界面張力が粘性マイクロ流体ドロップレット生成を調節する | JoVE Visualize

科学分野:

バイオテクノロジー
生体材料工学
創薬

背景:

ナノリットル容量の細胞外マトリックスドロップレットでの哺乳類細胞培養は、ハイスループット薬物スクリーニングのための有望なプラットフォームです。
3D組織モデルは、2D培養と比較して、より生理学的に関連性の高い環境を提供します。
基底膜抽出物のような粘性材料を用いたマイクロ流体ドロップレット生成は、重大な技術的課題をもたらします。

研究の目的:

高粘度の基底膜抽出物を使用したマイクロ流体ドロップレット生成の課題を調査すること。
3D組織モデルアプリケーションのためのドロップレット生成を最適化する方法を特定すること。
粘性限界を克服するための界面張力と界面活性剤濃度の役割を探求すること。

主な方法:

ドロップレット生成のためにT字管マイクロ流体デバイスを使用しました。
界面活性剤濃度を変化させるパラメトリック研究を実施しました。
粘度と界面張力に関連するドロップレット形成特性を分析しました。

主要な成果:

基底膜抽出物（例：Matrigel、Cultrex）の高粘度は、マイクロ流体ドロップレット生成を著しく複雑にします。
高粘度に関連する毛細管数の増加は、安定したドロップレット形成を妨げます。
界面活性剤の添加による界面張力の低下は、高粘度の悪影響を効果的に排除します。
界面活性剤濃度は、界面張力を調節し、質の高いドロップレット生成を達成するための重要なパラメータです。

結論:

粘性基底膜抽出物を用いたマイクロ流体ドロップレット生成は、界面張力を制御することによって最適化できます。
界面活性剤を介した界面張力の低下は、3D組織モデルでのハイスループットスクリーニングを可能にする実行可能な戦略です。
このアプローチは、バイオプリンティングされた3D組織モデルを使用した高度な薬物スクリーニングプラットフォームの開発を促進します。