片上器官系统将概念转化为实践专题集

我们很高兴宣布在芯片上器官系统,将概念转化为实践!

这个第一批论文集关于“器官-身体和疾病-芯片”的收集已被证明是受欢迎的社区。该系列为这一新兴领域提供了一个身份和一个让其他人学习广度的有效场所,深度,以及这个新兴地区的重要性。我们很高兴地宣布米迦勒舒勒(康奈尔大学,美国)将作为思想领袖这个后续收集。

我们相信,第二次收集强调努力将这一概念转化为实践将是有价值的。尽管潜在设备的概念证明文件仍然很重要,在过去两年中,在解决将这些概念转化为可操作系统的实际问题方面取得了重大进展,这些系统将被行业采用并得到监管机构的批准。虽然药物仍然是主要目标,很明显,这些设备将在化妆品中发挥重要作用,食物,以及化学工业。

为了获得监管部门的批准和工业应用,这些设备必须简单(易于技术人员操作),基本上是自给自足的,低成本,可靠的,采用先进的分析技术,并拥有有效的软件将测量结果转化为人类反应的预测。一些最初的概念验证设备过于复杂,因此在工业上实施成本高昂。对于学术论文来说,只要有足够的系统功能来提供强大的数据集,实验室就能够承受高故障率的系统。对于工业环境,采用高成功率是必要的。自动为了使系统产生广泛的影响并降低劳动力成本,需要对设备进行信息处理和有效的数据收集和解释。尽管许多工业数据是专有的,应该有可能采取历史案例,其中药物候选被批准,然后由于毒性退出市场,并确定是否可以从微物理(MPS)系统的研究中预测药物的失效。这些例子可以为包含MPS系统的特殊性提供一个令人信服的理由。在临床前药物开发过程的后期阶段。

一系列的论文,讨论了从“原则证明”设备转移到可常规纳入药物测试的系统所涉及的问题,化妆品,食物成分,化学物质对微物理系统领域的发展具有重要意义。我们寻求有助于实现这一目标的贡献。

芯片实验室出版与迷你旅游相关的重要原创作品,在微观和纳米尺度上,多学科读者感兴趣。该杂志寻求在物理技术进步和高影响的应用程序之间的界面发布工作,这些应用程序直接引起广大读者的兴趣。

此外,还欢迎具有独特新功能的超新型片上器官系统。

有兴趣提交到收藏集吗?

我们欢迎提交原始研究文章和评论到这个收集和收集是打开供提交.

该收藏中包含的文章将在接受时发布,并收集到在线收藏中。他们将在整个提交期间得到广泛的推广,并作为一个完整的收集。

如果您有兴趣提交到该系列,请联系芯片实验室编辑部在ROC-RSC.RSC.ORG.

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芯片上实验室专题收藏

我们汇集了最新的芯片实验室文章集,主题问题,以及编辑器的选项集合,使您能够轻松导航到与您最相关的内容。我们希望您喜欢阅读这些收藏中的论文!

持续的集合

主题集合

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芯片实验室在2018年Microtas大会上颁发著名奖项

__________台湾。西蒙·尼尔,执行编辑芯片上的实验室,出席会议并宣布芯片实验室奖项包括微型化演讲的先驱者(与白云石微流控芯片,威德默青年研究员海报奖和科学中的艺术竞猜竞争(与…合作)NIST)所有三个比赛都收到了许多精彩的参赛作品,我们很高兴向获奖者介绍,以下:

“小型化先锋”讲座

Sunghoon Kwon教授(首尔国立大学)荣获13“小型化先锋”讲座,赞助白云石芯片实验室.“小型化先驱”讲座奖励那些在理解或发展小型化系统方面做出杰出或杰出贡献的早期中职科学家。孙胡昆教授获得证书,货币奖,并在会议上发表了题为“个性化医学微型化”的简短演讲。

从左到右:西蒙·尼尔(芯片实验室)景洪(得奖者)及马克·吉利根(白云石)

科学艺术比赛竞猜

芯片实验室国家标准技术研究所执行编辑西蒙·尼尔和格雷格·库克西(NIST)向Nam Trung Nguyen颁发了科学竞猜中的艺术奖和一块在皇家化学学会展台上获奖的蛋糕,以表彰他进入“绿色星球”。该奖旨在突出科学插图中的美学价值,同时仍传达科学价值。竞猜

从左到右:西蒙·尼尔(芯片实验室)Greg Cooksey(NIST)和Winner,Nam Trung Nguyen和个性化蛋糕,获奖图片“绿色星球”:漂浮的液态大理石的图片,用绿色荧光珠装饰。这张照片是用彩色USB相机拍摄的。液体大理石是由一个水滴包含绿色荧光珠和涂有特氟隆粉。

威德默青年研究员海报奖

“威德默青年研究者海报奖授予多伦多大学的理查德·程,他在在Situ使用微流控生物印字机传送和制作含有生物材料薄片的皮肤细胞。

Simon Neil(左)和Richard Cheng(获胜者)

祝贺大会上的所有获奖者,我们期待着在TAS 2019在巴塞尔,瑞士!

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科学艺术竞赛获竞猜胜者于2018年微塔斯学院宣布

芯片实验室国家标准技术研究所(NIST)提出了科学中的艺术竞猜于2018年11月14日在英国皇家化学学会展台举办的TAS 2018大会上获得奖。竞猜该奖项突出了科学插图的美学价值,同时也传达了科学价值。今年的比赛收到了许多精彩的参赛作品,由西蒙•尼尔,请芯片实验室执行编辑,格雷格Cooksey,请NIST的代表和马纳布·德克西,请芯片实验室副编辑。

西蒙·尼尔和格雷格·库克西宣布了比赛的获胜者是Nam Trung Nguyen进入“绿色星球”,并向Nguyen博士颁发了奖项和证书,以及以获奖图片为特色的蛋糕。

绿色星球

Nam Trung Nguyen先生,格里菲斯大学,澳大利亚

绿色星球

亚军是:

刷状帽磁性人工纤毛

张帅中,埃因霍温理工大学,荷兰

刷状帽磁性人工纤毛

拥抱混沌

萨曼莎·伯恩斯,智力创业实验室,美国

非常感谢今年所有的贡献者!

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RSC分析化学期刊新兴研究系列竞猜

我们的分析化学杂志竞猜分析师,请分析方法 芯片实验室致力于分析化学和工程领域的早期职业研究人员。竞猜我们的新研究者系列为早期职业研究者提供了一个平台,向广大读者展示他们的最佳作品。

如果您有独立的职业,并且在获得博士学位后10年内或在第一个独立职位后5年内,您可能有资格获得我们的分析师,请分析方法芯片实验室新兴研究者系列。

分析师新兴研究者系列

系列编辑:Ryan Bailey,Laura Lechuga和Jaebum Choo找出更多

分析方法新兴研究者系列

系列编辑:菲奥娜·里根,刘若文和雷耶斯找出更多

芯片实验室新兴研究者系列

系列编辑:迪诺·迪卡洛,Yoon Kyoung Cho和Piotr Garstecki找出更多

适当考虑职业中断和其他职业路径。

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Microtas 2018亮点

第二十二届化学与生命科学小型化系统国际会议(又称Microtas)于去年在高雄举行。竞猜竞猜台湾。欢迎超过1000名参加者,Microtas 2018大会汇集了包括微流体学在内的多个学科,精密加工,纳米技术,整合,材料和表面,分析与合成、以及生命科学和化学检测技术。竞猜竞猜除了令人兴奋的科学计划和精彩的演讲外,社交/网络活动(欢迎接待,学生搅拌机女人在外面过夜,和会议宴会)使Microtas 2018会议成为一个难忘的会议。在本文中,我们想与我们的芯片博客上的实验室读者。

微流体空间血流动力学研究内皮细胞表型调控

萨维斯·瓦尔玛,Guillermo Garcia-Cardena,&乔尔Voldman

你知道那条动脉吗分叉很容易动脉粥样硬化?血管中的血流分布可以帮助我们深入了解动脉粥样硬化。在这项工作中,作者研制了一种软性微装置,研究了螺旋流和混沌流对血管壁内皮细胞的影响。他们假设并证明了螺旋状(均匀)血流分布导致内皮细胞向上游排列以获得动脉粥样硬化保护特性,而混乱的血流会导致导致动脉粥样硬化的细胞错位。

图中显示了细胞对不同空间流动的形态适应。比例尺为0.1 mm。

玻璃状聚合物

微流态玻璃反应器的三维打印

Patrick RischFrederik Kotz多萝西娅·赫尔默和巴斯蒂安·拉普

微流体装置主要由PDMS,请尽管这种材料并不总是很适合热处理,光学、机械和化学变化。在这项工作中,作者提出了一种新的树脂配方来激发玻璃3D打印,请比PDMS更耐用。树脂是用立体光刻这项技术对快速成型用于光学检测或化学反应应用的由玻璃制成的微流体装置。

图中显示了一个三维梯度发生器,比例尺为2毫米。

模拟多器官相互作用的俄罗斯方块式模块化微流体平台

路易斯·翁君业,Terry ChngChong Lor Huai李欢、东易钦

模块化毫无疑问,微流体正在兴起,这项研究展示了一种有趣的方法。作者专注于解决与现有设备的兼容性有限“问题。为了实现这一目标,使用环形磁铁连接PDMS构建基块这是以前用微型模具制造的。利用这种方法组装的模块化平台被展示给培养细胞作为概念研究的证据。该平台可以方便地配置涉及多个组织的复杂实验装置。

图中显示了一个模块化设备(左)。其各部分(右)通过磁铁相互连接,比例尺为1厘米。

用于液滴操纵的磁开关超疏水表面

朝阳、李刚

表面疏水性是生物和化学应用的一个重要特征。在这项工作中,磁开关微柱由PDMS和羰基铁粒子组成。这些柱子在磁场的作用下竖立起来,导致润湿性的后续转换以及防水剂与水粘合状态之间的表面粘合。当施加磁场时,表面变得超疏水(防水)。作者用这种方法演示了液滴在表面的提升和运输。

图像描述了外部磁场对微柱刚度的影响。

关于Web编写器

布库古古斯库是美国加州大学伯克利分校赫尔实验室的博士后研究员。她的研究兴趣包括开发用于单细胞蛋白质定量分析的微流体装置,下一代测序,芯片研究的分区器官,在微型天平上对水进行脱盐。

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利用微流体筛选脂质库

大流士·拉库斯著

质膜是生物体的重要组成部分,对所有生命都是必不可少的。它把细胞内部和外部分开,分类讨论的反应,并且有选择地允许通过它的传输。虽然许多研究已经涉及到不同的蛋白质和表面分子如何控制质膜的功能,关于脂类成分如何产生特殊性质,人们知之甚少。例如,跨膜蛋白,这也是一大类毒品目标,可能对脂质环境有不同的要求,也可能根据局部脂质成分改变其功能。最近,研究人员来自戴维维兹实验室在哈佛大学,他们开发了一种微流控芯片,用来筛选迄今为止最大的脂质库,为了确定哪些脂质成分对某些蛋白质跨膜结构域具有特异性。这使得研究人员能够研究局部脂质浓度对跨膜蛋白的影响。

质膜通常被描述为“简单的屏障”。但如果是这样的话,那么,“为什么自然界要经历制造这么多不同类型脂质的麻烦呢?”罗伊·齐布拉特解释说,论文的主要作者。Ziblat认为脂质膜的作用远远大于单纯的屏障,它是加速生物反应的底物。组成膜的脂质的作用是控制哪些生物分子参与这些反应,通过它们对膜蛋白的选择性。现有技术的成功率有限,齐布拉特转向微流体学试图回答这个问题。

微流控芯片包括PDMS中的108个孔阵列,在该阵列中,可以在用另一层PDMS密封芯片之前沉积和干燥脂质膜。脂质体通过在水缓冲液中膨胀而在孔内生成。然后对这些脂质体进行测试,看看跨膜结构域肽是否会插入其中。然而,因为跨膜结构域的肽是不溶的,它们不能简单地被添加到芯片中。为了解决这个问题,齐布拉.转向无细胞蛋白合成。通过将跨膜域肽和purexpress(核糖体的商业混合物)的DNA加载到芯片上,酶,以及用于转录和翻译的核苷酸,这些肽可以在脂质体附近合成,从而减少降水,增加插入的机会。论文通过齐布拉 .,在7的封面上12月发行芯片实验室,请还包括一个有用的视频描述这些方法。Ziblat说,他首先制作了视频,以便更好地与他的主管和同事交流他的方法,但它确实有助于读者理解非常技术的方法论。

往前走,Ziblat希望利用该装置研究其他膜相互作用,如病毒细胞结合。人们还希望这种新的装置和方法能够被用来鉴别作者所称的“可药物脂质”——与特定脂质相互作用的肽,从而更好地将药物导向特定的细胞甚至细胞器。


要下载全文,请单击下面的链接:

不溶性蛋白跨膜结构域脂质特异性的测定

R.齐布拉特J。C.WeaverL.R.ArriagaS.Chong和DA.韦茨

实验室芯片2018,18,3561个

DOI: 10.1039 / c8lc00311d


关于网络作家

Darius Rackus(右)是Eth z_rich的Dittrich生物分析组的博士后研究员。他的研究兴趣是开发用于医疗保健和生物分析的集成微流体工具。

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新兴研究者系列——杰罗姆·查梅特

杰罗姆Charmet 1998年获得瑞士HES-SO ARC颁发的微技术工程文凭。M.S.伯尔尼大学生物医学工程学位,瑞士2010,2015年获得剑桥大学博士学位。总体而言,他在工业和学术领域都工作了10多年,包括英特尔公司,爱尔兰都柏林城市大学国家传感器研究中心,瑞士HES-SO Arc的微技术研究所和剑桥大学的错误折叠疾病中心,英国。2016年,他以助理教授的身份加入沃里克大学,在那里他正在开发集成微流体平台,研究复杂流体和生物环境,并将其应用于诊断。监测和药物筛选/发现。了解他的更多信息小组研究。

阅读他的新兴研究者文章"利用微流控扩散定径结合同步辐射圆二色性分辨蛋白质混合物“并在下面的采访中了解到他:

你最近发表的研究者系列论文集中在使用微流控扩散定径结合同步辐射圆二色性的蛋白质混合物上。你的研究是如何从你的第一篇文章发展到最近的这篇文章的?

它进化了很多,事实上,它甚至与微流体没有直接关系!

你目前最兴奋的工作是什么?

我已经开始和一些生物学家同事一起探索芯片上的器官平台,我发现它非常迷人。但老实说,我工作的方方面面都令人兴奋。我有一个伟大的团队和合作伙伴,我真的很喜欢每天与之合作!

在你看来,您当前的方法可以用于哪些应用程序?

在原稿中,我们使用扩散施胶法,利用同步辐射圆二色性,解决了复杂蛋白质混合物的二级结构,但该方法也可应用于其他生物分子体积测量技术。我们利用层流将混合物分离成“可控制”的部分。通过测量混合物和不同的组分,我们可以检索混合物中每个组分的信息。

你觉得你的研究最具挑战性的是什么?

这是多学科的性质。但它也是最有价值的(当它起作用的时候)。

我们的读者会在哪些即将举行的会议或活动中与您会面?

我刚回来微型计算机2018在高雄(台湾)。下一步,我要参加2018年第8届英国和爱尔兰早期职业血脑屏障研讨会在牛津。

你怎样打发业余时间?

徒步旅行,跑步……这些天尽可能多地和我1岁的儿子在一起。

如果你不是科学家,你会选择哪种职业?

我要和艺术保护者(出于某种原因)合作,这是我肯定会喜欢的。

你能和其他早期职业科学家分享一条与职业相关的建议或智慧吗?

听起来有点俗气,但我会说“相信你自己的想法,重要的是,找到合适的环境来发展它们”。

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新兴研究者系列-赵伟安

博士。赵维安是一名副教授格罗斯干细胞研究中心,请赵氏综合癌症中心,请生物医学工程系,加州大学药物科学系,竞猜尔湾。博士。赵先生也是维洛克斯生物系统公司,请Baylx公司,请安伯斯通生物科学有限公司竞猜,请旨在开发快速诊断技术的初创公司,干细胞治疗,药物发现,分别。博士。赵的研究旨在阐明并最终控制移植干细胞和免疫细胞治疗癌症和自身免疫性疾病的命运。2)开发新型小型化设备,用于早期诊断和监测脓毒症等疾病。抗生素耐药性和癌症。博士。赵获得了多项奖项,包括麻省理工学院的技术评论TR35奖:35岁以下的世界前35名创新者和国家卫生研究院主任的新创新者奖。博士。赵先生在山东大学完成了化学学士和理学硕士学位,2008年在麦克马斯特大学获得了化学博竞猜士学位。2008-2011年期间,博士。赵是哈佛医学院人类前沿科学项目(HFSP)博士后,竞猜布里汉姆女子医院和麻省理工学院。

阅读赵博士的新研究者文章”利用单细胞液滴微流控技术筛选功能性TCR T细胞“并在下面的采访中了解更多关于他的信息:

你最近发表的研究者系列论文集中在使用单细胞液滴微流体的功能性TCR T细胞筛选。你的研究是如何从你的第一篇文章发展到最近的这篇文章的?

我受训成为胶体和表面化学家。当我还是博士生的时候,我的第一篇论文是关于用DNA作为模板构建纳米结构。这些年来,我的研究朝着立即解决问题的方向发展,生物学和医学方面尚未满足的主要需求;这是通过开发新的工具和技术来实现的,经常采用跨学科和协作的方法,以这篇新论文为例。

你目前最兴奋的工作是什么?

这是一种观点,即我们在研究中所做的工作可以潜在地解决现实问题,并在短期内帮助患者。就像这篇新的论文所说明的,我们的单细胞系统在加速癌症免疫疗法的发展方面具有巨大的潜力。临床上对这种有前途的药物有着巨大而迫切的需求,这种药物可以使没有很多时间等待的患者受益。

在你看来,微流控技术如何为免疫筛查、免疫治疗和个性化医疗做出贡献?

液滴微流控技术和我们领域中正在开发的其他令人兴奋的单细胞系统可以有助于免疫筛选,免疫疗法和个性化药物显著减少了发现阶段所需的时间。例如,抗体或T细胞等免疫试剂的常规筛选平台,通常需要几个月到几年的时间来获得治疗候选,而新的单细胞平台可能在几天到几周内实现这一目标。在这篇新论文中,这种能力是通过使用单细胞分析直接更深入地询问单个细胞克隆的“功能”来实现的。由于生物样品是异质的,这个关键的信息经常在传统中丢失,基于人群的研究。

你觉得你的研究最具挑战性的是什么?

总是人。我花时间确定和建立一个合适的团队,一旦到位,几乎可以克服研究本身的任何挑战。我也希望我能花更多的时间做研究,而不是写赠款。

我们的读者会在哪些即将举行的会议或活动中与您会面?

IEEE EMBS医学微纳米技术2018,请 癌症物理科学(GR竞猜S)2019,请和钉2019

你怎样打发业余时间?

主要是和家人在一起,观看曼联的比赛。

如果你不是科学家,你会选择哪种职业?

可能想成为英超的足球经理。经营一个研究实验室和经营一个足球俱乐部有很多相似之处,不是吗?

你能和其他早期职业科学家分享一条与职业相关的建议或智慧吗?

向那些成功完成你所要做的事情的人寻求帮助和指导。试着通过合作和合作来加速你的进步。

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用简单的微流控细胞分选装置代替手工组织分离协议

即使是一小群细胞也能在组织中形成肿瘤。当涉及到治疗策略的选择时,确定细胞多样性和识别这些小细胞群变得非常重要。从患者身上采集的组织样本需要分离成单细胞悬浮液,因此,可以使用一套强大的技术(包括流式细胞术,请大量细胞计数法,请单细胞RNA测序.然而,将组织分解成单细胞悬浮液并非易事。传统的方法是用刀片将组织标本切成小块,应用蛋白水解酶后剧烈摇动机械分离。通过过滤器过滤悬浮液可以除去大团聚体。这项技术显著增加了样品损失,降低了流程的速度,不适合立即进行下游分析。

本月的芯片实验室热门文章系列,由加州大学欧文分校的杰瑞德·豪恩博士领导的一组研究人员提出了一种新颖而简单的方法,可以提高使用微流体从组织样本中获得的单细胞悬浮液的质量。杰里米·隆巴多,本文的合著者,解释说:这项工作的目标是用微流体装置完全取代手工强化组织分离方案。“开发的工具是一个由两个尼龙膜组成的微型装置,25 - 50µm网,另一种具有10-15μm筛孔,附在微米大小的孔和微通道上。该装置由激光微机械加工的硬塑料(PET,又名。聚对苯二甲酸乙二醇酯)当与PDMS(一种硅基有机材料)。也,芯片有多层,用于连接不同层次的尼龙网膜(图1)。

细胞分选机

图1。组织样本微流控细胞分选装置。草图显示了内层,由两个膜组成,用于以直接或切向过滤模式操作设备。膜网目尺寸可根据细胞大小进行调整。右边的显微照片显示了本研究中使用的几种孔径的晶格网络。孔径为(从上到下)50,25,15,10µm直径。

电池分选装置的工作原理

该装置的入口连接到微孔膜以引入组织样品。通过膜的样品通过排出口排出。也可以将一部分样品沿着连接到横流出口的膜表面引导。该装置要么在直接过滤状态下运行,以最大限度地提高样品回收率和处理速度,或者在切向过滤系统中清除较大的组织碎片和细胞聚集物,以防止堵塞。

尽管研究人员最初假设在压力驱动下,当细胞和组织聚集物通过装置的膜时可能会分解,他们惊喜地发现,在这些设备的初始测试中,单细胞数量急剧增加,Jeremy Lombardo说并补充道在开发和测试该装置的过程中,最困难的部分是找到一种膜孔大小的组合,它可以在不影响细胞活力的情况下,最好地分离细胞聚集物和组织。在我们确定最终的50和15μm孔径之前,最终用细胞系和小鼠组织模型对各种孔径和组合进行了彻底的测试。”

的优势,挑战与未来

作者总结了该平台的优点芯片实验室博客读者:“这种装置操作极其简单,制造成本也很低。作为一种独立装置,它可以很容易地集成到许多组织分离应用中,以提高单细胞产量,但也可以很容易地与其他下游微流体操作(细胞分选,检测等)。根据作者的说法,他说:“这是一个很好的选择。”在当前的单元分拣机设备格式中,尺寸非常大的细胞可能难以处理,因为它们可能跨越过滤器的多个孔,传统上是过滤掉而不是分离掉的。”虽然看起来像个挑战,通过调整滤膜孔径以适应这些较大的细胞类型,可以很容易地解决这一问题。

对于设备的未来,作者指出,“我们目前还致力于将该设备与上游设备集成,我们之前开发的大型组织分离装置,用于创建完全自动化的微流体组织分离平台。他说:“这是一个很好的选择。”

下载免费的完整文章*单击下面的链接:

带有尼龙网膜的微流体过滤装置能有效地分离细胞聚集物并将组织消化成单细胞。
萧龙秋杰瑞米ALombardo特丽莎韦斯特霍夫,玛丽莎·佩内尔,安妮塔,哈马德·阿尔西塔维,Brian M。卢娜,爱德华L纳尔逊凯克森布鲁克,艾略特E。回族和Jered B。胡安
实验室芯片,请2018,芯片实验室近期热门文章
多伊:10.1039/C8LC00507A

关于网络作家
布库古古斯库是个博士后赫尔实验室在美国加州大学伯克利分校。她的研究兴趣包括开发用于单细胞蛋白质定量分析的微流体装置,下一代测序,芯片研究的分区器官,在微型天平上对水进行脱盐。

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