Lab-on-a-chip jako uniwersalne narzędzie do hodowli i badań potencjału biologicznego mikroorganizmów

• Autorzy: Podwin A. , Kubicki W. , Dziuban J. A.

Identyfikatory

DOI

10.15199/13.2016.10.21

Warianty tytułu

EN

Lab-on-a-chip as universal tool for culturing and study of microorganisms’ biological potential

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono urządzenie lab-on-a-chip do hodowli i badań potencjału biologicznego mikroorganizmów. Szczegółowo opisano konstrukcję i technologię lab-chipa wykonanego ze szkła borokrzemowego. Użyteczność zaproponowanego rozwiązania sprawdzono w badaniach dwóch gatunków eugleny: Eugleny gracilis oraz Eugleny viridis. W ramach przeprowadzonych doświadczeń mikroorganizmy te poddano oddziaływaniu powietrza, azotu i dwutlenku węgla. Na podstawie otrzymanych wyników określono wzrost populacji euglen stymulowanych światłem i dwutlenkiem węgla (fotosynteza). Udokumentowano również pozytywną chemotaksję E. gracilis w kierunku powietrza. Doświadczenia wykazały, że konstrukcja lab-chipa umożliwia uzyskanie długoterminowej hodowli euglen i może znaleźć w przyszłości zastosowanie w badaniach potencjału biologicznego innych mikroorganizmów, komórek, czy oocytów.

EN

In the paper, the lab-on-a-chip for culturing and microorganisms’ investigation has been presented. The construction and technology of borosilicate glass chip has been described in details. Utility of the device has been verified in the study of Euglena vridis and Euglena gracilis. The selected microorganisms have been subjected to air, nitrogen and carbon dioxide stimulation. In the experiments, the population growth based on the photosynthesis process of two euglena species has been investigated. In addition, a repeatable, positive chemotaxis of Euglena gracilis towards air in the lab-on-a-chip device has been observed. The conducted experiments have proved that the lab-on-a-chip construction enables for a long term culturing of the chosen microorganisms and may be used to provide reliable cell or oocyte study in the near future.

Słowa kluczowe

PL

lab-chip; lab-on-a-chip; mikroobróbka szkła; hodowla komórkowa; chemotaksja; Euglena

EN

lab-chip; lab-on-a-chip; glass micromachining; cell culture; chemotaxis; euglena

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 57, nr 10
• Strony: 85--88
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., il., rys.

Twórcy

autor

Podwin A.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki

autor

Kubicki W.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki

autor

Dziuban J. A.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki

Bibliografia

• [1] Kubicki Wojciech, Walczak Rafał, Dziuban Jan A. 2011. “Miniature instrument for lab-on-a-chip capillary gel electrophoresis of DNA utilizing temperature control technique”. Procedia Engineering 25: 1237–1240.
• [2] Kubicki Wojciech, Walczak Rafał, Kucharczyk Krzysztof, Pająk Beata, Dziuban Jan A. 2015. „Portable CGE-SSCP Lab-in-asuitcase Instrument for Rapid Determination of Pathogenicity of Avian Influenza Virus”. Procedia Engineering 120: 695–698.
• [3] Reinecke T., Biechele P., Schulte V. 2015. “Low-cost sensor system for non-invasive monitoring of cell growth in disposable bioreactors”. Procedia Engineering 120: 548–551.
• [4] Mross S., Zimmermann T., Winkin N. 2015. “Integrated multi-sensor system for parallel in-situ monitoring of cell nutrients, metabolites and cell mass in biotechnological processes”. Procedia Engineering 120: 372–375.
• [5] Ozasa K., Lee J., Song S. 2013. “Gas/liquid sensing via chemotaxis of Euglena cells confined in an isolated micro-aquarium”. Lab on a Chip 13: 4033–4039.
• [6] Locascio L. 2011. “On-chip CO2 control for microfluidic cell culture”. Lab on a Chip 11: 4041–4046.
• [7] Wang Ch., Kao Y., Chi P. 2011. “Asymmetric cancer-cell filopodium growth induced by electric-fields in a microfluidic culture chip”. Lab on a Chip 11: 695–699.
• [8] Lim L. S., Hu M., Huang M. C. 2012. “Microsieve lab-chip device for rapid enumeration and fluorescence in situ hybridization of circulating tumor cells”. Lab on a Chip, 12: 4388–4396.
• [9] Probst C., Grünberger A., Wiechert W. 2013. “Polydimethylsiloxane (PDMS) Sub-Micron Traps for Single-Cell Analysis of Bacteria. Micromachines 4: 357–369.
• [10] Halldorsson S., Lucumi E., Gómez-Sjöberg R. 2015. “Advantages and challenges of microfluidic cell culture in polydimethylsiloxane devices”. Biosensors and Bioelectronics 63: 218–231.
• [11] Mukhopadhyay R. 2007. “When PDMS isn’t the best”. Analytical Chemistry 79 (9): 3249–3253.
• [12] Solomon E., Berg L., Martin D., Villee C. 2000. Biologia. Multico, Warszawa.
• [13] Li M., Gao X., Wu B. 2014. „Microalga Euglena as a bioindicator for testing genotoxic potentials of organic pollutants in Taihu Lake China”. Ecotoxicology 4: 633–640.
• [14] Itoh A., Houri S., Tamura W. 2008. ”Micro parts assembly by formation controlled euglena group using their phototaxis”. Proceedings of IMECE2008, 2008 ASME International Mechanical Engineering Congress and Exposition, October 31-November 6, 2008, Boston, Massachusetts, USA, 2: 207–208.
• [15] http://www.euglena.jp/en/, informacja o euglenie, jako źródle bio-oleju, odwiedzono 03.03.2015.
• [16] Pal R., Choudhury A. K. 2014. “An Introduction to Phytoplanktons: Diversity and Ecology”. Springer. Indie.
• [17] Blades Biological Ltd, Protozoa and algae culture instructions, 2016