendzell-Bildgebung: Focht Chamber System 2
Das FCS2 ist eine vielseitige, gebrauchsfertige Lösung, die für eine präzise Kontrolle der Mikroumgebung entwickelt wurde und eine präzise Temperatur- und Flussregelung bietet, die mit verschiedenen Mikroskopietechniken kompatibel ist. Dieses System integriert eine hochgradig N.A.-kompatible, gleichmäßig temperierte mikroskopische Durchflusszelle mit einem anpassbaren Probenbereich, der für inverse Mikroskope konzipiert ist.
Merkmale der FCS2-Kammer
- Kompatibilität mit der Bildgebung: Sie ist mit allen Arten der Mikroskopie kompatibel, was ihre Vielseitigkeit in der Anwendung gewährleistet. Sie ist besonders gut für hochauflösende Bildgebung geeignet und bietet optimale Leistung.
- Vollständige Flusskontrolle: Eine präzise Steuerung des Volumens innerhalb des optischen Hohlraums ist gewährleistet. Das System bietet entweder eine laminare Strömung oder anpassbare Strömungsmuster. Der Benutzer hat die volle Kontrolle über das Profil des Strömungskanals und die Scherspannung entsprechend seinen Anforderungen.
- Temperaturregelung: Die Temperaturregelung erfolgt innerhalb eines engen Bereichs von 0,2 Grad. Es ist die einzige einheitliche Temperierkammer auf dem Markt, die die Probenebene umfassend abdeckt. Das System verfügt über hocheffiziente, schnelle Temperaturstabilisierungsfunktionen. Darüber hinaus bietet es eine Temperaturregelung sowohl über als auch unter den Umgebungsbedingungen.
- Zellbildgebung: Das System eignet sich für adhärente Zellen, Gewebe oder suspendierte Zellen und ist somit vielseitig in der Handhabung verschiedener Probentypen.
Beispiel einer Anwendung mit Aria
In Zusammenarbeit mit Samy GOBAA (Leiter der Abteilung für Biomaterialien und Mikrofluidik am Institut Pasteur) und Heloïse Mary (Forschungsingenieurin am BMcf) stellen wir ein neuartiges automatisiertes Immunfluoreszenzprotokoll (IF) vor, das das automatisierte sequenzielle Injektionssystem (Aria) und die FCS2-Bildgebungskammer von Bioptechs integriert.
Abbildung 4: Automatisiertes Immunfluoreszenzprotokoll mit Aria und der FCS2-Kammer.
Abbildung 4: HUVEC-Zellen, gefärbt mit Phalloidin-AF488 zur Visualisierung von F-Aktin, UEA1-Electin-DyLight als Membranmarker für Endothelzellen und DAPI zur Färbung der Zellkerne.
Wir haben die Vorteile des Einsatzes von Aria und der FCS2-Imaging-Kammer für automatisierte Immunfluoreszenzverfahren aufgezeigt (Abbildung 5). Unsere Studie zeigt, dass diese Methode die Verarbeitungszeit drastisch verkürzt und das Verfahren in nur 4 Stunden und 30 Minuten abgeschlossen werden kann. Dies bedeutet eine erhebliche Zeitersparnis gegenüber der traditionellen manuellen Pipettiermethode, die in der Regel bis zu 6 Stunden dauert.
Die Automatisierung dieses Prozesses ermöglicht es den Forschern, Multitasking zu betreiben und so ihre Zeit und Ressourcen zu optimieren. Darüber hinaus eignet sich dieses anpassungsfähige Protokoll sowohl für Zellen auf Deckgläsern als auch für Zellen oder Gewebe in mikrofluidischen Chips und stellt somit ein wertvolles Instrument für die Weiterentwicklung der Forschung in der Zell- und Molekularbiologie dar.
Referenzen
- Radtke, A.J., Chu, C.J., Yaniv, Z. et al. IBEX: an iterative immunolabeling and chemical bleaching method for high-content imaging of diverse tissues. Nat Protoc 17, 378–401 (2022). https://doi.org/10.1038/s41596-021-00644-9