PL242812B1 - Magnetic microfluidic device for rapid screening tests and a method of conducting tests in a magnetic microfluidic device - Google Patents

Magnetic microfluidic device for rapid screening tests and a method of conducting tests in a magnetic microfluidic device Download PDF

Info

Publication number
PL242812B1
PL242812B1 PL429857A PL42985719A PL242812B1 PL 242812 B1 PL242812 B1 PL 242812B1 PL 429857 A PL429857 A PL 429857A PL 42985719 A PL42985719 A PL 42985719A PL 242812 B1 PL242812 B1 PL 242812B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
magnetic
chip
microfluidic device
ferromagnetic
chambers
Prior art date
Application number
PL429857A
Other languages
Polish (pl)
Other versions
PL429857A1 (en
Inventor
Roman SZAFRAN
Roman Szafran
Kazimierz GĄSIOROWSKI
Kazimierz Gąsiorowski
Benita WIATRAK
Benita Wiatrak
Original Assignee
Politechnika Wroclawska
Univ Medyczny Im Piastow Slaskich We Wroclawiu
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Politechnika Wroclawska, Univ Medyczny Im Piastow Slaskich We Wroclawiu filed Critical Politechnika Wroclawska
Priority to PL429857A priority Critical patent/PL242812B1/en
Priority to PCT/PL2019/050075 priority patent/WO2020226519A1/en
Publication of PL429857A1 publication Critical patent/PL429857A1/en
Publication of PL242812B1 publication Critical patent/PL242812B1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M23/00Constructional details, e.g. recesses, hinges
    • C12M23/02Form or structure of the vessel
    • C12M23/16Microfluidic devices; Capillary tubes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B01L3/502715Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by interfacing components, e.g. fluidic, electrical, optical or mechanical interfaces
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03CMAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C1/00Magnetic separation
    • B03C1/02Magnetic separation acting directly on the substance being separated
    • B03C1/025High gradient magnetic separators
    • B03C1/031Component parts; Auxiliary operations
    • B03C1/033Component parts; Auxiliary operations characterised by the magnetic circuit
    • B03C1/0332Component parts; Auxiliary operations characterised by the magnetic circuit using permanent magnets
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03CMAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C1/00Magnetic separation
    • B03C1/02Magnetic separation acting directly on the substance being separated
    • B03C1/28Magnetic plugs and dipsticks
    • B03C1/288Magnetic plugs and dipsticks disposed at the outer circumference of a recipient
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M35/00Means for application of stress for stimulating the growth of microorganisms or the generation of fermentation or metabolic products; Means for electroporation or cell fusion
    • C12M35/06Magnetic means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/02Adapting objects or devices to another
    • B01L2200/025Align devices or objects to ensure defined positions relative to each other
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/06Fluid handling related problems
    • B01L2200/0694Creating chemical gradients in a fluid
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00Additional constructional details
    • B01L2300/08Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0809Geometry, shape and general structure rectangular shaped
    • B01L2300/0816Cards, e.g. flat sample carriers usually with flow in two horizontal directions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00Moving or stopping fluids
    • B01L2400/04Moving fluids with specific forces or mechanical means
    • B01L2400/0403Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces
    • B01L2400/043Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces magnetic forces
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03CMAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C2201/00Details of magnetic or electrostatic separation
    • B03C2201/18Magnetic separation whereby the particles are suspended in a liquid
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03CMAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C2201/00Details of magnetic or electrostatic separation
    • B03C2201/22Details of magnetic or electrostatic separation characterised by the magnetical field, special shape or generation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03CMAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C2201/00Details of magnetic or electrostatic separation
    • B03C2201/26Details of magnetic or electrostatic separation for use in medical applications

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest magnetyczne urządzenie mikrofluidalne do szybkich badań przesiewowych składające się z wieka, podstawy, osłon zbiorników oraz warstwy funkcjonalnej czipa, a wieko czipa zawiera zbiorniki zasilające oraz podziałkę milimetrową, a warstwa funkcjonalna czipa zawiera komory hodowlane, charakteryzujące się tym, że składa się z transparentnego dla światła widzialnego i UV czipa mikrofluidalnego (1) wyposażonego w co najmniej trzy liniowe komory hodowlane, z których każda łączy się na końcach ze zbiornikami zasilającymi elastyczną podstawę oraz z generatora mikropola magnetycznego (1) złożonego z platformy zawierającej gniazdo czipa, podpór dystansowych, zespołu podstawy generatora złożonego z wierzchu i spodu, zawierającej gniazdo magnesu, magnesu stałego oraz szeregu trzpieni ferromagnetycznych, przy czym układ komór hodowlanych w czipie mikrofluidalnym (2) oraz układ trzpieni ferromagnetycznych generatora mikropola magnetycznego (1) jest wzajemnie skorelowany w ten sposób, że trzpienie ferromagnetyczne w platformie przebiegają wzajemnie równolegle od powierzchni komór hodowlanych czipa do górnej powierzchni magnesu stałego. Przedmiotem wynalazku jest również sposób prowadzenia badań w magnetycznym urządzeniu mikrofluidalnym.The subject of the invention is a magnetic microfluidic device for rapid screening consisting of a lid, a base, tank covers and a functional layer of the chip, and the lid of the chip contains supply tanks and a millimeter scale, and the functional layer of the chip contains culture chambers, characterized in that it consists of a microfluidic chip (1) transparent to visible light and UV, equipped with at least three linear culture chambers, each of which connects at the ends to tanks supplying a flexible base, and a magnetic microfield generator (1) consisting of a platform containing a chip socket, spacer supports, a generator base assembly consisting of a top and a bottom, containing a magnet socket, a permanent magnet and a series of ferromagnetic pins, the system of culture chambers in the microfluidic chip (2) and the system of ferromagnetic pins of the magnetic microfield generator (1) being mutually correlated in such a way that the pins ferromagnetic in the platform run parallel to each other from the surface of the chip culture chambers to the upper surface of the permanent magnet. The subject of the invention is also a method of conducting research in a magnetic microfluidic device.

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest magnetyczne urządzenie mikrofluidalne do szybkich badań przesiewowych stanowiące zespół wymiennego czipa mikrofluidalnego jednorazowego użytku do prowadzenia trójwymiarowych, wyspowych hodowli komórkowych w układzie stacjonarnym, w ciągłym gradiencie substancji aktywnej oraz urządzenia wytwarzającego mikropole magnetyczne (tzw. generatora mikropola magnetycznego) o zadanych właściwościach, a w szczególności zadanym rozkładzie natężenia pola magnetycznego.The subject of the invention is a magnetic microfluidic device for rapid screening tests, constituting a set of replaceable single-use microfluidic chip for conducting three-dimensional, island cell cultures in a stationary system, in a continuous gradient of the active substance, and a device generating a magnetic microfield (the so-called magnetic microfield generator) with preset properties, and in in particular the given distribution of the magnetic field strength.

Magnetyczne urządzenie mikrofluidalne znajduje zastosowanie jako narzędzie do szybkiego screeningu leków i substancji bioaktywnych (testów przesiewowych), przez co znajduje zastosowanie na różnych etapach badań nad nowymi lekami. Urządzenie umożliwia prowadzenie testów jednocześnie dla nieskończonej liczby rozcieńczeń (w ciągłym gradiencie) substancji aktywnej. Ponadto urządzenie znajduje zastosowanie do prowadzenia badań podstawowych w neurobiologii i biologii komórki, w badaniach nad potencjalnym ochronnym wpływem substancji aktywnych zapobiegających chorobom neurodegeneracyjny (neuroprotekcji) oraz w badaniach wpływu substancji aktywnych na regenerację komórek (neuroregeneracji).The magnetic microfluidic device is used as a tool for rapid screening of drugs and bioactive substances (screening tests), which makes it applicable at various stages of research into new drugs. The device allows you to run tests simultaneously for an infinite number of dilutions (in a continuous gradient) of the active substance. In addition, the device is used to conduct basic research in neurobiology and cell biology, in research on the potential protective effect of active substances preventing neurodegenerative diseases (neuroprotection) and in research on the effect of active substances on cell regeneration (neuroregeneration).

Sposób prowadzenia badań z wykorzystaniem magnetycznego urządzenia mikrofluidalnego oraz powszechnie dostępne biokompatybilne, immunoreaktywne, modyfikowane powierzchniowo biotylowanymi przeciwciałami mikrokapsułki polimerowe zawierające w rdzeniu nanocząstki o właściwościach ferromagnetycznych pozwala na prowadzenie trójwymiarowych, wyspowych hodowli komórkowych oraz badań z ich wykorzystaniem w kontrolowanym, ciągłym gradiencie stężenia substancji aktywnej. Umożliwia to prowadzenie testów przesiewowych w prosty, szybki, powtarzalny i wydajny sposób z wykorzystaniem zaawansowanych komórkowych modeli 3D.The method of conducting research with the use of a magnetic microfluidic device and commonly available biocompatible, immunoreactive, surface-modified with biotylated antibodies polymer microcapsules containing nanoparticles with ferromagnetic properties in the core allows for three-dimensional, island cell cultures and research using them in a controlled, continuous concentration gradient of the active substance. This enables screening tests to be carried out in a simple, fast, reproducible and efficient way using advanced cellular 3D models.

W organizmie gradienty stężeń biomolekuł są regulowane i pełnią zadania kontrolne wielu podstawowych funkcji komórki, w tym biorą udział w różnicowaniu i migracji komórek. W warunkach in vivo komórki w tkankach są eksponowane na gradientowe stężenia związków aktywnych biologicznie, które przedostają się z krwi do otoczenia komórek. W zależności od dystansu poszczególnych komórek od miejsca wchłaniania związku biologicznie aktywnego, komórki będą eksponowane na różne stężenia tego związku - komórki będą reagować różnym nasileniem efektu metabolicznego i/lub fenotypowego. Będą one także uwalniać do otoczenia (komórkowego milleu) różne ilości związków sygnałowych dla sąsiednich komórek w ich otoczeniu (np. prostanoidów). Jest to zatem złożony układ, w którym całkowity efekt związku zewnątrzkomórkowego działającego na grupę komórek w tkance jest zależny od dystansu komórek na drodze gradientu stężenia tego związku oraz lokalnych różnic stężenia uwalnianych z komórek związków sygnałowych oddziałujących na sąsiednie komórki w tkance. Związki sygnalizacyjne wydzielane z komórek eksponowanych na czynnik zewnątrzkomórkowy wpływają na modyfikację funkcji sąsiednich komórek. Prowadzenie badań z wykorzystaniem trójwymiarowych hodowli komórek w urządzeniu mikrofluidalnym pozwala na uwzględnienie wzajemnego oddziaływania komórek, a nie tylko wpływu badanej substancji aktywnej, jak w klasycznych rozwiązaniach, na metabolizm komórki. Kolejnymi zaletami urządzenia mikrofluidalnego jest wyższa dokładność oraz lepsza kontrola generowanego gradientu, w porównaniu do klasycznych rozwiązań, dzięki wymiarom dopasowanym do skali komórkowej. Dodatkowo, układy mikrofluidalne operują na niewielkich objętościach płynu, rzędu mikrolitrów, co znacząco obniża koszty badań (Mahdi Karimi i inni, Microfluidic systems for stem cell-based neural tissue engineering, Lab on a Chip 2016, 16: 2551-2571).In the body, concentration gradients of biomolecules are regulated and control many basic cell functions, including cell differentiation and migration. In vivo, cells in tissues are exposed to gradient concentrations of biologically active compounds that pass from the blood to the cell environment. Depending on the distance of individual cells from the site of absorption of the biologically active compound, the cells will be exposed to different concentrations of this compound - the cells will respond with different intensity of the metabolic and/or phenotypic effect. They will also release into the environment (cellular milleu) different amounts of signaling compounds for neighboring cells in their environment (e.g. prostanoids). Thus, it is a complex system in which the total effect of an extracellular compound acting on a group of cells in a tissue is dependent on the distance of the cells through the concentration gradient of that compound and local differences in the concentration of cell-released signaling compounds acting on neighboring cells in the tissue. Signaling compounds secreted from cells exposed to extracellular factor affect the modification of the function of neighboring cells. Conducting research using three-dimensional cell cultures in a microfluidic device makes it possible to take into account the mutual interaction of cells, and not only the effect of the tested active substance, as in classical solutions, on cell metabolism. Further advantages of the microfluidic device are higher accuracy and better control of the generated gradient, compared to classic solutions, thanks to the dimensions adapted to the cellular scale. In addition, microfluidic systems operate on small fluid volumes, in the order of microliters, which significantly reduces research costs (Mahdi Karimi et al., Microfluidic systems for stem cell-based neural tissue engineering, Lab on a Chip 2016, 16: 2551-2571).

Obecnie badania przesiewowe substancji bioaktywnych w kierunku ich potencjalnego wykorzystania jako substancji leczniczych oraz zjawisk neuroprotekcji i neuroregeneracji w warunkach in vitro prowadzi się z wykorzystaniem klasycznych płytek hodowlanych wielodołkowych i komórkowych hodowli zawiesinowych lub adherentnych, które nie dają możliwości prowadzenia badań w ciągłym gradiencie substancji badanej lub też nie umożliwiają prowadzenia testów z wykorzystaniem trójwymiarowych hodowli komórkowych.Currently, screening of bioactive substances for their potential use as therapeutic substances and the phenomena of neuroprotection and neuroregeneration in vitro is carried out using classic multi-well culture plates and cell suspension or adherent cultures, which do not allow for conducting research in a continuous gradient of the test substance or they do not allow testing using three-dimensional cell cultures.

Ze zgłoszenia patentowego US20180141047 A1 znane jest wielodołkowe urządzenie mikrofluidalne do prowadzenia trójwymiarowych hodowli komórek w warunkach stacjonarnych, wykorzystujące materiały podporowe do immobilizacji komórek. Do centralnie położonych komór hodowlanych poprowadzone zostały mikrokanały doprowadzające substancje stymulujące wzrost i proliferację komórek. W zgłoszeniu patentowym US20130143230 A1 opisano platformę mikrofluidalną do badania wpływu czynników fizykochemicznych i biologicznych na kultury i kokultury komórkowe. Hodowle komórkowe były prowadzone w układzie stacjonarnym i przepływowym na syntetycznych rusztowaniach. Ze zgłoszenia patentowego US20080233607 A1 znane jest przepływowe urządzenie mikrofluidalne w postaci prostego kanału posiadającego szereg przegród, do prowadzenia hodowli komórkowych w laminarnym przepływie medium hodowlanego. Z kolei w zgłoszeniu patentowym US20090023608 A1 opisano urządzenie mikrofluidalne posiadające macierzowy układ komór hodowlanych do prowadzenia szeregu jednoczesnych badań i hodowli komórkowych. Układ umożliwiał obserwację hodowli pod mikroskopem optycznym. Podobnie, w zgłoszeniu pate ntowym US20120003732 A1 przedstawiono system zaopatrzony w macierzowy układ komór hodowlanych do jednoczesnego prowadzenia badań z wykorzystaniem szeregu kultur komórkowych pod mikroskopem optycznym. W amerykańskim zgłosz eniu patentowym US20070084706 A1 opisano urządzenie mikrofluidalne oraz metodę prowadzenia hodowli komórkowych na porowatej membranie.From the patent application US20180141047 A1, a multi-well microfluidic device for conducting three-dimensional cell cultures in stationary conditions, using support materials for cell immobilization, is known. Microchannels supplying substances stimulating cell growth and proliferation were led to the centrally located breeding chambers. Patent application US20130143230 A1 describes a microfluidic platform for studying the influence of physicochemical and biological factors on cell cultures and cocultures. Cell cultures were carried out in stationary and flow-through systems on synthetic scaffolds. From the patent application US20080233607 A1, a microfluidic flow device is known in the form of a simple channel with a number of partitions for conducting cell cultures in a laminar flow of the culture medium. In turn, the patent application US20090023608 A1 describes a microfluidic device having a matrix system of culture chambers for conducting a number of simultaneous tests and cell cultures. The system allowed observation of the culture under an optical microscope. Similarly, patent application US20120003732 A1 presents a system provided with a matrix system of culture chambers for simultaneous research using a number of cell cultures under an optical microscope. The US patent application US20070084706 A1 describes a microfluidic device and a method for cultivating cell cultures on a porous membrane.

Żadne ze znanych rozwiązań konstrukcyjnych oraz metod prowadzenia badań przesiewowych substancji bioaktywnych i leków, w szczególności pod kątem przydatności w medycynie regeneracyjnej oraz prewencyjnej, nie wykorzystuje magnetycznego urządzenia mikrofluidalnego do prowadzenia trójwymiarowych hodowli komórkowych w ciągłym gradiencie substancji aktywnej w warunkach stacjonarnych (nieprzepływowych), a przez to nie umożliwia formowania wysp komórkowych o zadanej średnicy i wysokości oraz zadanym odstępie wzdłuż komór hodowlanych dzięki formowaniu i kontroli mikropola magnetycznego o niskim natężeniu i dyskretnym rozkładzie oraz wykorzystaniu powszechnie dostępnych biokompatybilnych, immunoreaktywnych, modyfikowanych powierzchniowo biotylowanymi przeciwciałami mikrokapsułek polimerowych zawierających w rdzeniu nanocząstki o właściwościach ferromagnetycznych, uprzednio połączonych w aglomeraty mikrokapsułka-komóra w selektywny sposób trwale lub rozłącznie z błoną komórkową komórek określonych rodzajów dzięki tworzeniu kompleksów immunologicznych antygen-przeciwciało, a przez to nie umożliwia testów przesiewowych potencjalnych substancji leczniczych dla nieskończonej liczby rozcieńczeń (w kontrolowanym ciągłym gradiencie) substancji w jednym eksperymencie i z wykorzystaniem złożonych, wyspowych trójwymiarowych hodowli komórkowych, a przez to nie umożliwia badań skryningowych na modelach komórkowych z sygnalizacją międzykomórkową obecną w tkankach organizmów żywych.None of the known design solutions and methods of screening bioactive substances and drugs, in particular in terms of usefulness in regenerative and preventive medicine, uses a magnetic microfluidic device to conduct three-dimensional cell cultures in a continuous gradient of the active substance in stationary (non-flow) conditions, and through it does not allow the formation of cell islands of a given diameter and height and a given distance along the culture chambers due to the formation and control of a low-intensity magnetic microfield and discrete distribution and the use of commonly available biocompatible, immunoreactive, surface-modified with biotylated antibodies polymer microcapsules containing nanoparticles with ferromagnetic properties in the core , previously combined into microcapsule-chamber agglomerates in a selective manner permanently or separably with the cell membrane of specific types of cells due to the formation of antigen-antibody immune complexes, and thus does not allow screening tests of potential medicinal substances for an infinite number of dilutions (in a controlled continuous gradient) of substances in in one experiment and using complex island 3D cell cultures, and therefore does not allow for screening in cell models with intercellular signaling present in living tissues.

Celem wynalazku było opracowania nowego rozwiązania konstrukcyjnego w postaci magnetycznego urządzenia mikrofluidalnego, w szczególności na potrzeby medycyny regeneracyjnej i prewencyjnej, który rozwiązywałby powyżej wskazane problemy.The aim of the invention was to develop a new design solution in the form of a magnetic microfluidic device, in particular for the needs of regenerative and preventive medicine, which would solve the above-mentioned problems.

Magnetyczne urządzenie mikrofluidalne do szybkich badań przesiewowych składające się z wieka, postawy, osłon zbiorników oraz warstwy funkcjonalnej czipa, a wieko czipa zawiera zbiorniki zasilające oraz podziałkę milimetrową, a warstwa funkcjonalna czipa zawiera komory hodowlane, charakteryzuje się tym, że składa się z transparentnego dla światła widzialnego i UV czipa mikrofluidalnego wyposażonego w co najmniej trzy liniowe komory hodowlane, których osie są rozstawione w odległościach od 5 do 25 mm, z których każda łączy się na końcach ze zbiornikami zasilającymi, elastyczną podstawę oraz z generatora mikropola magnetycznego złożonego z platformy zawierającej gniazdo czipa, które dopasowane jest rozmiarem do wielkości czipa mikrofluidalnego, podpór dystansowych, zespołu podstawy generatora złożonego z wierzchu i spodu, zawierającej gniazdo magnesu, magnesu stałego oraz szeregu trzpieni ferromagnetycznych, które ustawione są prostopadle do powierzchni komór hodowlanych czipa mikrofluidalnego, przy czym układ komór hodowlanych w czipie mikrofluidalnym oraz układ trzpieni ferromagnetycznych generatora mikropola magnetycznego jest wzajemnie skorelowany w ten sposób, że trzpienie ferromagnetyczne w platformie przebiegają wzajemnie równolegle od powierzchni komór hodowlanych czipa do górnej powierzchni magnesu stałego.Magnetic microfluidic device for rapid screening consisting of a lid, base, tank covers and a functional layer of the chip, and the lid of the chip contains supply tanks and a millimeter scale, and the functional layer of the chip contains culture chambers, it is characterized in that it consists of a light-transparent visible and UV microfluidic chip equipped with at least three linear culture chambers with axes of 5 to 25 mm apart, each connected at the ends to supply tanks, a flexible base and a magnetic microfield generator consisting of a platform containing a chip socket , which is adapted in size to the size of the microfluidic chip, spacers, generator base assembly consisting of a top and bottom, containing a magnet socket, a permanent magnet and a series of ferromagnetic pins, which are positioned perpendicularly to the surface of the microfluidic chip culture chambers, the arrangement of the culture chambers in microfluidic chip and the system of ferromagnetic pins of the magnetic microfield generator are mutually correlated in such a way that the ferromagnetic pins in the platform run parallel to each other from the surface of the chip's culture chambers to the upper surface of the permanent magnet.

Korzystnie podstawa czipa mikrofluidalnego wykonana jest z foli poliwęglanowej, politereftalanu etylenu lub cyklicznego kopolimer poliolefinowego COC o grubości od 100 do 300 mikrometrów.Preferably, the base of the microfluidic chip is made of a polycarbonate film, polyethylene terephthalate or COC cyclic polyolefin copolymer with a thickness of 100 to 300 microns.

Korzystnie osłony zbiorników wykonane są z samoprzylepnej folii z polifluorku winylidenu (PVDF) o grubości od 200 do 500 mikrometrów.Preferably, the tank covers are made of a self-adhesive polyvinylidene fluoride (PVDF) film with a thickness of 200 to 500 microns.

Korzystnie powierzchnia gniazda magnesu w podstawie generatora obejmuje obszar komór hodowlanych czipa mikrofluidalnego.Preferably, the surface of the magnet receptacle in the base of the generator covers the area of the microfluidic chip culture chambers.

Korzystnie stosuje się magnesy stałe płytowe z grupy od N35 do N52.Preferably, plate permanent magnets from the N35 to N52 group are used.

Korzystnie wymiary magnesu stałego dopasowane są do wymiarów gniazda magnesu w podstawie generatora.Preferably, the dimensions of the permanent magnet match the dimensions of the magnet socket in the base of the generator.

Korzystnie trzpienie ferromagnetyczne wykonane są ze stali ferromagnetycznej, najkorzystniej typu SS 430.Preferably, the ferromagnetic pins are made of ferromagnetic steel, most preferably of the SS 430 type.

Korzystnie trzpienie ferromagnetyczne mają średnicę od 100 do 300 mikrometrów.Preferably, the ferromagnetic pins have a diameter of 100 to 300 microns.

Korzystnie trzpienie ferromagnetyczne mają długość od 30 do 100 milimetrów.Preferably, the ferromagnetic pins have a length of 30 to 100 millimeters.

Korzystnie trzpienie ferromagnetyczne są rozłożone pod każdą z komór hodowlanych czipa mikrofluidalnego wzdłuż ich dłuższych boków we wzajemnych odległościach nie mniejszych niż dwukrotność średnicy trzpienia ferromagnetycznego.Preferably, the ferromagnetic mandrels are distributed under each of the culture chambers of the microfluidic chip along their longer sides at mutual distances not smaller than twice the diameter of the ferromagnetic mandrel.

Korzystnie trzpienie ferromagnetyczne rozlokowane są na co najmniej % długości komory hodowlanej.Preferably, the ferromagnetic pins are located on at least % of the length of the breeding chamber.

Korzystnie trzpienie ferromagnetyczne rozłożone co najmniej w jednym rzędzie.Preferably, the ferromagnetic pins are arranged in at least one row.

Korzystnie zakończenia trzpieni ferromagnetycznych zlicowane są z górną powierzchnią gniazda czipa oraz z górną powierzchnią gniazda magnesu.Preferably, the ends of the ferromagnetic pins are flush with the upper surface of the chip socket and with the upper surface of the magnet socket.

Korzystnie podpory dystansowe wyposażone są otwór rewizyjny umożliwiający dostęp do trzpieni ferromagnetycznych.Preferably, the spacer supports are equipped with an inspection opening enabling access to the ferromagnetic pins.

Korzystnie wysokość podpór dystansowych jest skorelowana z długością trzpieni ferromagnetycznych w ten sposób, że zapewnia licowanie ich końców z górną powierzchnią gniazda czipa oraz z górną powierzchnią gniazda magnesu.Advantageously, the height of the spacer supports is correlated with the length of the ferromagnetic pins in such a way that it ensures their ends flush with the upper surface of the chip socket and the upper surface of the magnet socket.

Korzystnie wysokość gniazda magnesu równa jest wysokości magnesu stałego.Preferably, the height of the magnet socket is equal to the height of the permanent magnet.

Korzystnie wierzch i spód podstawy generatora są trwale połączone.Preferably, the top and bottom of the generator base are permanently connected.

Korzystnie podpory dystansowe są trwale połączone z platformą oraz podstawą generatora.Preferably, the spacer supports are permanently connected to the platform and the base of the generator.

Korzystnie trzpienie ferromagnetyczne wprowadzane są w otwory przelotowe trzpieni ferromagnetycznych i łączone trwale z platformą i podstawą generatora.Preferably, the ferromagnetic pins are inserted into the through holes of the ferromagnetic pins and permanently connected to the generator platform and base.

Korzystnie czip mikrofluidalny zawiera mikrokapsułki magnetyczne.Preferably, the microfluidic chip comprises magnetic microcapsules.

Najkorzystniej koncentracja mikrokapsułek magnetycznych wprowadzonych do czipa mikrofluidalnego zawiera się w przedziale od 1x106 do 1x107 aglomeratów na mililitr.Most preferably, the concentration of the magnetic microcapsules incorporated into the microfluidic chip is in the range of 1x106 to 1x107 agglomerates per milliliter.

Magnetyczne urządzenie mikrofluidalne do szybkich badań przesiewowych według wynalazku umożliwia prowadzenie badań przesiewowych substancji biologicznie czynnych o potencjalnych właściwościach leczniczych, regeneracyjnych lub protekcyjnych w ciągłym gradiencie tej substancji, w szerokim zakresie stężeń z wykorzystaniem trójwymiarowych, wyspowych hodowli komórkowych w układzie stacjonarnym (nieprzepływowym), które są możliwe do osiągnięcia bez wykorzystania struktur podporowych, w szczególności nie wymaga to zastosowania hydrożeli, półprzepuszczalnych membran i rusztowań, a możliwe jest dzięki zastosowaniu ferromagnetycznych mikrokapsułek polimerowych o zmodyfikowanych właściwościach powierzchniowych, przez co adherujących z komórkami, które umożliwiają utrzymywanie aglomeratów mikrokapsułka-komóra w określonych miejscach w obrębie komór czipa mikrofluidalnego za pomocą mikropola magnetycznego wytwarzanego przez generator pola, a możliwe jest to przy zachowaniu niezaburzonych profili stężenia podlegających naturalnej sekrecji z komórek czynników biochemicznych. Konstrukcja urządzenia umożliwia jednoczesne prowadzenie hodowli kontrolnej (tzw. ślepa próba) oraz co najmniej jednej hodowli właściwej, jak również pośrednią detekcję profilu stężenia badanej substancji i jego zmian w czasie dzięki pomiarom absorbancji metodą spektrofotometryczną barwnego wskaźnika wprowadzanego do komory wskaźnikowej. Ponadto, konstrukcja urządzenia zapewnia możliwość wprowadzania dowolnych substancji czynnych do środowiska hodowli oraz prowadzenie obserwacji mikroskopowych oraz badań i analiz z wykorzystaniem standardowych technik badawczych wykorzystywanych w biologii, medycynie, farmacji oraz inżynierii biomedycznej, a w szczególności optycznej mikroskopii epifluorescencyjnej i spektrofluorymetrii.The magnetic microfluidic device for rapid screening according to the invention enables screening of biologically active substances with potential healing, regenerative or protective properties in a continuous gradient of this substance, in a wide range of concentrations, using three-dimensional, island cell cultures in a stationary (non-flow) system, which are possible to achieve without the use of support structures, in particular, it does not require the use of hydrogels, semi-permeable membranes and scaffolds, and is possible thanks to the use of ferromagnetic polymer microcapsules with modified surface properties, thus adhering to the cells that enable the microcapsule-chamber agglomerates to be held in specific places within the chambers of the microfluidic chip by means of a magnetic microfield generated by the field generator, and this is possible while maintaining undisturbed concentration profiles of biochemical factors that are subject to natural secretion from cells. The construction of the device enables simultaneous control culture (the so-called blank test) and at least one proper culture, as well as indirect detection of the concentration profile of the test substance and its changes over time thanks to spectrophotometric measurements of the color indicator introduced into the indicator chamber. In addition, the design of the device ensures the possibility of introducing any active substances into the culture environment and conducting microscopic observations as well as research and analysis using standard research techniques used in biology, medicine, pharmacy and biomedical engineering, in particular optical epifluorescence microscopy and spectrofluorimetry.

Przedmiot wynalazku przedstawiony jest bliżej w przykładach wykonania oraz na rysunku, na którym: fig. 1 przedstawia magnetyczne urządzenie mikrofluidalne do szybkich badań przesiewowych, fig. 2 przedstawia eksplodowany rysunek czipa mikrofluidalnego z trzema liniowymi komorami hodowlanymi, fig. 3 przedstawia eksplodowany rysunek generatora dyskretnego mikropola magnetycznego. Przykład 1The subject of the invention is presented in detail in the examples and in the drawing, where: Fig. 1 shows a magnetic microfluidic device for rapid screening, Fig. 2 shows an exploded drawing of a microfluidic chip with three linear culture chambers, Fig. 3 shows an exploded drawing of a discrete microfield generator magnetic. Example 1

Magnetyczne urządzenie mikrofluidalne do szybkich badań przesiewowych zostało przedstawione na rysunku fig. 1. Magnetyczne urządzenie mikrofluidalne jest rozłącznym zespołem generatora mikropola magnetycznego 1 oraz gradientowego czipa mikrofluidalnego 2. Czip mikrofluidalny 2 został spozycjonowany na generatorze mikropola magnetycznego 1 poprzez wprowadzenie w gniazdo czipa mikrofluidalnego 17, w ten sposób by podstawa czipa 6 ściśle przylegała do powierzchni gniazda czipa mikrofluidalnego 2.The magnetic microfluidic device for rapid screening tests is shown in Fig. 1. The magnetic microfluidic device is a detachable assembly of the magnetic microfield generator 1 and the gradient microfluidic chip 2. The microfluidic chip 2 has been positioned on the magnetic microfield generator 1 by inserting the microfluidic chip 17 into the socket, in such a way that the base of the chip 6 adheres closely to the surface of the socket of the microfluidic chip 2.

Trójkomorowy czip mikrofluidalny 2 o wymiarach 25/75/3,43 mm (szerokość/długość/wysokość) do prowadzenia badań w ciągłym gradiencie substancji bioaktywnej został przedstawiony na fig. 2. Czip mikrofluidalny 2 składa się z trzech warstw oraz dwóch osłon zbiorników 3, których układ został przedstawiony na fig. 2. Wieko czipa 4 wykonane zostało z PMMA przepuszczalnego dla światła widzialnego oraz UV o grubości 3 mm. W wieku 4 na wysokości wlotów i wylotów z komór hodowlanych 9 urządzenia wykonanych zostało sześć cylindrycznych zbiorników 8 o średnicy 5 mm dopasowanej do szerokości komór hodowlanych 9 i rozmieszczonych na obu końcach każdej komory 9. Wzdłuż obszaru roboczego każdej z komór 9, centralnie pomiędzy komorami 9 umieszczono podziałkę milimetrową 7. Warstwa funkcjonalna 5 wykonana została z komercyjnie dostępnej błony klejowej przygotowanej na bazie kleju akrylowego o grubości 0,13 mm. W warstwie funkcjonalnej 5 wykonano trzy podłużne, symetrycznie rozłożone wzajemnie równoległe komory hodowlane 9, każda o szerokości 5 mm i długości 70 mm, przy czym obszar roboczy każdej z komór 9 był długości 50 mm. Podstawa czipa 6 wykonana została z folii poliwęglanowej przepuszczalnej dla światła widzialnego oraz UV o grubości 300 mikrometrów i wymiarach dopasowanych do wymiarów czipa mikrofluidalnego 2. Warstwa funkcjonalna 5 łączy wieko 4 z podstawą 6 w sposób nierozłączny i hydraulicznie szczelny. Wewnętrzna powierzchnia każdej z komór 9 została zhydrofilizowana niskotemperaturową plazmą powietrzną zgodnie z ogólnie znaną procedurą. Górne powierzchnie zbiorników zasilających 8 posiadają zabezpieczenia w postaci osłon zbiorników 3 wykonanych z samoprzylepnej folii PVDF o grubości 0,5 mm i wymiarach 25/20 (szerokość/długość), rozmieszczonych na każdym końcu urządzenia. Osłony zbiorników 3 połączone są z wiekiem czipa 4 w sposób rozłączny i hydraulicznie szczelny.A three-chamber microfluidic chip 2 with dimensions of 25/75/3.43 mm (width/length/height) for conducting research in a continuous gradient of a bioactive substance is shown in Fig. 2. The microfluidic chip 2 consists of three layers and two tank covers 3, the arrangement of which is shown in Fig. 2. The lid of the chip 4 is made of PMMA transparent to visible light and UV, 3 mm thick. At the age 4, at the height of the inlets and outlets from the breeding chambers 9 of the device, six cylindrical tanks 8 with a diameter of 5 mm were made, matching the width of the breeding chambers 9 and located at both ends of each chamber 9. Along the working area of each chamber 9, centrally between the chambers 9 there is a millimeter scale 7. The functional layer 5 is made of a commercially available adhesive film prepared on the basis of acrylic adhesive with a thickness of 0.13 mm. In the functional layer 5, three elongated, symmetrically arranged, mutually parallel culture chambers 9 were made, each 5 mm wide and 70 mm long, with the working area of each chamber 9 being 50 mm long. The base of the chip 6 is made of a polycarbonate foil permeable to visible light and UV, 300 micrometers thick and with dimensions adapted to the dimensions of the microfluidic chip 2. The functional layer 5 connects the lid 4 with the base 6 in an inseparable and hydraulically tight manner. The inner surface of each of the chambers 9 was hydrophilized with low-temperature air plasma according to a generally known procedure. The upper surfaces of the supply tanks 8 are protected by tank covers 3 made of 0.5 mm thick, 25/20 (width/length) self-adhesive PVDF film, located at each end of the device. The covers of the tanks 3 are connected to the lid of the chip 4 in a detachable and hydraulically tight manner.

Generator mikropola magnetycznego 1 został przedstawiony na rysunku fig. 3. Generator 1 złożony jest z platformy generatora 10 o wymiarach 50/100/3,6 mm (szerokość/długość/wysokość), 300 cylindrycznych trzpieni ferromagnetycznych 11 o średnicy 0,3 mm i długości 30 mm wykonanych ze stali SS430, dwóch podpór dystansowych 12 o wymiarach 26,4/50/3 (wysokość/długość/grubość) zaopatrzonych w centralnie położony otwór rewizyjny o wymiarach 15/25 (wysokość/długość), neodymowego prostopadłościennego magnesu stałego 14 o wymiarach 25/55/20 mm (szerokość/długość/wysokość) typu N35 spozycjonowanego w gnieździe magnesu 20 w zespole podstawy generatora złożonym z wierzchniej 13 i spodniej 15 warstwy, każda o wymiarach 50/100/11,8 mm (szerokość/długość/wysokość) oraz magnesu 14. W podstawie generatora, centralnie i symetrycznie rozmieszczone zostało gniazdo magnesu 20 o wymiarach 25/55/20 mm (szerokość/długość/wysokość). W platformie generatora wykonane zostały otwory przelotowe 16, 18 trzpieni ferromagnetycznych 11 o średnicy fi 0,3 mm. Otwory 16, 18 rozlokowane są w obszarze gniazda czipa mikrofluidalnego 17 pod każdą z komór hodowlanych 9 czipa mikrofluidalnego 2, w obrębie ich obszarów roboczych, w dwóch rzędach przebiegających równolegle i symetrycznie wzdłuż dłuższych osi komór hodowlanych 9, każdy w odległości 1,5 mm od osi i w odstępie 1 mm od siebie na długości 50 mm. Gniazdo czipa 17 w platformie generatora mikropola magnetycznego 10 ma głębokość 1,8 mm. W narożach czipa mikrofluidalnego 2 oraz w odpowiadających miejscach gniazda czipa 17 i zespole podstawy generatora wykonane zostały otwory pozycjonujące 19 umożliwiające precyzyjne spozycjonowanie czipa 2 w gnieździe 17. Średnica każdego otworu pozycjonującego 19 wynosi 0,5 mm. Wszystkie elementy generatora mikropola magnetycznego, oprócz trzpieni ferromagnetycznych 11 i magnesu 14, wykonane zostały z PMMA i połączone za pomocą komercyjnie dostępnego kleju fotoutwardzalnego do PMMA. Trzpienie ferromagnetyczne 11 zostały wprowadzone w otwory trzpieni ferromagnetycznych 16 i 18 w platformie i podstawie generatora, tak by ich końce licowały się z płaszczyznami gniazda czipa 17 i gniazda magnesu 20, i trwale połączone za pomocą kleju fotoutwardzalnego do PMMA.The magnetic microfield generator 1 is shown in Fig. 3. The generator 1 consists of a generator platform 10 with dimensions of 50/100/3.6 mm (width/length/height), 300 cylindrical ferromagnetic pins 11 with a diameter of 0.3 mm and 30 mm long, made of SS430 steel, two spacers 12 with dimensions of 26.4/50/3 (height/length/thickness) equipped with a centrally located inspection opening with dimensions of 15/25 (height/length), neodymium rectangular permanent magnet 14 25/55/20 mm (width/length/height) of the N35 type positioned in the magnet socket 20 in the generator base assembly consisting of a top 13 and a bottom 15 layer, each 50/100/11.8 mm (width/length /height) and magnet 14. In the base of the generator, a centrally and symmetrically placed magnet socket 20 with dimensions of 25/55/20 mm (width/length/height). In the generator platform, through holes 16, 18 ferromagnetic pins 11 with a diameter of 0.3 mm were made. The holes 16, 18 are located in the area of the microfluidic chip socket 17 under each of the culture chambers 9 of the microfluidic chip 2, within their working areas, in two rows running parallel and symmetrically along the longer axes of the culture chambers 9, each at a distance of 1.5 mm from axis and spaced 1 mm apart over a length of 50 mm. The chip socket 17 in the magnetic microfield generator platform 10 has a depth of 1.8 mm. Positioning holes 19 have been made in the corners of the microfluidic chip 2 and in the corresponding places of the chip socket 17 and the generator base assembly, enabling precise positioning of the chip 2 in the socket 17. The diameter of each positioning hole 19 is 0.5 mm. All elements of the magnetic microfield generator, apart from the ferromagnetic pins 11 and the magnet 14, were made of PMMA and joined using a commercially available photo-curable PMMA adhesive. The ferromagnetic pins 11 were inserted into the holes of the ferromagnetic pins 16 and 18 in the platform and base of the generator, so that their ends were flush with the planes of the chip socket 17 and the magnet socket 20, and permanently joined with a photo-curing adhesive for PMMA.

Przykład^Example^

Magnetyczne urządzenie mikrofluidalne do szybkich badań przesiewowych zostało wykonane zgodnie z procedurą przedstawioną w przykładzie realizacji 1 z tą różnicą, że:The magnetic microfluidic device for rapid screening was made according to the procedure presented in embodiment 1 with the difference that:

Czterokomorowy czip mikrofluidalny 2 o wymiarach 25/75/3,23 mm (szerokość/długość/wysokość) do prowadzenia dwóch hodowli komórek w gradiencie substancji bioaktywnej został umieszczony w gnieździe czipa mikrofluidalnego 17 generatora mikropola magnetycznego 1. W wieku czipa 4 wykonanych zostało osiem cylindrycznych zbiorników 8 o średnicy fi 3 mm. W warstwie funkcjonalnej 5 wykonano cztery, symetrycznie rozłożone komory hodowlane 9, każda o szerokości 3 mm i długości 60 mm, przy czym obszar roboczy każdej z komór 9 jest długości 40 mm. Podstawa czipa 6 wykonana została z folii COC o grubości 100 mikrometrów. Osłony zbiorników 3 wykonane zostały z samoprzylepnej folii PVDF o grubości 0.2 mm.A four-chamber microfluidic chip 2 with dimensions of 25/75/3.23 mm (width/length/height) for conducting two cell cultures in a bioactive substance gradient was placed in the microfluidic chip socket 17 of the magnetic microfield generator 1. Eight cylindrical 8 tanks with a diameter of 3 mm. In the functional layer 5, four symmetrically arranged cultivation chambers 9 were made, each 3 mm wide and 60 mm long, with the working area of each chamber 9 being 40 mm long. The base of the chip 6 is made of 100 micrometer thick COC foil. Tank covers 3 are made of self-adhesive PVDF foil with a thickness of 0.2 mm.

Generator mikropola magnetycznego 1 zawiera platformę generatora o wymiarach 50/100/4,8 mm (szerokość/długość/wysokość), 800 cylindrycznych trzpieni ferromagnetycznych 11 o średnicy fi 0,1 mm i długości 100 mm, dwie podpory dystansowe 12 o wymiarach 94/50/3 (wysokość/długość/grubość) zaopatrzone w centralnie położony otwór rewizyjny o wymiarach 60/25 (wysokość/długość), magnes stały 14 o wymiarach 25/40/10 mm (szerokość/długość/wysokość) typu N52 spozycjonowanego w gnieździe magnesu 20 w zespole podstawy generatora złożonej z wierzchniej 13 i spodniej warstwy 15, każda o wymiarach 50/100/8 mm (szerokość/długość/wysokość) oraz magnesu stałego 14. W podstawie generatora centralnie i symetrycznie rozmieszczone zostało gniazdo magnesu 20 o wymiarach 25/40/10 mm (szerokość/długość/wysokość). W platformie generatora wykonane zostały otwory przelotowe 19 trzpieni ferromagnetycznych 11 o średnicy fi 0,1 mm. Otwory 19 rozlokowane są symetrycznie w jednym rzędzie pod każdym z obszarów roboczych komór hodowlanych 9 czipa i przebiegają w ich osi w odstępach 0,2 mm od siebie na długości 40 mm.Magnetic microfield generator 1 includes a generator platform with dimensions of 50/100/4.8 mm (width/length/height), 800 cylindrical ferromagnetic pins 11 with a diameter of 0.1 mm and a length of 100 mm, two spacers 12 with dimensions of 94/ 50/3 (height/length/thickness) equipped with a centrally located inspection opening with dimensions of 60/25 (height/length), permanent magnet 14 with dimensions of 25/40/10 mm (width/length/height) of type N52 positioned in the socket magnet 20 in the assembly of the generator base consisting of a top layer 13 and a bottom layer 15, each with dimensions of 50/100/8 mm (width/length/height) and a permanent magnet 14. In the base of the generator, a centrally and symmetrically placed magnet socket 20 with dimensions of 25 /40/10 mm (width/length/height). In the generator platform, through holes 19 ferromagnetic pins 11 with a diameter of 0.1 mm were made. The openings 19 are arranged symmetrically in one row under each of the working areas of the cultivation chambers 9 of the chip and run in their axis at 0.2 mm intervals over a length of 40 mm.

Przykład 3 ‘ ‘Example 3 ''

Sposób prowadzenia badań przesiewowych czynnika o potencjalnym działaniu neuroprotekcyjnym w celu określenia jego optymalnego stężenia.A method of screening a factor with a potential neuroprotective effect in order to determine its optimal concentration.

Badania przeprowadzono w stabilnym gradiencie stężenia substancji aktywnej w trójkomorowym magnetycznym urządzeniu mikrofluidalnym z wykorzystaniem magnetycznych mikrokapsułek modyfikowanych powierzchniowo biotylowanymi przeciwciałami monoklonalnymi przeciw antygenowi powierzchniowemu A2B5 oraz z wykorzystaniem następujących substancji: wogoniny - substancji bioaktywnej, zawiesinowej szczurzej linii komórkowej PC12, kolagenu typu I - substancji do modyfikacji powierzchni komór, błękitu metylenowego jako substancji wskaźnikowej, czynnika wzrostu nerwów NGF jako substancji wywołującej różnicowanie komórek, amyloidu beta jako czynnika aktywnego powodującego uszkodzenie komórek oraz komercyjnych roztworów jodku propidyny do oznaczenia apoptozy komórek nerwowych. Sposób prowadzenia badań polega na tym, że:The tests were carried out in a stable concentration gradient of the active substance in a three-chamber magnetic microfluidic device with the use of magnetic microcapsules modified with surface biotylated monoclonal antibodies against the A2B5 surface antigen and with the use of the following substances: wogonin - a bioactive substance, a suspension rat cell line PC12, type I collagen - a substance to modify cell surfaces, methylene blue as an indicator substance, nerve growth factor NGF as a substance inducing cell differentiation, amyloid beta as an active agent causing cell damage, and commercial solutions of propidium iodide for the determination of apoptosis of nerve cells. The method of conducting research consists in the following:

Przed przystąpieniem do badań odczynniki: medium hodowlane RPMI, wodę destylowaną, 0,1% roztwór CTAB w medium hodowlanym bez glukozy, 0,1% roztwór barwnika wskaźnikowego - błękitu metylenowego w 0,1% CTAB w medium hodowlanym bez glukozy oraz roztwór wogoniny o stężeniu 100 mikromoli/litr w medium hodowlanym oraz roztwór beta amyloidu o stężeniu 5 mikromoli/litr w medium hodowlanym umieszcza się w cieplarce i termostatuje w temperaturze 37°C przez 1 godz.Reagents before testing: RPMI culture medium, distilled water, 0.1% CTAB solution in glucose-free culture medium, 0.1% methylene blue indicator dye solution in 0.1% CTAB culture medium without glucose, and wogonin solution with 100 micromoles/liter culture medium and a 5 micromoles/liter beta amyloid solution in culture medium are placed in an incubator and thermostated at 37°C for 1 hour.

1. W pierwszym etapie przeprowadza się separację i koncentrację w probówce neuronalnych komórek szczurzych linii PC12 z 1 ml ich zawiesiny o koncentracji 1x105 komórek w referencyjnym medium hodowlanym z wykorzystaniem komercyjnie dostępnych mikrokapsułek magnetycznych o średnicy jednego mikrometra, modyfikowanych powierzchniowo przeciwciałami monoklonalnymi przeciw antygenowi powierzchniowemu A2B5 zgodnie z referencyjną procedurą producenta mikrokapsułek. Następnie agregaty mikrokapsułka-komórka ponownie zawiesza się w medium hodowlanym o objętości 0,1 ml, w ten sposób uzyskując ich 10-krotną koncentrację w stosunku do wyjściowej zawiesiny komórkowej.1. In the first step, neuronal cells of rat PC12 lines are separated and concentrated in a test tube with 1 ml of their suspension at a concentration of 1x10 5 cells in a reference culture medium using commercially available magnetic microcapsules with a diameter of one micrometer, surface modified with monoclonal antibodies against the surface antigen A2B5 according to the microcapsules manufacturer's reference procedure. The microcapsule-cell aggregates are then resuspended in 0.1 ml of culture medium, thus obtaining a 10-fold concentration of the original cell suspension.

2. W drugim etapie do każdego ze zbiorników zasilających 8 usytuowanych po tej samej stronie czipa mikrofluidalnego 2 wprowadza się po 20 mikrolitrów roztworu kolagenu typu I o stężeniu 0,1 mg/ml, po czym pochyla się urządzenie pod kątem 30 stopni w kierunku pustych zbiorników w celu wymuszenia przepływu roztworu kolagenu przez komory 9 czipa mikrofluidalnego 2. Następnie opróżnia się zbiorniki zasilające 8 komór hodowlanych 9 za pomocą nastawnej pipety automatycznej z nastawą 20 mikrolitrów, przy czym ciecz pozostaje w obrębie komór 9. Następnie wypełnia się każdy ze zbiorników 8 czipa mikrofluidalnego 2 za pomocą 30 μl roztworu kolagenu. Na koniec zbiorniki 8 czipa mikrofluidalnego 2 zabezpiecza się osłonami zbiorników 3 i tak przygotowane urządzenie umieszcza się w chłodziarce w temp. 4-8°C na okres 12 godz. Następnie opróżnia się zbiorniki 8 po obu stronach komór hodowlanych 9 za pomocą automatycznej pipety nastawnej, po czym komory 9 czipa mikrofluidalnego przepłukiwane są PBS poprzez zadanie odmierzonej objętości PBS do zbiorników zasilających 8 i pochylenie czipa 2 pod kątem 60 stopni w kierunku pustych zbiorników 8 w celu wymuszenia przepływu cieczy przez komory 9 i opróżnia się zbiorniki 8 za pomocą pipety automatycznej. Czynność powtarza się pięciokrotnie, każdorazowo zadając po 30 mikrolitrów PBS do każdej z komór 9. Następnie urządzenie naświetla się promieniami UVC przez 30 min w celu sterylizacji.2. In a second step, 20 microliters of a 0.1mg/ml type I collagen solution is introduced into each of the supply reservoirs 8 located on the same side of the microfluidic chip 2, and the device is tilted 30 degrees towards the empty reservoirs to force the collagen solution to flow through the chambers 9 of the microfluidic chip 2. The supply reservoirs 8 of the culture chambers 9 are then emptied by means of an adjustable automatic pipette set to 20 microliters, the liquid remaining within the chambers 9. Each of the reservoirs 8 of the microfluidic chip is then filled 2 with 30 μl collagen solution. Finally, the tanks 8 of the microfluidic chip 2 are protected with tank covers 3 and the device prepared in this way is placed in a refrigerator at 4-8°C for 12 hours. The tanks 8 on either side of the culture chambers 9 are then emptied by an automatic adjustable pipette, after which the chambers 9 of the microfluidic chip are flushed with PBS by dispensing a measured volume of PBS into the supply tanks 8 and tilting the chip 2 at an angle of 60 degrees towards the empty tanks 8 to forcing the liquid through the chambers 9 and emptying the tanks 8 by means of an automatic pipette. The operation is repeated five times, each time 30 microliters of PBS are poured into each of the chambers 9. Then the device is irradiated with UVC rays for 30 minutes for sterilization.

3. W trzecim etapie wprowadza się po 20 mikrolitrów medium hodowlanego do dwóch zbiorników zasilających 8 po jednej stronie czipa mikrofluidalnego 2 (ślepa próba i hodowla właściwa), a 20 mikrolitrów 0,1% roztworu CTAB w medium hodowlanym bez glukozy do trzeciego zbiornika 8 komory 9 (wskaźnikowej) i pochyla się czip mikrofluidalny 2 pod kątem 30 stopni w kierunku pustych zbiorników 8 w celu wymuszenia przepływu przez komory 9 czipa mikrofluidalnego 2. Następnie opróżnia się zbiorniki 8 komór hodowlanych 9 za pomocą nastawnej pipety automatycznej z nastawą 20 mikrolitrów, przy czym ciecz pozostaje w obrębie komór 9.3. In the third step, 20 microliters of culture medium are introduced into the two supply tanks 8 on one side of the microfluidic chip 2 (blank and proper culture), and 20 microliters of 0.1% CTAB solution in culture medium without glucose are introduced into the third tank 8 of the chamber 9 (indicator) and the microfluidic chip 2 is tilted at 30 degrees towards the empty reservoirs 8 to force flow through the chambers 9 of the microfluidic chip 2. The reservoirs 8 of the culture chambers 9 are then emptied by an adjustable automatic pipette with a setting of 20 microliters, liquid remains within chambers 9.

4. W czwartym etapie wprowadza się po 20 mikrolitrów zawiesiny aglomeratów komórka-mikrokapsułka w medium hodowlanym do dwóch zbiorników zasilających 8 po jednej stronie czipa mikrofluidalnego 2 (ślepa próba i hodowla właściwa), a 20 mikrolitrów 0,1% roztworu CTAB w medium hodowlanym bez glukozy do trzeciego zbiornika 8 komory 9 (wskaźnikowej). Następnie pochyla się czip mikrofluidalny 2 pod kątem 30 stopni w kierunku pustych zbiorników zasilających 8, co wymusza przepływ zawiesiny i roztworu CTAB ze zbiorników zasilających 8 przez komory 9 do zbiorników 8 usytuowanych po przeciwnej stronie. Następnie opróżnia się zbiorniki 8 po stronie wypływowej. Proces powtarzany jest dwukrotnie. Następnie opróżnia się wszystkie zbiorniki 8 czipa mikrofluidalnego 2 i wypełnia odpowiednio medium hodowlanym zbiorniki sąsiadujące z komorami 9 zawierającymi zawiesinę aglomeratów komórka-mikrokapsułka oraz 0,1% roztworem CTAB w medium hodowlanym bez glukozy zbiorniki 8 sąsiadujące z komorą 9 (wskaźnikową). Następnie zabezpiecza się zbiorniki osłonami 3.4. In the fourth step, 20 microliters of the suspension of cell-microcapsule agglomerates in the culture medium are introduced into two supply tanks 8 on one side of the microfluidic chip 2 (blank and proper culture), and 20 microliters of 0.1% CTAB solution in the culture medium without glucose into the third reservoir 8 of chamber 9 (indicator). The microfluidic chip 2 is then tilted 30 degrees towards the empty supply tanks 8, which forces the slurry and CTAB solution from the supply tanks 8 through the chambers 9 to the tanks 8 located on the opposite side. The downstream tanks 8 are then emptied. The process is repeated twice. Then, all reservoirs 8 of the microfluidic chip 2 are emptied and reservoirs adjacent to chambers 9 containing the suspension of cell-microcapsule agglomerates and 0.1% CTAB solution in culture medium without glucose are filled with culture medium, reservoirs 8 adjacent to chamber 9 (indicator) respectively. Then the tanks are secured with covers 3.

5. W piątym etapie czip mikrofluidalny 2 umieszcza się w gnieździe 17 generatora mikropola magnetycznego, przez co mikrokapsułki i aglomeraty są pozycjonowane wewnątrz komór hodowlanych 9 czipa mikrofluidalnego 2 w obszarach zdeterminowanych rozlokowaniem trzpieni ferromagnetycznych 11.5. In the fifth stage, the microfluidic chip 2 is placed in the socket 17 of the magnetic microfield generator, thanks to which the microcapsules and agglomerates are positioned inside the cultivation chambers 9 of the microfluidic chip 2 in the areas determined by the placement of the ferromagnetic pins 11.

6. W szóstym etapie prowadzi się hodowlę komórek przez 24 godz. w temperaturze 37°C w 5%CO2 w cieplarce w celu ich adhezji do powierzchni komór hodowlanych 9, po czym odłącza się czip mikrofluidalny 2 od generatora mikropola magnetycznego 1.6. In the sixth step, the cells are cultured for 24 hours. at 37°C in 5% CO2 in an incubator for their adhesion to the surface of the cultivation chambers 9, and then the microfluidic chip 2 is disconnected from the magnetic microfield generator 1.

7. W siódmym etapie opróżnia się zbiorniki zasilające 8 po obu stronach komór hodowlanych 9 za pomocą automatycznej pipety nastawnej, przy czym komory 9 czipa mikrofluidalnego 2 pozostają wypełnione płynem i wprowadza się po 20 mikrolitrów roztworu czynnika NGF w medium hodowlanym o stężeniu 100 nanogram/ml do zbiornika zasilającego 8 pierwszej i drugiej komory 9 (ślepa próba, hodowla właściwa) oraz 20 mikrolitrów 0,1% roztworu CTAB w medium hodowlanym bez glukozy do zbiornika 8 zasilającego trzeciej komory 9 (wskaźnikowej). Czip mikrofluidalny 2 pochyla się pod kątem 30 stopni w kierunku pustych zbiorników 8, wymuszając przepływ płynu przez komory 9 czipa mikrofluidalnego 2, do całkowitego opróżnienia zbiorników zasilających 8 uprzednio wypełnionych płynem, jednak bez opróżniania zawartości komór 9, po czym usuwa się ciecz ze zbiorników 8 po przeciwnej stronie komory 9 czipa mikrofluidalnego 2 za pomocą automatycznej pipety nastawnej. Proces powtarzany jest trzykrotnie. Zabezpiecza się zbiorniki 8 osłonami 3, a następnie prowadzona jest hodowla w cieplarce w temp. 37°C w 5%CO2 przez 72 godz. w celu zróżnicowania komórek pod wpływem czynnika NGF.7. In the seventh step, the supply tanks 8 on both sides of the culture chambers 9 are emptied by an automatic adjustable pipette, while the chambers 9 of the microfluidic chip 2 remain filled with liquid, and 20 microliters of NGF solution in culture medium at a concentration of 100 nanogram/ml are introduced. to the supply tank 8 of the first and second chambers 9 (blank, proper culture) and 20 microliters of a 0.1% CTAB solution in culture medium without glucose to the supply tank 8 of the third chamber 9 (indicator). The microfluidic chip 2 tilts at 30 degrees towards the empty reservoirs 8, forcing fluid through the chambers 9 of the microfluidic chip 2 until the supply reservoirs 8 previously filled with liquid are completely emptied, but without emptying the contents of the chambers 9, after which the liquid from the reservoirs 8 is removed on the opposite side of the chamber 9 of the microfluidic chip 2 by means of an automatic adjustable pipette. The process is repeated three times. Tanks 8 are secured with covers 3, and then culture is carried out in an incubator at 37°C in 5% CO2 for 72 hours. for cell differentiation under the influence of NGF.

8. W ósmym etapie opróżnia się zbiorniki zasilające 8 po obu stronach komór hodowlanych 9 za pomocą automatycznej pipety nastawnej, przy czym komory 9 czipa mikrofluidalnego 2 pozostają wypełnione płynem i wprowadza się po 14 mikrolitrów medium hodowlanego do zbiornika zasilającego 8 pierwszej komory 9 (ślepa próba), roztworu substancji aktywnej w medium hodowlanym do zbiornika zasilającego 8 drugiej komory 9 (hodowla właściwa) i roztworu barwnika w 0,1% CTAB w medium hodowlanym bez glukozy do zbiornika zasilającego 8 trzeciej komory 9 (wskaźnikowej). Następnie pochyla się czip mikrofluidalny 2 pod kątem 60 stopni w kierunku pustych zbiorników 8, wymuszając przepływ płynu przez komory 9 czipa mikrofluidalnego 2, do całkowitego opróżnienia zbiorników zasilających 8 uprzednio wypełnionych płynem, jednak bez opróżniania zawartości komór 9, po czym usuwa się ciecz ze zbiorników 8 czipa mikrofluidalnego 2 za pomocą automatycznej pipety nastawnej.8. In the eighth step, the supply tanks 8 on both sides of the cultivation chambers 9 are emptied by an automatic adjustable pipette, while the chambers 9 of the microfluidic chip 2 remain filled with liquid, and 14 microlitres of culture medium are introduced into the supply tank 8 of the first chamber 9 (blank ), a solution of the active substance in the culture medium to the supply tank 8 of the second chamber 9 (culture proper) and a solution of the dye in 0.1% CTAB in the culture medium without glucose to the supply tank 8 of the third chamber 9 (indicator). The microfluidic chip 2 is then tilted at an angle of 60 degrees towards the empty reservoirs 8, forcing the fluid to flow through the chambers 9 of the microfluidic chip 2 until the supply reservoirs 8 previously filled with fluid are completely emptied, but without emptying the contents of the chambers 9, after which the liquid from the reservoirs is removed 8 of the microfluidic chip 2 using an automatic adjustable pipette.

9. W dziewiątym etapie wprowadza się do pierwszego i drugiego zbiornika 8 (ślepa próba, hodowla właściwa) po stronie wypływowej po 5 mikrolitrów medium hodowlanego, a do trzeciego zbiornika 8 komory 9 (wskaźnikowej) 0,1% roztwór CTAB w medium hodowlanym bez glukozy i wychyla się czip mikrofluidalny 2 pod katem 45 stopni w kierunku pustych zbiorników 8 czipa mikrofluidalnego 2 w celu wymuszenia przepływu płynu w komorach 9 czipa mikrofluidalnego 2 do całkowitego opróżnienia zbiorników zasilających 8. Następnie czip mikrofluidalny 2 przechyla się pod kątem 45 stopni w przeciwnym kierunku i wymusza powrotny przepływ płynu w komorach 9. Czynności naprzemiennych wychyleń powtarza się piętnastokrotnie do uzyskania liniowego rozkładu stężenia substancji barwnej w komorze 9 (wskaźnikowej), czemu sprzyja posuwisto-zwrotny ruch płynu w komorach hodowlanych 9, po czym usuwa się ciecz ze zbiorników 8 czipa mikrofluidalnego 2 za pomocą automatycznej pipety nastawnej.9. In the ninth stage, 5 microliters of culture medium are introduced to the first and second tank 8 (blank sample, proper culture) on the outflow side, and to the third tank 8 of chamber 9 (indicator) 0.1% CTAB solution in culture medium without glucose and the microfluidic chip 2 is tilted 45 degrees towards the empty reservoirs 8 of the microfluidic chip 2 to force the fluid flow in the chambers 9 of the microfluidic chip 2 to completely empty the supply reservoirs 8. The microfluidic chip 2 is then tilted 45 degrees in the opposite direction and forces the fluid to flow back in the chambers 9. The alternating deflections are repeated fifteen times until a linear distribution of the concentration of the color substance in the chamber 9 (indicator) is obtained, which is facilitated by the reciprocating movement of the fluid in the culture chambers 9, after which the liquid is removed from the reservoirs 8 of the microfluidic chip 2 using an automatic adjustable pipette.

10. W dziesiątym etapie zbiorniki 8 czipa mikrofluidalnego 2 wypełnia się każdorazowo 30 mikrolitrami płynu, stosownie do składu roztworu na wylotach z komór 9 do nich przyległych - medium hodowlanym, 0,1% roztworem CTAB w medium hodowlanym bez glukozy, roztworem barwnika i 0,1% CTAB w medium hodowlanym bez glukozy lub roztworem substancji aktywnej. Następnie zbiorniki 8 czipa mikrofluidalnego 2 zabezpiecza się osłonami 3 zbiorników zasilających dla zapewnienia stabilizacji gradientów stężenia.10. In the tenth stage, the tanks 8 of the microfluidic chip 2 are filled with 30 microliters of liquid each time, according to the composition of the solution at the outlets from the chambers 9 adjacent to them - culture medium, 0.1% CTAB solution in culture medium without glucose, dye solution and 0. 1% CTAB in glucose-free culture medium or active substance solution. The reservoirs 8 of the microfluidic chip 2 are then protected by the covers 3 of the supply reservoirs to ensure stabilization of the concentration gradients.

11. W jedenastym etapie wykonywany jest pomiar absorbancji światła o długości fali 650 nm w komorze 9 (wskaźnikowej) za pomocą spektrofotometru płytkowego.11. In the eleventh step, the absorbance of light with a wavelength of 650 nm is measured in chamber 9 (indicator) using a plate spectrophotometer.

12. W dwunastym etapie prowadzi się inkubację komórek w czipie mikrofluidalnym 2 w cieplarce w temp. 37°C w 5%CO2 przez 24 godz.12. In the twelfth step, the cells are incubated in a microfluidic chip 2 in an incubator at 37°C in 5% CO2 for 24 hours.

13. W trzynastym etapie ponownie wykonuje pomiar absorbancji w komorze 9 (wskaźnikowej) za pomocą spektrofotometru płytkowego.13. In the thirteenth step, he again measures the absorbance in chamber 9 (indicator) using a plate spectrophotometer.

14. W czternastym etapie opróżnia się zbiorniki zasilające 8 po obu stronach komór hodowlanych 9 za pomocą automatycznej pipety nastawnej, przy czym komory 9 czipa mikrofluidalnego 2 pozostają wypełnione płynem. Pochyla się czip mikrofluidalny 2 pod kątem 10 stopni tak, aby zbiorniki zasilające 8 znalazły się powyżej zbiorników 8 po przeciwnej stronie czipa mikrofluidalnego 2, a następnie wprowadza się odmierzoną objętość roztworu amyloidu beta w medium hodowlanym do zbiorników 8 zasilających pierwszej i drugiej komory 9 (ślepa próba, hodowla właściwa), oraz 0,1% roztworu CTAB w medium bez glukozy do zbiornika 8 zasilającego ostatniej komory 9 (wskaźnikowej). Pochylenie urządzenia wymusza przepływ płynu przez komory 9 czipa mikrofluidalnego 2 aż do całkowitego opróżnienia zbiorników zasilających 8 uprzednio wypełnionych płynem, jednak bez opróżniania zawartości komór 9, po czym usuwa się ciecz ze zbiorników 8 po przeciwnej stronie komory 9 za pomocą automatycznej pipety nastawnej. Czynność powtarza się trzykrotnie. Następnie wszystkie zbiorniki 8 pierwszej i drugiej komory 9 (ślepa próba, hodowla właściwa) wypełnia się roztworem amyloidu beta w medium hodowlanym, a zbiorniki 8 trzeciej komory 9 (wskaźnikowej) 0,1% roztworem CTAB w medium bez glukozy. Następnie zbiorniki 8 czipa mikrofluidalnego 2 zabezpiecza się osłonami 3 i prowadzi się inkubację komórek w czipie mikrofluidalnym 2 umieszczonym w cieplarce przez 24 godz. w temp. 37°C w 5%CO2.14. In the fourteenth step, the feed tanks 8 on either side of the cultivation chambers 9 are emptied by an automatic adjustable pipette, while the chambers 9 of the microfluidic chip 2 remain filled with liquid. The microfluidic chip 2 is tilted 10 degrees so that the supply reservoirs 8 are above the reservoirs 8 on the opposite side of the microfluidic chip 2, and a measured volume of the amyloid beta solution in culture medium is introduced into the supply reservoirs 8 of the first and second chambers 9 (blind sample, proper culture), and 0.1% CTAB solution in medium without glucose to the supply tank 8 of the last chamber 9 (indicator). The inclination of the device forces the fluid to flow through the chambers 9 of the microfluidic chip 2 until the supply tanks 8 previously filled with liquid are completely emptied, but without emptying the contents of the chambers 9, after which the liquid is removed from the tanks 8 on the opposite side of the chamber 9 by means of an automatic adjustable pipette. The action is repeated three times. Then, all reservoirs 8 of the first and second chambers 9 (blank, proper culture) are filled with a solution of amyloid beta in culture medium, and reservoirs 8 of the third chamber 9 (indicator) with 0.1% CTAB solution in glucose-free medium. Then, the reservoirs 8 of the microfluidic chip 2 are secured with covers 3 and the cells are incubated in the microfluidic chip 2 placed in an incubator for 24 hours. at 37°C in 5%CO2.

15. W piętnastym etapie hodowla komórek w pierwszej i drugiej komorze 9 czipa mikrofluidalnego 2 (ślepa próba, hodowla właściwa) oceniana jest mikroskopowo.15. In the fifteenth step, the culture of cells in the first and second chambers 9 of the microfluidic chip 2 (blank, proper culture) is evaluated microscopically.

16. W szesnastym etapie do komór 9 pierwszej i drugiej (ślepa próba, hodowla właściwa) dodaje się barwniki znacznikowe w postaci komercyjnie dostępnych roztworów do oznaczania apoptozy komórkowej na bazie jodku propidyny. Następnie prowadzi się inkubację w ciemności przez 20 min w temperaturze pokojowej.16. In the sixteenth step, tracer dyes in the form of commercially available propidium iodide cellular apoptosis solutions are added to chambers 9 (blank, proper culture). Then incubation is carried out in the dark for 20 min at room temperature.

17. W siedemnastym etapie hodowla komórek w pierwszej i drugiej komorze 9 czipa mikrofluidalnego 2 (ślepa próba, hodowla właściwa) oceniana jest pod mikroskopem fluorescencyjnym. Przykład 417. In the seventeenth step, the culture of cells in the first and second chambers 9 of the microfluidic chip 2 (blank, proper culture) is evaluated under a fluorescence microscope. Example 4

Sposób prowadzenia badań przesiewowych cytostatyku w celu określenia przedziału stężeń terapeutycznych.The method of conducting cytostatic screening tests in order to determine the range of therapeutic concentrations.

Badania przeprowadzono w stabilnym gradiencie stężenia substancji aktywnej w czterokomorowym magnetycznym urządzeniu mikrofluidalnym z wykorzystaniem magnetycznych mikrokapsułek modyfikowanych powierzchniowo biotylowanymi przeciwciałami monoklonalnymi BerEP4 przeciw antygenowi człowieka EpCAM oraz z wykorzystaniem następujących substancji: doksorubicyny - substancja aktywna (cytostatyk) o stężeniu 1000 ppm w/w w medium hodowlanym, zawiesiny komórek nowotworowych MDA-MB-231 linii adherentnej ludzkiego nowotworu piersi, referencyjnego medium hodowlanego L-15, 0.01% roztworu barwnika wskaźnikowego - fluoresceiny w wodzie destylowanej oraz komercyjnie dostępnego testu live/dead do fluorescencyjnego oznaczania żywych i martwych komórek.The tests were carried out in a stable concentration gradient of the active substance in a four-chamber magnetic microfluidic device using magnetic microcapsules modified with surface biotylated monoclonal antibodies BerEP4 against the EpCAM human antigen and the following substances: doxorubicin - active substance (cytostatic) at a concentration of 1000 ppm w/w in the culture medium, MDA-MB-231 tumor cell suspension of the human breast cancer adherent line, L-15 reference culture medium, 0.01% solution of the indicator dye - fluorescein in distilled water and a commercially available live/dead test for the fluorescence determination of live and dead cells.

Sposób prowadzenia badań polega na tym, że:The method of conducting research consists in the following:

Przed przystąpieniem do badań referencyjne medium hodowlane, wodę destylowaną, roztwór barwnika wskaźnikowego oraz roztwór doksorubicyny umieszcza się w cieplarce i termostatuje w temperaturze 37°C przez okres pół godziny.Prior to testing, the reference culture medium, distilled water, indicator dye solution and doxorubicin solution are placed in an incubator and thermostated at 37°C for half an hour.

1. W pierwszym etapie przeprowadza się separację i koncentrację w probówce nowotworowych MDA-MB-231 linii adherentnej ludzkiego nowotworu piersi z 1 ml ich zawiesiny o koncentracji 5x105 komórek w referencyjnym medium hodowlanym z wykorzystaniem komercyjnie dostępnych mikrokapsułek magnetycznych o średnicy trzech mikrometrów, modyfikowanych powierzchniowo przeciwciałami monoklonalnymi przeciw antygenowi powierzchniowemu EpCam zgodnie z referencyjną procedurą producenta mikrokapsułek. Następnie agregaty mikrokapsułka-komórka ponownie zawiesza się w medium hodowlanym o objętości 0,5 ml, w ten sposób uzyskując ich 10-krotną koncentrację w stosunku do wyjściowej zawiesiny komórkowej.1. In the first stage, separation and concentration are carried out in a test tube MDA-MB-231 of the human breast cancer adherent line with 1 ml of their suspension with a concentration of 5x105 cells in a reference culture medium using commercially available magnetic microcapsules with a diameter of three micrometers, surface-modified with antibodies against the EpCam surface antigen according to the microcapsule manufacturer's reference procedure. The microcapsule-cell aggregates are then resuspended in 0.5 ml of culture medium, thus obtaining a 10-fold concentration of the original cell suspension.

2. W drugim etapie do każdego ze zbiorników zasilających 8 usytuowanych po tej samej stronie czipa mikrofluidalnego 2, wprowadza się po 30 mikrolitrów: medium hodowlanego do komory 9 pierwszej, drugiej i trzeciej (ślepa próba oraz dwie hodowle właściwe), a wodę destylowaną do czwartej komory 9 (wskaźnikowej), po czym pochyla się czip mikrofluidalny 2 pod kątem 30 stopni w kierunku pustych zbiorników 8 w celu wymuszenia przepływu płynów przez komory 9 czipa mikrofluidalnego 2. Następnie opróżnia się wszystkie zbiorniki 8 za pomocą nastawnej pipety automatycznej z nastawą 30 mikrolitrów, przy czym ciecz pozostaje w obrębie komór 9, wypełniając je całkowicie dzięki siłom napięcia powierzchniowego.2. In the second stage, to each of the supply tanks 8 located on the same side of the microfluidic chip 2, 30 microliters are introduced: culture medium to the first, second and third chamber 9 (blank sample and two proper cultures), and distilled water to the fourth chamber chamber 9 (indicator), then the microfluidic chip 2 is tilted at 30 degrees towards the empty reservoirs 8 to force fluids to flow through chambers 9 of the microfluidic chip 2. All reservoirs 8 are then emptied using an adjustable automatic pipette set to 30 microliters, the liquid remaining within the chambers 9, filling them completely due to surface tension forces.

3. W trzecim etapie wprowadza się po 30 mikrolitrów zawiesiny aglomeratów komórka-mikrokapsułka do trzech zbiorników 8 płynów zasilających komory hodowlane 9 po jednej stronie czipa mikrofluidalnego 2 (dwie hodowle właściwe i ślepa próba), a 30 mikrolitrów wody destylowanej do czwartego zbiornika 8 komory 9 (wskaźnikowej) i pochyla się urządzenie w kierunku pustych zbiorników 8 pod kątem 60 stopni, tak by wymusić przepływ płynów ze zbiorników zasilających 8 przez komory 9 czipa mikrofluidalnego 2 do zbiorników 8 usytuowanych po przeciwnej ich stronie, do czasu wyrównania poziomu płynów w zbiornikach 8 czipa mikrofluidalnego 2 i zabezpiecza się zbiorniki 8 osłonami 3.3. In the third stage, 30 microliters of the suspension of cell-microcapsule agglomerates are introduced into three tanks 8 of liquids supplying the culture chambers 9 on one side of the microfluidic chip 2 (two cultures and a blank sample), and 30 microliters of distilled water are introduced into the fourth tank 8 of chamber 9 (indicator) and the device is tilted towards the empty tanks 8 at an angle of 60 degrees, so as to force the flow of fluids from the supply tanks 8 through the chambers 9 of the microfluidic chip 2 to the tanks 8 located on the opposite side, until the level of fluids in the tanks 8 of the chip is equalized microfluidic 2 and the tanks 8 are secured with covers 3.

4. W czwartym etapie czip mikrofluidalny 2 umieszcza się w gnieździe generatora mikropola magnetycznego 17, przez co aglomeraty są pozycjonowane wewnątrz komór hodowlanych 9 czipa mikrofluidalnego 2 w obszarach zdeterminowanych rozlokowaniem trzpieni ferromagnetycznych 11.4. In the fourth stage, the microfluidic chip 2 is placed in the socket of the magnetic microfield generator 17, thanks to which the agglomerates are positioned inside the cultivation chambers 9 of the microfluidic chip 2 in the areas determined by the location of the ferromagnetic pins 11.

5. W piątym etapie prowadzi się hodowlę komórek przez 6 godzin w temperaturze 37°C w 5% CO2 w urządzeniu mikrofluidalnym w cieplarce w celu ich adhezji do powierzchni komór hodowlanych 9, po czym odłącza się czip mikrofluidalny 2 od generatora mikropola magnetycznego 1.5. In the fifth stage, the cells are cultured for 6 hours at 37°C in 5% CO2 in a microfluidic device in an incubator in order to adhere them to the surface of the cultivation chambers 9, and then the microfluidic chip 2 is disconnected from the magnetic microfield generator 1.

6. W szóstym etapie opróżnia się zbiorniki 8 po obu stronach komór hodowlanych 9 za pomocą automatycznej pipety nastawnej, przy czym komory 9 czipa mikrofluidalnego 2 pozostają wypełnione płynem i wprowadza się po 10 mikrolitrów medium hodowlanego do zbiornika zasilającego 8 pierwszej komory 9 (ślepa próba), roztworu substancji aktywnej do zbiornika zasilającego 8 drugiej i trzeciej komory 9 (hodowla właściwa) i barwnego roztworu wskaźnikowego do zbiornika zasilającego czwartej komory 9 (wskaźnikowej). Następnie pochyla się urządzenie pod kątem 60 stopni w kierunku pustych zbiorników 8, wymuszając przepływ płynu przez komory 9 czipa mikrofluidalnego 2, do czasu całkowitego opróżnienia zbiorników zasilających 8 uprzednio wypełnionych płynem, jednak bez opróżniania zawartości komór 9, po czym usuwa się ciecz ze zbiorników 8 czipa mikrofluidalnego 2 za pomocą automatycznej pipety nastawnej.6. In the sixth step, the tanks 8 on both sides of the culture chambers 9 are emptied by an automatic adjustable pipette, while the chambers 9 of the microfluidic chip 2 remain filled with liquid, and 10 microliters of culture medium are introduced into the supply tank 8 of the first chamber 9 (blank) the active substance solution to the supply tank 8 of the second and third chambers 9 (cultivation proper) and the colored indicator solution to the supply tank of the fourth chamber 9 (indicator). Then the device is tilted at an angle of 60 degrees towards the empty tanks 8, forcing the fluid to flow through the chambers 9 of the microfluidic chip 2, until the supply tanks 8 previously filled with liquid are completely empty, but without emptying the contents of the chambers 9, after which the liquid from the tanks 8 is removed microfluidic chip 2 using an automatic adjustable pipette.

7. W siódmym etapie wprowadza się do każdego ze zbiorników 8 po stronie wypływowej po 10 mikrolitrów cieczy: medium hodowlanego do zbiornika 8 pierwszej, drugiej i trzeciej komory 9, a wody destylowanej do zbiornika 8 czwartej komory 9 i wychyla się czip mikrofluidalny 2 pod kątem 60 stopni w kierunku pustych zbiorników 8 w celu wymuszenia przepływu płynu w kanałach czipa mikrofluidalnego 2 i do całkowitego opróżnienia zbiorników 8 uprzednio wypełnionych płynem. Następnie czip mikrofluidalny 2 przechyla się pod kątem 60 stopni w przeciwnym kierunku i wymusza powrotny przepływ płynu w komorach 9. Czynności naprzemiennych wychyleń powtarza się 5-sto krotnie do uzyskania pożądanego rozkładu stężenia substancji barwnej w komorze 9 (wskaźnikowej), czemu sprzyja posuwisto-zwrotny ruch płynu w komorach 9 czipa mikrofluidalnego 2, po czym usuwa się ciecz ze zbiorników 8 za pomocą automatycznej pipety nastawnej.7. In the seventh stage, 10 microliters of liquid are introduced into each of the tanks 8 on the outflow side: culture medium to the tank 8 of the first, second and third chambers 9, and distilled water to the tank 8 of the fourth chamber 9 and the microfluidic chip 2 is tilted at an angle 60 degrees towards the empty reservoirs 8 in order to force fluid flow in the channels of the microfluidic chip 2 and to completely empty the reservoirs 8 previously filled with fluid. Then, the microfluidic chip 2 tilts at an angle of 60 degrees in the opposite direction and forces the fluid to flow back in the chambers 9. The activities of alternating tilts are repeated 5 times until the desired distribution of the concentration of the color substance in the chamber 9 (indicator) is obtained, which is facilitated by the reciprocating movement of the fluid in the chambers 9 of the microfluidic chip 2, after which the liquid is removed from the reservoirs 8 by means of an automatic adjustable pipette.

8. W ósmym etapie zbiorniki czipa mikrofluidalnego 2 wypełnia się każdorazowo 30 mikrolitrami płynu, stosownie do składu roztworu na wylotach z komór 9 do nich przyległych: oba zbiorniki 8 pierwszej komory 9 medium hodowlanym (ślepa próba), zbiorniki 8 (napływowe) drugiej i trzeciej komory 9 (dwie hodowle właściwe) roztworem substancji aktywnej, a zbiorniki 8 (wypływowe) drugiej i trzeciej komory 9 medium hodowlanym, zbiornik 8 (napływowy) czwartej komory 9 (wskaźnikowej) roztworem barwnika, a zbiornik 8 (wypływowy) czwartej komory 9 wodą destylowaną i zbiorniki 8 zabezpiecza się osłonami 3.8. In the eighth stage, the tanks of the microfluidic chip 2 are filled with 30 microliters of liquid each time, according to the composition of the solution, at the outlets of the chambers 9 adjacent to them: both tanks 8 of the first chamber 9 of the culture medium (blank sample), tanks 8 (inflow) of the second and third chamber 9 (two proper cultures) with an active substance solution, and tanks 8 (outflow) of the second and third chambers 9 with culture medium, tank 8 (inflow) of the fourth chamber 9 (indicator) with a dye solution, and tank 8 (outflow) of the fourth chamber 9 with distilled water and tanks 8 are protected with covers 3.

9. W dziewiątym etapie wykonywany jest pomiar fluorescencji przy długości fali padającej 480 nm i emitowanej 530 nm w komorze 9 (wskaźnikowej) za pomocą spektrofotometru płytkowego.9. In the ninth step, the fluorescence measurement is performed at the incident wavelength of 480 nm and the emitted wavelength of 530 nm in chamber 9 (indicator) using a plate spectrophotometer.

10. W dziesiątym etapie prowadzi się inkubację komórek w czipie mikrofluidalnym 2 w cieplarce w temp. 37°C w 5% CO2 przez 3 godz.10. In the tenth step, the cells are incubated in a microfluidic chip 2 in an incubator at 37°C in 5% CO2 for 3 hours.

11. W jedenastym etapie ponownie wykonuje pomiar absorbancji w komorze 9 (wskaźnikowej) za pomocą spektrofotometru płytkowego.11. In the eleventh step, he again measures the absorbance in chamber 9 (indicator) using a plate spectrophotometer.

12. W dwunastym etapie opróżnia się zbiorniki zasilające 8 po obu stronach komór hodowlanych 9 za pomocą automatycznej pipety nastawnej, przy czym komory 9 czipa mikrofluidalnego 2 pozostają wypełnione płynem. Pochyla się czip mikrofluidalny 2 pod kątem 10 stopni tak, aby zbiorniki zasilające 8 znalazły się powyżej zbiorników 8 po przeciwnej stronie czipa mikrofluidalnego 2, a następnie wprowadza się odmierzoną objętość roztworu testowego live/dead do zbiorników zasilających 8 pierwszej, drugiej i trzeciej komory 9 (ślepa próba oraz hodowle właściwe), oraz wodę destylowaną do zbiornika zasilającego 8 ostatniej komory 9 (wskaźnikowej). Pochylenie czipa mikrofluidalnego 2 wymusza przepływ płynu przez komory 9 aż do całkowitego opróżnienia zbiorników zasilających 8 uprzednio wypełnionych płynem, jednak bez opróżniania zawartości komór 9, po czym usuwa się ciecz ze zbiorników 8 po przeciwnej stronie komory 9 za pomocą automatycznej pipety nastawnej. Czynność powtarza się dwukrotnie. Następnie wszystkie zbiorniki 8 pierwszej, drugiej i trzeciej komory 9 (ślepa próba, hodowle właściwe) wypełnia się roztworem testowym live/dead, a zbiorniki 8 trzeciej komory 9 (wskaźnikowej) wodą destylowaną. Następnie zbiorniki 8 czipa mikrofluidalnego 2 zabezpiecza się osłonami 3 i prowadzi się inkubację komórek w czipie mikrofluidalnym 2 umieszczonym w cieplarce przez 3 godziny w temp. 37°C.12. In the twelfth step, the supply tanks 8 on either side of the cultivation chambers 9 are emptied by an automatic adjustable pipette, while the chambers 9 of the microfluidic chip 2 remain filled with liquid. The microfluidic chip 2 is tilted 10 degrees so that the supply tanks 8 are above the tanks 8 on the opposite side of the microfluidic chip 2, and then a measured volume of the live/dead test solution is introduced into the supply tanks 8 of the first, second and third chambers 9 ( blank and proper cultures), and distilled water to the feed tank 8 of the last chamber 9 (indicator). The inclination of the microfluidic chip 2 forces the fluid to flow through the chambers 9 until the supply tanks 8 previously filled with liquid are completely emptied, but without emptying the contents of the chambers 9, after which liquid is removed from the tanks 8 on the opposite side of the chamber 9 by means of an automatic adjustable pipette. The action is repeated twice. Then, all the tanks 8 of the first, second and third chambers 9 (blank, true cultures) are filled with the live/dead test solution and the tanks 8 of the third chamber 9 (indicator) with distilled water. Then, the reservoirs 8 of the microfluidic chip 2 are secured with covers 3 and the cells are incubated in the microfluidic chip 2 placed in an incubator for 3 hours at 37°C.

13. W trzynastym etapie hodowla komórek w pierwszej i drugiej komorze 9 czipa mikrofluidalnego 2 (ślepa próba, hodowla właściwa) oceniana jest mikroskopowo.13. In the thirteenth step, the culture of cells in the first and second chambers 9 of the microfluidic chip 2 (blank, proper culture) is evaluated microscopically.

Claims (21)

1. Magnetyczne urządzenie mikrofluidalne do szybkich badań przesiewowych składające się z wieka (4), podstawy (6), osłon zbiorników (3) oraz warstwy funkcjonalnej (5) czipa, a wieko czipa zawiera zbiorniki zasilające (8) oraz podziałkę milimetrową (7), a warstwa funkcjonalna czipa zawiera komory hodowlane (9), znamienne tym, że składa się z transparentnego dla światła widzialnego i UV czipa mikrofluidalnego (1) wyposażonego w co najmniej trzy liniowe komory hodowlane (9), których osie są rozstawione w odległościach od 5 do 25 mm, z których każda łączy się na końcach ze zbiornikami zasilającymi (8), elastyczną podstawę (6) oraz z generatora mikropola magnetycznego (1) złożonego z platformy (10) zawierającej gniazdo (17) czipa, które dopasowane jest rozmiarem do wielkości czipa mikrofluidalnego (2), podpór dystansowych (12), zespołu podstawy generatora złożonego z wierzchu (13) i spodu (15), zawierającej gniazdo magnesu (20), magnesu stałego (14) oraz szeregu trzpieni ferromagnetycznych (11), które ustawione są prostopadle do powierzchni komór hodowlanych (9) czipa mikrofluidalnego (2), przy czym układ komór hodowlanych (9) w czipie mikrofluidalnym (2) oraz układ trzpieni ferromagnetycznych (11) generatora mikropola magnetycznego (1) jest wzajemnie skorelowany w ten sposób, że trzpienie ferromagnetyczne (11) w platformie (10) przebiegają wzajemnie równolegle od powierzchni komór hodowlanych (9) czipa do górnej powierzchni magnesu stałego (14).1. Magnetic microfluidic device for quick screening consisting of a lid (4), a base (6), tank covers (3) and a functional layer (5) of the chip, and the chip lid contains the supply tanks (8) and a millimeter scale (7) , and the functional layer of the chip includes cultivation chambers (9), characterized in that it consists of a microfluidic chip (1) transparent to visible and UV light, equipped with at least three linear cultivation chambers (9), the axes of which are spaced at distances from 5 up to 25 mm, each of which connects at the ends to the supply tanks (8), a flexible base (6) and a magnetic microfield generator (1) consisting of a platform (10) containing a socket (17) of the chip, which is adapted in size to the size a microfluidic chip (2), spacers (12), a generator base assembly consisting of a top (13) and bottom (15), containing a magnet socket (20), a permanent magnet (14) and a series of ferromagnetic pins (11), which are positioned perpendicularly to the surface of the culture chambers (9) of the microfluidic chip (2), the system of culture chambers (9) in the microfluidic chip (2) and the system of ferromagnetic pins (11) of the magnetic microfield generator (1) are mutually correlated in such a way that the pins ferromagnetic (11) in the platform (10) run parallel to each other from the surface of the culture chambers (9) of the chip to the upper surface of the permanent magnet (14). 2. Magnetyczne urządzenie mikrofluidalne według zastrz. 1 znamienne tym, że podstawa czipa mikrofluidalnego (6) wykonana jest z foli poliwęglanowej, politereftalanu etylenu lub cyklicznego kopolimer poliolefinowego COC o grubości od 100 do 300 mikrometrów.2. A magnetic microfluidic device as claimed in claim 1. 1, characterized in that the base of the microfluidic chip (6) is made of polycarbonate foil, polyethylene terephthalate or cyclic polyolefin copolymer COC with a thickness of 100 to 300 microns. 3. Magnetyczne urządzenie mikrofluidalne według zastrz. 1 znamienne tym, że osłony zbiorników (3) wykonane są z samoprzylepnej folii z polifluorku winylidenu (PVDF) o grubości od 200 do 500 mikrometrów.3. A magnetic microfluidic device as claimed in claim 1. 1, characterized in that the tank covers (3) are made of a self-adhesive polyvinylidene fluoride (PVDF) film with a thickness of 200 to 500 microns. 4. Magnetyczne urządzenie mikrofluidalne według zastrz. 1 znamienne tym, że powierzchnia gniazda magnesu (20) w zespole podstawy generatora obejmuje obszar komór hodowlanych (9) czipa mikrofluidalnego (2).4. A magnetic microfluidic device as claimed in claim 1. 1, characterized in that the surface of the magnet seat (20) in the generator base assembly covers the area of the culture chambers (9) of the microfluidic chip (2). 5. Magnetyczne urządzenie mikrofluidalne według zastrz. 1 znamienne tym, że stosuje się magnesy stałe płytowe z grupy od N35 do N52.5. A magnetic microfluidic device as claimed in claim 1. 1, characterized in that permanent plate magnets from the group from N35 to N52 are used. 6. Magnetyczne urządzenie mikrofluidalne według zastrz. 1 znamienne tym, że wymiary magnesu stałego (14) dopasowane są do wymiarów gniazda magnesu (20) w zespole podstawy generatora.6. A magnetic microfluidic device as claimed in claim 1. 1, characterized in that the dimensions of the permanent magnet (14) match the dimensions of the magnet socket (20) in the generator base assembly. 7. Magnetyczne urządzenie mikrofluidalne według zastrz. 1 znamienne tym, że trzpienie ferromagnetyczne (11) wykonane są ze stali ferromagnetycznej typu SS 430.7. A magnetic microfluidic device as claimed in claim 1. 1, characterized in that the ferromagnetic pins (11) are made of ferromagnetic steel type SS 430. 8. Magnetyczne urządzenie mikrofluidalne według zastrz. 1 znamienne tym, że trzpienie ferromagnetyczne (11) mają średnicę od 100 do 300 mikrometrów.8. The magnetic microfluidic device of claim 1. 1, characterized in that the ferromagnetic pins (11) have a diameter of 100 to 300 micrometers. 9. Magnetyczne urządzenie mikrofluidalne według zastrz. 10 znamienne tym, że trzpienie ferromagnetyczne (11) mają długość od 30 do 100 milimetrów.9. A magnetic microfluidic device as claimed in claim 1. 10, characterized in that the ferromagnetic pins (11) have a length of 30 to 100 millimeters. 10. Magnetyczne urządzenie mikrofluidalne według zastrz. 1 znamienne tym, że trzpienie ferromagnetyczne (11) są rozłożone pod każdą z komór hodowlanych (9) czipa mikrofluidalnego (2) wzdłuż ich dłuższych boków we wzajemnych odległościach nie mniejszych niż dwukrotność średnicy trzpienia ferromagnetycznego (11).10. The magnetic microfluidic device of claim 1. 1, characterized in that the ferromagnetic pins (11) are distributed under each of the culture chambers (9) of the microfluidic chip (2) along their long sides at mutual distances not less than twice the diameter of the ferromagnetic pin (11). 11. Magnetyczne urządzenie mikrofluidalne według zastrz. 1 znamienne tym, że trzpienie ferromagnetyczne (11) rozlokowane są na co najmniej % długości komory hodowlanej (9).11. The magnetic microfluidic device of claim 1. 1, characterized in that the ferromagnetic pins (11) are located on at least % of the length of the breeding chamber (9). 12. Magnetyczne urządzenie mikrofluidalne według zastrz. 1 znamienne tym, że trzpienie ferromagnetyczne (11) rozłożone są co najmniej w jednym rzędzie.12. The magnetic microfluidic device of claim 1. 1, characterized in that the ferromagnetic pins (11) are arranged in at least one row. 13. Magnetyczne urządzenie mikrofluidalne według zastrz. 1 znamienne tym, że zakończenia trzpieni ferromagnetycznych (11) zlicowane są z górną powierzchnią gniazda czipa (17) oraz z górną powierzchnią gniazda magnesu (20).13. The magnetic microfluidic device of claim 1. 1, characterized in that the ends of the ferromagnetic pins (11) are flush with the upper surface of the chip socket (17) and with the upper surface of the magnet socket (20). 14. Magnetyczne urządzenie mikrofluidalne według zastrz. 1 znamienne tym, że podpory dystansowe (12) wyposażone są otwór rewizyjny umożliwiający dostęp do trzpieni ferromagnetycznych (11).14. The magnetic microfluidic device of claim 1. 1, characterized in that the spacer supports (12) are equipped with an inspection opening enabling access to the ferromagnetic pins (11). 15. Magnetyczne urządzenie mikrofluidalne według zastrz. 1 znamienne tym, że wysokość podpór dystansowych (12) jest skorelowana z długością trzpieni ferromagnetycznych (11) w ten sposób, że zapewnia licowanie ich końców z górną powierzchnią gniazda czipa (17) oraz z górną powierzchnią gniazda magnesu (20).15. The magnetic microfluidic device of claim 1. 1, characterized in that the height of the spacers (12) is correlated with the length of the ferromagnetic pins (11) in such a way that their ends are aligned with the upper surface of the chip socket (17) and with the upper surface of the magnet socket (20). 16. Magnetyczne urządzenie mikrofluidalne według zastrz. 1 znamienne tym, że wysokość gniazda magnesu (20) równa jest wysokości magnesu stałego (14).16. The magnetic microfluidic device of claim 1. 1, characterized in that the height of the magnet socket (20) is equal to the height of the permanent magnet (14). 17. Magnetyczne urządzenie mikrofluidalne według zastrz. 1 znamienne tym, że wierzch (13) i spód (15) zespołu podstawy generatora są trwale połączone.17. The magnetic microfluidic device of claim 1. 1, characterized in that the top (13) and bottom (15) of the generator base assembly are permanently connected. 18. Magnetyczne urządzenie mikrofluidalne według zastrz. 1 znamienne tym, że podpory dystansowe (12) są trwale połączone z platformą oraz podstawą generatora.18. The magnetic microfluidic device of claim 1. 1, characterized in that the spacer supports (12) are permanently connected to the platform and the base of the generator. 19. Magnetyczne urządzenie mikrofluidalne według zastrz. 1 znamienne tym, że trzpienie ferromagnetyczne (11) wprowadzane są w otwory przelotowe (16), (18) trzpieni ferromagnetycznych i łączone trwale z platformą (10) i zespołem podstawy generatora.19. The magnetic microfluidic device of claim 1. 1, characterized in that the ferromagnetic pins (11) are inserted into the through holes (16), (18) of the ferromagnetic pins and permanently connected to the platform (10) and the generator base assembly. 20. Magnetyczne urządzenie mikrofluidalne według zastrz. 1 znamienne tym, że czip mikrofluidalny (2) zawiera mikrokapsułki magnetyczne.20. The magnetic microfluidic device of claim 1. 1, characterized in that the microfluidic chip (2) comprises magnetic microcapsules. 21. Magnetyczne urządzenie mikrofluidalne zastrz. 20 znamienne tym, że koncentracja mikrokapsułek magnetycznych wprowadzonych do czipa mikrofluidalnego (2) zawiera się w przedziale od 1x106 do 1x107 aglomeratów na mililitr.21. The magnetic microfluidic device of claim characterized in that the concentration of the magnetic microcapsules introduced into the microfluidic chip (2) is in the range of 1x106 to 1x107 agglomerates per milliliter.
PL429857A 2019-05-07 2019-05-07 Magnetic microfluidic device for rapid screening tests and a method of conducting tests in a magnetic microfluidic device PL242812B1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL429857A PL242812B1 (en) 2019-05-07 2019-05-07 Magnetic microfluidic device for rapid screening tests and a method of conducting tests in a magnetic microfluidic device
PCT/PL2019/050075 WO2020226519A1 (en) 2019-05-07 2019-12-06 Magnetic microfluidic device for high-throughput screening

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL429857A PL242812B1 (en) 2019-05-07 2019-05-07 Magnetic microfluidic device for rapid screening tests and a method of conducting tests in a magnetic microfluidic device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL429857A1 PL429857A1 (en) 2020-11-16
PL242812B1 true PL242812B1 (en) 2023-05-02

Family

ID=69375983

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL429857A PL242812B1 (en) 2019-05-07 2019-05-07 Magnetic microfluidic device for rapid screening tests and a method of conducting tests in a magnetic microfluidic device

Country Status (2)

Country Link
PL (1) PL242812B1 (en)
WO (1) WO2020226519A1 (en)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5567326A (en) * 1994-09-19 1996-10-22 Promega Corporation Multisample magnetic separation device
US7285412B2 (en) * 2001-07-27 2007-10-23 Surface Logix Inc. Device for magnetic immobilization of cells
JP5889523B2 (en) * 2010-09-21 2016-03-22 国立大学法人大阪大学 Spheroid production apparatus and spheroid production method
PL237365B1 (en) * 2016-12-09 2021-04-06 Politechnika Wroclawska Microfluidal device for growing cell culture in a gradient of bioactive substance

Also Published As

Publication number Publication date
WO2020226519A1 (en) 2020-11-12
PL429857A1 (en) 2020-11-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2720261C (en) Three-dimensional microfluidic platforms and methods of use thereof
AU2009254177B2 (en) Organ-on-a-chip-device
US10227556B2 (en) Cell culture devices for biomimetic and pathomimetic cell cultures
JP6845228B2 (en) Microfluidic device for in vitro 3D cell culture experiments
US20160340631A1 (en) Layered microfluidic array
WO2013116834A2 (en) Microfluidic device for generating neural cells to simulate post-stroke conditions
CN112680348B (en) Organ model construction method based on organ chip and organ model
US10731119B2 (en) Method and devices for the in vitro production of arrangements of cell layers
US11118150B2 (en) Layered microfluidic array
JP7450269B2 (en) Perfusable bioreactor
CA2884864A1 (en) Substance exposure apparatus
WO2018106132A1 (en) Microfluidic device for cell culture in gradient of bioactive substance
PL242812B1 (en) Magnetic microfluidic device for rapid screening tests and a method of conducting tests in a magnetic microfluidic device
Deutsch et al. Microplate cell-retaining methodology for high-content analysis of individual non-adherent unanchored cells in a population
CN212476781U (en) 3D multi-organ co-culture chip
US20230250376A1 (en) Device and method for cell cultivation
US20220282192A1 (en) Method and system for cultivating cells in media-exchanging wells
PL239601B1 (en) Micro flow system for 3D cell culture
PL240748B1 (en) Magnetic-hydrodynamic microfluidic platform, method of its production and method of artificial tissue culture in a magnetic micropole
Park A microwell array coated with dopaminergic cell adhesive film for single cell analysis in drug discovery
Markov et al. Microfuidics in biological systems
Harink The new gradient wave: soluble compound screening using microfluidic gradients for regenerative medicine research