Development of microfluidic cell growth and stress response analysis platforms at single cell resolution
Mikrofluidik hücre büyüme ve stresli yanıt analiz platformlarının tek hücre çözümlemesinde gelişimi
- Tez No: 478665
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. MELTEM ELİTAŞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mekatronik Mühendisliği, Tıbbi Biyoloji, Mechatronics Engineering, Medical Biology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Sabancı Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 79
Özet
Kanser, evrimsel hastalıklardan biri olarak, dünyanın dört bir yanındaki başlıca ölüm nedenleri arasındadır. Kanser ve altta yatan mekanizmalarının gelişimi hakkında nicel veri elde etmek için, tek hücreli çözünürlükte kanser hücrelerinin ve çevreleyen mikro ortamın etkileşimlerini anlamada önemli önem taşımaktadır. Bu bağlamda, mikroakışkan platformlar, tüm-mikro ortamı taklit edebilmekle birlikte, laboratuvar-on-a-chip (LOC) uygulamaları için çok yönlü bir araçtır. Bu tezde, tekli hücrelerin davranışlarını ve farklı kimyasallara tepkilerini araştırmak için yeni mikroakışkan araçlar sunulmuştur. Bu tezin içeriği, insan kanseri hücre dizileri kullanılarak bu mikrofabrike cihazların tasarımı, simülasyonu, mikrofabrikasyonu ve testlerini içermektedir. Bu mikroakışkan platformlardan bir tanesi, tek hücreli çözünürlükte canlı hücre görüntülemelerine izin verirken, orta akışla beslenen kültür hücrelerine yönelik bir hücre kültürü cihazıydı. İkincisi, mikroakışkan hücre kültürü cihazında yetiştirilen hücre kültürü indüksiyonu için kimyasal gradyan oluşturmak için Noel Ağacı kimyasal gradyen üreteci olarak bilinen mikroakışkan bir degrade üreteci idi. Bu mikro-fabrikasyon araçları modülerdir, bu nedenle bağımsız cihazlar olarak kullanılabilirler veya entegre olabilirler. Mikroakışkan cihazların tasarımları COMSOL çoklu fizik programı kullanılarak simüle edildi. İmalatı için yumuşak litografi yapıldı. Göğüs kanseri hücre hattını (MCF7) ifade eden DsRed floresan proteini, geliştirilen mikroakışkan cihazların performansını test etmek için kullanıldı. Bu çalışma sonucunda, LOC platformları için kabarcıksız tek hücreli yükleme protokolü başarıyla geliştirildi. Ayrıca, hücreler kültürlenmiştir; Onların çoğalma hızı görüntü işleme kullanılarak elde edildi. Son olarak, mikroakışkan hücre kültürü cihazında kültürlenen hücreler, mikroakışkan gradyan üreteci kullanılarak sodyum dodesil sülfata (SDS) maruz bırakıldı. Doza bağımlı SDS ile indüklenen ölüm, entegre mikroakışkan platform kullanılarak nicel olarak araştırıldı.
Özet (Çeviri)
Cancer, as one of the evolutionary diseases, is among the major causes of death all over the world. In order to obtain quantitative data about development of cancer and its underlying mechanisms, it is significantly important to understand interactions of cancer cells and their surrounding microenvironment at single-cell resolution. In this respect, microfluidic platforms are capable of mimicking tumor microenvironment, while representing a versatile tool for lab-on-a-chip (LOC) applications. In this thesis, new microfluidic tools were presented to investigate behavior of single cells and their response to different chemicals. The context of this thesis includes design, simulation, microfabrication and tests of these microfabricated devices using human cancer cell lines. One of these microfluidic platforms was a cell culture device to culture cells fed by medium flow, while allowing their live-cell imaging at single-cell resolution. The second one was a microfluidic gradient generator, which is known as Christmas-Tree chemical gradient generator, was used to create gradient of chemicals to be induced grown cell culture in the microfluidic cell culture device. These microfabricated tools were modular, therefore, they might be used as independent devices or they could be integrated. The designs of the microfluidic devices were simulated using COMSOL multi-physics program. Soft-lithography was performed for their fabrication. The DsRed fluorescent protein expressing breast cancer cell line (MCF7) was used to test the performance of the developed microfluidic devices. As a result of this study, a bubble-free single-cell loading protocol for LOC platforms was successfully developed. Furthermore, cells were cultured; their proliferation rate was obtained using image processing. Last but not least, the cells cultured in the microfluidic cell culture device were exposed to sodium dodecyl sulfate (SDS) using the microfluidic gradient generator. The dose-dependent, SDS-induced death was quantitatively investigated using the integrated microfluidic platform.
Benzer Tezler
- Development of microfluidic platforms for therapeutic purposes
Mikroakışkan platformların terapötik amaçlı geliştirilmesi
ELİF GENÇTÜRK
Doktora
İngilizce
2021
BiyomühendislikBoğaziçi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞEFİKA KUTLU ÜLGEN
- Development of a micro-well-based microfluidic 3D cell culture for cytotoxicity assays
Sitotoksisite testı için mikro kuyu tabanlı mikro akışkan 3 buyutlu hücre kültürünün geliştirilmesi
SARAH FARAHANI
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ENDER YILDIRIM
DR. ÖĞR. ÜYESİ ALTUĞ ÖZÇELİKKALE
- Hücre kültürü ve çip üzerinde organ araştırmaları için mikro akışkan kontrol ve görüntüleme platformu tasarımı
Microfluidic control and imaging platform design for cell culture and organ-on-chip researches
FATİH SERDAR SAYIN
Doktora
Türkçe
2024
BiyomühendislikMarmara ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN ERDAL
DOÇ. DR. MEHMET BURAK AKSU
- Development of injectable chitosan-based hydrogels with antibacterial properties for wound healing
Yara iyileştirmesi için antibakteriyel özellikleri olan enjekte kitosan esaslı hidrojellerin geliştirilmesi
SÜMEYYE DANIŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
BiyomühendislikGebze Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ OSMAN EKSİK
DR. ÖĞR. ÜYESİ GAMZE YEŞİLAY
- İdiyopatik pulmoner fibrozisin mimiklenmesi için çok fonksiyonlu dinamik mikroakışkan platform geliştirilmesi
Development of a multifunctional dynamic microfluidic platform for mimicking idiopathic pulmonary fibrosis
ECEM SAYGILI
Doktora
Türkçe
2022
BiyomühendislikEge ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZLEM YEŞİL ÇELİKTAŞ