세포 생물학 및 현미경 검사

The advantages of flow control for Cell biology and Microscopy

Cell biology as the study of the structure remains at the heart of the science and innovation in the medical area. Understanding and being able to predict how cells will react in the event of an infection or in other pathological contexts help discover new treatments in various diseases… When working with cells it’s important to have the possibility to analyze and image the behavior during experiments. To this purpose microscopy and imaging technologies is an indispensable tool for this. The precise flow control of fluids allows the combination of microscopy tools and cell biology experiments into an automated platform where the cell can grow into the physiological relevant environment and also it allows to automate fluid delivery at a different controlled flow rate which limits manipulations mistake.

Main benefits

Shear stress control
Automation of multiple fluid delivery
Long term perfusion

주요 응용분야

RNA 및 DNA 부합법

지난 수십 년 동안 조직 내 특정 DNA 및 RNA 서열의 위치, 구조 및 발현을 포착하기 위해 제자리 부합법이 많이 사용되어 왔습니다. 이 기법의 높은 감도와 특이성은 조직 내 표적 DNA 또는 RNA 서열에 대한 표지된 올리고뉴클레오티드 탐색자(probe)의 부합화에 의존합니다. 염색체의 미세결실, 증폭, 구조, 전위 및 발현을 쉽게 검출할 수 있습니다. 용해된 세포에 대해 수행되는 PCR 분석, DNA 마이크로어레이 또는 노던 블로팅에 비해 부합법은 특정 RNA 및 DNA가 조직 내에서 검출되므로 공간 정보를 제공합니다. 크게 개선된 유전자 지도작성, 세포 유전학 및 다양한 진단 기법(발암성, 출생 전, 바이러스 감염 등)이 포함되어 있습니다.

최근에는 살아있는 세포를 대상으로 수행할 수 있도록 더욱 진화하면서 기술에 시간 차원이 추가되었습니다. 이제 살아있는 세포에서 표지된 올리고뉴클레오티드 부합화의 실시간 영상을 통해 RNA 분자의 시공간적 발현, 분해 및 저장을 철저하게 조사할 수 있습니다.

약물 병합 투여 및 장기 관류

다양한 치료 영역(녹내장, 혈관, HIV, 종양)에서 일반적으로 약물의 병합 투여가 질병 치료에 더 효과적인 것으로 밝혀졌습니다. 특히 종양학은 ‘범용(one size fits all)’ 접근 방식의 실패로 인해 실제로 이들 새로운 요법에 대한 이러한 접근 방식을 위한 길을 열었습니다. 차세대 염기 서열분석 기술 프로파일링의 등장으로 인해 치료에 대한 차별적 반응의 기원에서 많은 암의 이질성이 밝혀졌습니다. 그 결과 치료 전략은 건강한 세포에 최소한의 부작용을 선택적으로 일으키면서 암세포를 효과적으로 억제하고 약물 내성의 발생을 차단하는 다중 표적 약물 병합 투여로 진화하고 있습니다.

많은 경우에서 약물 병용 요법은 간단하지 않습니다. 결과는 부분의 합과 같지 않습니다. 교차 반응이 관찰되며 교차 반응은 낮은 위험 및 상승 효과, 낮은 위험 및 상승 효과 없음, 주의, 안전하지 않음, 및 위험의 5가지 범주로 나뉩니다. 약물 병합 투여의 유효성을 평가하기 위해서는 각 활성 분자의 기여도와 함량을 용량, 빈도 및 기간 측면에서 면밀히 조사해야 합니다.

면역염색법

면역염색 실험은 생물학적 시료에서 특정 항원을 검출하기 위한 다단계 프로토콜입니다. 시료는 연속적으로 배양되거나 고정제, 세척 완충액, 및 탐색자에 노출됩니다.

페트리 접시 또는 웰 플레이트에서의 기존 프로토콜에서는 유체 전달이 피펫을 사용하여 수동으로 수행됩니다. 용액이 시료에 직접 추가됩니다.

페트리 접시에서 미세유체 형식으로 프로토콜을 바꾸면 일반적으로 세포 또는 조직 시료가 다른 방식으로 용액에 노출되기 때문에 약간의 조정이 필요합니다. 페트리 접시와 달리 미세유체 칩 또는 챔버는 폐쇄형 시스템입니다. 따라서 용액은 세포 위에 직접 침착될 수는 없지만 제어된 유량으로 시료에 관류되어 모든 세포에 균일하게 도달합니다. 관류 시스템과 함께 회전 밸브를 사용하면 칩이나 챔버에서 주어진 시점에 다른 용액을 관류시킬 수 있습니다. 또한 용액의 순차적 전달을 자동화하면 시간을 절약할 수 있고 기존 펌프를 칩에서 분리했다가 다시 연결하여 칩 내부에 기포가 생성되는 것을 방지할 수 있습니다.

Resources

세포 생물학 및 유량 제어

신약 개발에서는 사용된 시료의 유량을 제어하는 것이 중요합니다. 여러 제형이 시험되므로 각 실험 단계에서 동일한 수준의 유체 처리 제어를 유지하면서 동시에 유량을 제어할 수 있는 가능성을 갖추는 것이 중요합니다. DNA 및 RNA 부합화는 현미경으로 수행되는 경우가 많습니다. 현미경을 통한 수동 주입은 다음과 같이 위험할 수 있습니다.

피펫 콘을 건드리면 접시와 기록된 위치를 잘못 찾을 수 있고,
피펫팅 중에 시료가 흘러나올 수 있으며,
액체가 현미경 위로 엎질러질 수 있습니다.

시판되는 유량 제어기

시린지 펌프

서브 밀리미터 범위의 유체 관리를 위해 다양한 유량 제어 기술을 사용할 수 있습니다. 시린지 펌프가 일반적으로 유체 제어에 사용됩니다. 그러나 미세유체 장치에서 시린지 펌프를 사용하면 유동이 일정하지 않기 때문에 종종 문제가 됩니다. 이 불연속성은 진동 유동을 생성하는 기계 시스템으로 인한 것입니다. 이는 생물학적 실험과 같은 특정 실험에서 문제가 될 수 있습니다.

수동 주입

현미경 기술이 동시에 요구되는 현재의 다중 유체 전달 방법은 대부분 수동 피펫팅 작업(면역 표지, DNA 및 RNA 부합법 등)에 의해 이루어집니다. 수동 주입은 유체 속도가 제어되지 않고 균일하지 않아 시료가 손상될 수 있습니다.

Fluigent 압력 기반 유량 제어

더 높은 유동 안정성, 빠른 응답 시간, 다용성 및 자동화 기능을 갖춘 미세유체 펌프에 대한 수요가 증가함에 따라 압력 제어기가 선택받는 장치가 되었습니다.

이러한 펌프의 작동 원리는 시료 저장소를 가압하여 미세유체 시스템의 유입구와 배출구 사이의 압력 강하를 제어하는 것입니다. 생성된 유량의 응답성은 압력 펌프의 응답성에 따라 달라집니다.

이 문제들을 극복하기 위해 Aria는 다중 유체 전달을 자동화합니다. 유량을 제어하면 시료가 보존됩니다. 작업자 간 및 작업자 내 변동성이 제거되어 재현성이 증가합니다.

자세한 정보는 여기를 클릭하십시오.

For more information or a technical discussion