Вмешательство тока в чашке Петри

Вмешательство тока в чашке Петри

Исследовательская группа создала простую и недорогую вставку, которая производит однородное электрическое поле для разработки ткани и других исследований клетки.

Чашка Петри купить

Электричество играет ключевую роль в исследованиях клетки, но практические проблемы, связанные с формой лаборатории cultureware, обеспокоили это исследование. Лаборатория cultureware является пластмассовыми контейнерами, используемыми исследователями, чтобы вырастить клетки. Эти контейнеры являются типично мелкими цилиндрами: классическим примером является чашка Петри. В то время как чашка Петри является круглой, самый простой способ создать однородное электрическое поле основан на прямоугольной форме. Эти различные конфигурации предотвращают ученых, чтобы полностью эксплуатировать потенциал клетки cultureware, поскольку значительная часть круглой основы чашки Петри остается вне производящего область прямоугольника, который входит в cultureware. Проект студента доктора философии, который привел к заявке на патент и опубликованной статье в Научных Отчетах, радикально изменяет эту ситуацию.

Студент, Се-Фу Тсай, работал под наблюдением профессора Эми Шен, главы Единицы Micro/Bio/Nanofluidics в Институте Окинавы Университета Выпускника Науки и техники (OIST). Его научно-исследовательская работа сосредоточилась на поведении клетки в электрическом поле. "Клетки отвечают на электрический ток", объяснил Тсай. "Некоторые клетки мигрируют к положительному полюсу, в то время как другие к отрицательному полюсу и некоторые клетки показывают определенное выравнивание с электрическим полем". Эти явления, как известно, играют важную роль в ключевых биомедицинских областях, как исцеление раны и ранние стадии развития клетки, такие как нейрогенез и embryogenesis.

Ученые обычно выбирают для изучения клеток в однородном электрическом поле, так как такое поле, даже самый простой случай для работы в контролируемых условиях. Эффективный способ создать однородную электрическую область через прямоугольное устройство, потому что электрические столбы связаны с двумя из противоположных сторон прямоугольника, и таким образом пути электрического тока являются всей той же самой длиной.

Однако культуры наиболее нормального элемента происходят в окружающей среде круглой формы, как чашка Петри, и не возможно непосредственно создать однородное электрическое поле, просто соединяющее электрические столбы с противоположными сторонами круга. "Стены чашки Петри изогнуты", прокомментировал профессор Шен, "и в кругу пути электрического тока имеют различные длины, таким образом, получающееся электрическое поле не однородно".

Tsai и коллеги нашли революционное решение этой проблемы. Они создали пластмассовую вставку, которая изменяет пути электрического тока в круглой форме, делая каждый текущий путь того же самого расстояния. Вставка, простая и недорогая, достигает этой цели, делая более короткие пути, бегущие в самом устройстве, и таким образом расширяющие их длину, пока они не соответствуют более длинным путям.

У вставки есть четыре отверстия на вершине: два отверстия для того, чтобы предоставить клеткам питательное вещество и двум отверстиям для применения электричества. Во-первых, исследователи кладут клетки на основании чашки Петри. Затем вставка помещена в cultureware и запечатана на месте. Наконец, ученые добавляют новое питательное вещество для клеток, чтобы вырастить и применить электрический ток.

Дизайн вставки основан на основных принципах электричества, которое помогло исследователям в нахождении оптимальной формы устройства. Как только форма определена, вставка может быть непосредственно создана с 3D принтером. Благодаря этому простому процессу вставка масштабируема и может быть легко адаптирована, чтобы соответствовать большей части общей лаборатории cultureware любого размера. Ученые OIST уже проверили работу устройства посредством успешного эксперимента на мыши эмбриональные клетки фибробласта.

"Одно из преимуществ - то, что с этим устройством исследователи могут использовать большую часть поверхностного освещения блюда", сказал профессор Шен. "Это приводит к более высокому количеству клеток, и таким образом к большему количеству образцов для дальнейших экспериментов".

Есть несколько заявлений на это устройство в исследованиях клеток. "На этот раз мы определенно стремились к приложениям ткани, потому что многие исследователи пытаются создать функциональные ткани тела в лаборатории; например, мышца, кожа и печень", объяснил Тсай. "Вы можете вырастить эти ткани, но часто у них нет функции, которую Вы видите в теле. Поэтому они еще не зрелы: им нужно обучение, как потребности мышц тренироваться. Электрическое поле является одним из учебных ученых метода, пытаются использовать на клетках". Проект уже произвел контакты с машиностроением ткани.

В частности, Tsai разработал этот проект во время трехмесячного вращения лаборатории, которое является частью стандартного учебного плана в OIST. Студенты доктора философии работают в трех различных лабораториях в течение их первого года, исследуя разнообразие научного исследования. Эта модель, возможно уникальная в пейзаже высшего образования, оказывается успешный и эффективный при содействии инновациям.

 

Материалы, предоставлены Okinawa Institute of Science and Technology (OIST) Graduate University. Содержание может быть отредактировано для стиля и длины.

Отмечено