Optimization of a microfluidic chip design for neuroblastoma cells and their microenvironment studies
Nöroblastom hücreleri ve mikroçevre çalışmaları için mikroakışkan çip tasarımının optimizasyonu
- Tez No: 756728
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ÖZGÜR KOCATÜRK, PROF. DR. NUMAN AKDOĞAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Mühendislik Bilimleri, Bioengineering, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Akson izolasyonu, mikroakışkan nöron çip optimizasyonu, fotoli tograf, Aksonlar, Fotolitografi, Mikro akışkanlar, Yalıtım, Çip, Axon isolation, microfluidic neuron chip optimization, photolithography, Axons, Microfluidics, Insulation, Chip
- Yıl: 2022
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Biyomedikal Mühendislik Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bir nöronun her bir yapısal parçasını araştırmak, sinir sisteminin karmaşık mekanizmasını açıklamak için çok önemlidir. Aksonların hücre gövdelerinden izole edilmesi; sinaps oluşumu, aksonal hasar ve rejenerasyon mekanizmalarının ve nöron lar ile mikroçevreleri arasındaki etkileşimin anlaşılmasında önemli bir rol oynar. Çok bölmeli mikroakışkan çipler, akson izolasyonu için kullanılan en gelişmiş sistemlerden biridir. Bu tezde, fotorezist çeşitleri ve UV maruziyet dozları değiştirilerek mikroakışkan çip üretiminin optimizasyonu sağlanmış ve bu değişkenlerin mikro oluk genişliği üz erindeki etkileri incelenmiştir. Bu amaçla, SU-8 3005, SU-8 3050 SU-8 2005 ve SU 8 2050 negatif fotoresistler kullanılarak iki-adımlı fotolitografi işlemleri gerçekleştir ilmiştir. Aksonları izole etmek için optimum mikro oluk genişliği (7.3 µm), SU-8 3005 kullanılarak ve 21 mW/cm2 gücünde 3 saniye UV maruziyeti uygulanarak elde edilmiştir. Temizoda koşulları dışında çalışan farklı bir maske hizalama sistemi de kullanılarak benzer mikro oluk genişliği (7.7 µm) elde edilmiş ve mikroakışkan çip üre tim maliyetini düşürmesi açısından umut verici olarak değerlendirilmiştir. SH-SY5Y nöroblastom hücreleri, filtrelenmiş mikropipet uçları ve 8 mm genişliğinde rezervuar lar aracılığıyla farklı mikro oluk geometrilerine (4.4×10.2 µm, 4.4×7.3µm ve 4×7.7 µm) sahip mikroakışkan çiplere ekilmiştir. İkinci ekim yöntemi uygulanabilirlik ve sürdürülebilirlik açısından daha verimli bulunmuştur. Her iki hücre kültürü yönte minde de 4.4×10.2 µm geometrisinin hücre göçüne izin verdiği, diğer iki geometrinin ise akson izolasyonu sağladığı görülmüştür. Sonuç olarak, optimize edilen mikroakışkan çipler ve hücre kültürü yöntemlerinin; nörit uzamasını, SH-SY5Y hücrelerinin farklılaş masını ve mikro çevreleri ile etkileşimlerini araştırmak için uygun olduğu görülmüştür.
Özet (Çeviri)
Investigating each structural part of a neuron is crucial for clarifying the com plex working mechanism of the nervous system. Isolation of axons from their cell bodies plays an important role in understanding synapse formation, axonal injury and regeneration mechanisms, and the interaction between the neurons and their microenvi ronments. Multi-compartment microfluidic chips are one of the most developed systems used for axon isolation. In this thesis, the optimization of microfluidic chip produc tion has been carried out by changing photoresist types and UV exposure doses, and the effects of these variables on the microgroove width have been observed. For this purpose, two-step photolithography processes have been performed using SU-8 3005, SU-8 3050 SU-8 2005, and SU-8 2050 negative photoresists. Optimum microgroove width (7.3 µm) to isolate axons has been obtained by using SU-8 3005 and applying UV exposure for 3 seconds with a power of 21 mW/cm2 . A similar microgroove width (7.7 µm) has also been achieved by using a different mask alignment system operating outside the cleanroom conditions, and it has been evaluated as promising in terms of reducing microfluidic chip manufacturing costs. SH-SY5Y neuroblastoma cells have been seeded into the microfluidic chips with different microgroove geometries (4.4×10.2 µm, 4.4×7.3 µm, and 4×7.7 µm) through filtered micropipette tips and 8 mm wide reservoirs. The second seeding method has been found more efficient in terms of ap plicability and sustainability. It has also been observed that 4.4×10.2 µm geometry allowed cell migration in both cell culture methods while the other two geometries provided axon isolation. In conclusion, obtained microfluidic chips and improved cell culture method has been considered suitable to investigate the neurite elongation and differentiation of SH-SY5Y cells, and their interaction with their microenvironment.
Benzer Tezler
- Design and simulation of a microfluidic biochip for optic detection with derivatized microbeads and the biochemistry of learning
Türevlendirilmiş mikro küreler ile optik biyosensörü ve öğrenme biyokimyası için mikroakışkan biyoçipin tasarımı ve sımülasyonu
TUĞÇE TÜYSÜZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Biyomühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ONUR ALPTÜRK
DOÇ. DR. YILDIZ ULUDAĞ
- Integration of microfluidic chip with a microcontrol system for stabilization of the temperature for diagnosis of tuberculosis by loop mediated isothermal amplification
LAMP yöntemiyle tüberküloz teşhisinde kullanılmak üzere üretilen mikroakışkan çipin sıcaklık kontrolü için mikrokontrol devresiyle entegrasyonu
ZEYNEP BURCU ÇAVDAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Biyoteknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LEVENT TRABZON
- Design and optimization of a miniature actuator using shape memory alloy (SMA) wires
Şekil hafızalı alaşım (SHA) teller ile minyatür aktüatör tasarımı ve optimizasyonu
MORTEZA TEYMOORI
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Mekatronik MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiBiyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZGÜR KOCATÜRK
- Theoretical and experimental study of platelet generation from megakaryocyte in a microfluidic platform
Mikroakışkan platformda megakaryositten trombosit oluşumunun teorik ve deneysel çalışması
GÜNAY ATAK
Doktora
İngilizce
2022
Kimya MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN SADIKOĞLU
DR. ÖĞR. ÜYESİ MUHAMMED ENES ORUÇ
- Modeling and simulation of PDMS micropillars for microfluidic viscometer applications
Mikroakışkan viskozimetre uygulamaları için PDMS mikropillar modellenmesi ve simülasyonu
AYŞENUR ESER
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKoç ÜniversitesiBiyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZLEM YALÇIN