Установка для проточной цитометрии на базе микрофлюидной системы

Проточная цитометрия доступна в микрофлюидном канале с фокусировкой потока, возможны сортировка клеток, обнаружение и измерение соответствующих химических и физических характеристик клеток. Например, проточная цитометрия может быть использована для определения того, умерла ли клетка от некроза или апоптоза, или для проведения анализа пролиферации клеток. Основа установки для проточной цитометрии контроллер OB1 от Elveflow и специальный чип от ChipShop.

Микрофлюидный чип от ChipShop

Цель - выравнивание клеток в центре микрофлюидного канала. Стандартная установка для проточной цитометрии с фокусировкой потока содержит два канала накачки, первый из которых предназначен для подачи образца в микрофлюидный чип, а второй для жидкости, окружающей исследуемую. Стабильность фокусировки напрямую связана со скорость потока образца и окружающих потоков.

Скорость потока можно измерять и контролировать с помощью датчиков серии MFS или BFS Elveflow. Контроллер OB1 mk3+ является лучшим решением для фокусировки потока между вспомогательными окружающими потоками, так как он обеспечивают полностью безимпульсный поток, в отличие от шприцевых насосов.

Контроллер OB1 Elveflow

Материал чипа (PMMA или COP) оптически прозрачен и имеет низкую дисперсию, что делает его пригодным для проточной цитометрии. Таким образом, можно непосредственно установить систему над микрофлюидным чипом. Cортировка клеток возможна благодаря пяти выходным каналам с двумя соединениями, которые позволяют собирать нужные клетки в двух разных местах путем приложения положительного или отрицательного давления на выходе.

Датчик скорости Elveflow серии MFS

Установка, разрабатываемая Elveflow, совместима с различными приборами и позволяет сразу начать эксперимент, она управляется единым программным обеспечением и может использоваться для других различных приложений.

Установка содержит:

- Контроллер потока Elveflow OB1 MK3+;

- Детектор скорости потока MFS (см. также детектор скорости потока BFS для лучшей производительности);

- Резервуары;

- Микрожидкостный чип от ChipShop;

- Все необходимые аксессуары: разъемы, трубки, фильтры и т. д.;

- Программное обеспечение ESI.

Зачем использовать микрофлюидную систему для проточной цитометрии?

Обычно проточная цитометрия использует большие объемы и образца, и реагентов, что делает эксперимент дорогостоящим. Кроме того, классические системы проточной цитометрии являются сложными, и требуют квалифицированного персонала для технического обслуживания и, как правило, трудно адаптируются для конкретных применений.

Микрофлюидика позволяет изготавливать миниатюрные проточные цитометры, которые требуют меньшего объема пробы и реагентов, что снижает стоимость эксперимента и дает возможность работы в практически полевых условиях. Система проточной цитометрии на базе микрофлюидного чипа с фокусировкой потока обладает исключительной чувствительностью для анализа отдельных клеток, поскольку для проведения эксперимента можно использовать различные детекторы. Кроме того, в микрожидкостном масштабе параметры жидкости могут быть точно настроены, а сфокусированный поток образца очень стабилен, благодаря точно контролируемым потокам образца и вспомогательных жидкостей.

Проточная цитометрия также может быть совмещена с сортировкой клеток непосредственно в этом же чипе. Подводя итог, можно сказать, что проточная цитометрия на базе микрофлюидной установки позволяет проводить более комплексный, точный и экономически выгодный анализ клеток.

3D-представление проточной цитометрии

Настройте свою микрофлюидную систему для проточной цитометрии

Скорость потоков вспомогательной жидкости должна быть намного выше, чем скорость потока образца, чтобы обеспечить хорошее разделение и анализ клеток. Чипы для сортировки от ChipShop доступны в материалах: полиметилметакрилат – PMMA (оргстекло), или циклический сополимер олефинов – COP. Оба материала подходят для проточной цитометрии; COP имеет лучшие оптические свойства, а PMMA немного прочнее.

Схема микрофлюидной системы с вспомогательными каналами

ChipShop предлагает чипы с разной глубиной канала. Модель 1: 50 мкм для первого канала, и 25 мкм для второго. Модель 2: глубина каждого канала 30 мкм. При необходимости контроллер OB1 может иметь дополнительные каналы, а для контроля скорости потока в установку можно добавить датчик скорости потока. Elveflow предлагает широкий ассортимент резервуаров, совместимых с контроллером OB1: от 1.5 мл пробирок Eppendorf до 100 мл бутылочек.

В качестве замены MFS для улучшения управления потоком можно выбрать Кориолисов расходомер детектор скорости потока BFS. Пузырьки могут стать проблемой для проточной цитометрии, при необходимости можно использовать систему для удаления пузырьков, которое решит эту проблему.

Принципы установки

Микрофлюидные проточные цитометры более портативные, компактные и дешевые [1]. Такая установка используется для исследования биологических событий на уровне одной клетки, а также может быть использована для сортировки клеток [2]. Микрофлюидные каналы с ламинарными потоками обеспечивают высокую точность и более стабильное управление потоком, чем обычные методы проточной цитометрии, такие как системы на основе стеклянных капилляров [3]. Каналы, окружающие образец, могут быть заполнены воздухом в гидрофобном микрофлюидном канале (изготовленном из PMMA или COP), таким образом не нужно проводить рециркуляцию вспомогательной среды [4]. Для описания механических свойств клеток была проведена спектроскопия Бриллюэна на микрофлюидном устройстве для проточной цитометрии [5]. Наконец, интегрированная микрофлюидная проточная цитометрия также была адаптирована для точечных измерений [6].

Список литературы:

1. TD Chung, HC Kim, Recent advances in miniaturized microfluidic flow cytometry for clinical use, Electrophoresis 2007, 28, 4511–4520
2. Fu, A. Y., Chou, H. P., Spence, C., Arnold, F. H., Quake, S. R., An integrated microfabricated cell sorter Anal. Chem. 2002, 74, 2451–2457.
3. Huh, D., Gu, W., Kamotani, Y., Grotberg, J. B., Takayama, S., Microfluidics for flow cytometric analysis of cells and particles Physiol. Meas. 2005, 26, R73–R98.
4. Huh D, Tung Y-C, Wei H-H, Grotberg J B, Skerlos S J, Kurabayashi K and Takayama S 2002 Use of air-liquid two-phase flow in hydrophobic microfluidic channels for disposable flow cytometers Biomed. Microdevices 4141–9
5. Zhang J et al., Brillouin flow cytometry for label-free mechanical phenotyping of the nucleus, Lab Chip, 2017, 17, 663
6. Kiichi S., Akihide H., Mnabu T., Hideaki H., Takehiko K.; Microchip-based chemical and biochemical analysis systems, Advanced Drug Delivery Reviews, 55, 3, 24 February 2003, Pages 379-391