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현미경과 미세유체학의 만남 – 최신 연구를 위한 적응형 이미징 시스템 만들기

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미세유체 유량 제어 시스템

최신 연구의 요구를 충족하기 위해 전 세계 이미징 코어 시설에서는 자동화와 장치 통합을 늘리고자 합니다. 연구원들은 적응형 첨단 도구를 사용하여 더 넓은 범위의 동적 세포 과정을 포착할 수 있습니다.

장비 공급업체는 최신 연구용 첨단 이미징 시스템을 제공하기 위해 고객 및 다른 공급업체와 긴밀하게 협력하여 새로운 솔루션을 개발하고 있습니다. 당사가 적응형 이미징 및 유량 제어 시스템의 탄생을 돕게 된 기저에는 이러한 협업 정신이 깔려있습니다.*

바젤대학교 바이오센터(Biozentrum) 이미징 코어 시설의 첨단 현미경 전문가인 Kai Schleicher 박사, Olympus의 영업 전문가인 Sebastien Peter, 미세유체 기기 전문 업체인 Elveflow가 함께 Olympus의 cellSens 이미징 소프트웨어를 사용해 컨포칼 이미징과 미세유체 유량 제어를 조정할 수 있는 솔루션을 만들었습니다.

이 시스템은 관류 상태의 세포 이미징 외에도 빠르고 정확한 액체 처리 작업을 지원하기 때문에 약물 처리나 완충액 변경이 필요한 실험에 커다란 이점을 제공합니다.

적응형 이미징 및 유량 제어 시스템에 대한 초기 동기

프로젝트 아이디어는 특정 요청에서 시작되었고, Kai 박사는 컨포칼 이미징과 미세유체공학을 연결하는 적응형 솔루션에 이점이 많다는 것을 즉시 확인했습니다.

그는 이렇게 설명했습니다. “조정된 이미징용 현미경 소프트웨어로 여러 개의 입구와 다양한 압력을 가진 미세유체 장치를 제어할 수 있는 시스템을 어떤 연구원이 구축하려고 했죠. 이미징 시설에서는 시스템을 적응시켜 보다 광범위한 분야를 처리하도록 하는 방법을 고려해 봐야 합니다. 이 프로젝트는 장치 통합을 사용할 수 있는 절호의 기회가 되었습니다.”

바젤대학교 바이오센터(Biozentrum)

바젤대학교 바이오센터(Biozentrum)

미세유체학과 현미경 통합에 알맞은 장비 선택

Kai 박사는 이 프로젝트를 시작하기 위해 먼저 Olympus의 Sebastien에게 연락했습니다. Kai 박사는 이미 Olympus 현미경과 소프트웨어에 익숙했습니다. 바이오센터(Biozentrum) 시설에는 Olympus IXplore™ 현미경 시스템이 갖춰져 있었고, 특히 IXplore SpinSR 초고해상도 현미경 시스템은 연구원들에게 인기가 있었습니다.

Kai 박사는 “우리와 좋은 관계를 맺고 항상 도움을 주기 때문에 Olympus와 협력하기로 결정했다”라고 설명했습니다.

초고해상도 컨포컬 현미경 및 실시간 컨트롤러

Olympus IXplore SpinSR 초고해상도 현미경 시스템 및 실시간 컨트롤러(RTC)

IXplore SpinSR 현미경 시스템의 유연성은 이 통합 이미징 솔루션에 매우 적합합니다.

Kai 박사는 이렇게 밝혔습니다. “IXplore SpinSR 시스템에는 실시간 컨트롤러(RTC)가 있습니다. 즉, 타사 장치와 쉽게 인터페이스할 수 있기에 끊임없이 변화하는 고객 요구에 따라 시스템을 쉽게 조정할 수 있습니다. IXplore SpinSR 현미경과 cellSens 소프트웨어의 유연성 및 사용 편이성은 시스템 사용성을 간소화합니다. 현미경의 고품질 라이브 셀 3D 이미징은 광범위한 다운스트림 애플리케이션도 용이하게 해줍니다.”

미세유체 유량 컨트롤러

Elveflow OB1 미세유체 유량 컨트롤러

다음 단계는 미세유체 시스템을 선택하는 것이었습니다. Kai 박사와 Sebastien은 곧바로 Elveflow의 OB1 미세유체 유량 컨트롤러를 선택했습니다.

“우리는 OB1 미세유체 유량 컨트롤러를 선택했습니다. 여러 채널의 유량을 정밀하게 제어하고 RTC의 신호를 주고받는 유연성을 발휘하기 때문입니다. 그러면 이미징과 유량 제어를 정확하게 조정할 수 있죠.”라고 Kai 박사는 설명했습니다.

이미징 및 유량 제어 시스템에 대한 하드웨어 설정과 테스트

미세유체 유량 제어 시스템

바이오센터(Biozentrum) 이미징 코어 시설의 이미징 및 유량 제어 시스템

계획에 따른 다음 단계는 하드웨어 설정과 테스트였습니다. IXplore SpinSR 시스템과 OB1 미세유체 유량 컨트롤러 간의 통신을 활성화하는 방법은 간단했습니다. 표준 BNC 케이블을 통한 장치 연결이 동반된 작업이었습니다.

이 설정에서 cellSens 소프트웨어에 작성된 시퀀스는 IXplore SpinSR 시스템의 활동을 제어할 수 있고 Elveflow ESI 소프트웨어에 작성된 시퀀스의 활성화를 트리거하여 자동화된 액체 처리를 위한 미세유체 펌프 활동의 제어가 가능합니다.

cellSens 소프트웨어는 OB1 컨트롤러 같은 외부 장치에서도 피드백을 받을 수 있습니다. 즉, 사용자는 간단한 켜기/끄기 프로토콜을 비롯하여 장치 간의 통신을 동반하는 더욱 동적인 프로토콜을 만들 수 있습니다.

Elveflow 시퀀서

Olympus cellSens 소프트웨어와 Elveflow 시퀀서의 인터페이스

연구자들은 cellSens 소프트웨어에서 여러 시퀀스를 작성하고 실행하여 시스템이 효율적으로 작동하는 것을 빠르게 확인할 수 있었습니다.

Kai 박사는 이렇게 언급했습니다. “cellSens 소프트웨어는 정말 좋습니다. 인터페이스가 드래그 앤 드롭으로 간단해서 프로토콜을 작성하고 실행하기가 매우 쉬워요. 일반 설정을 보호하고 개별 사용자 설정과 분리해 두는 옵션은 사용자가 우리 이미징 시설에서 일반적으로 사용할 수 있는 시퀀스를 실수로 변경하는 일을 방지하는 데 유용합니다.”

이들은 단 몇 시간 만에 광범위한 이미징 과제에 적합한 직관적인 자동화 시스템을 만들었습니다.

Kai 박사는 이렇게 말했습니다. “현미경과 유량 제어가 결합된 이 시스템의 큰 장점은 유연하고 사용 및 설정이 편리하다는 것입니다. 또한 이 시스템은 사용법 교육이 거의 필요하지 않습니다. 우리 시설의 사용자들은 직접 작동 상태를 확인할 수 있는 직관적인 시스템을 원하기 때문에 이 점이 중요합니다.”

협업을 통한 장기 연구 및 과학적 발견 실현

Kai 박사는 통합 프로세스를 빠르고 간단하게 만드는 핵심 요인이 협업이라고 생각합니다.

“Olympus와 Elveflow의 지원이 있어 프로세스가 훨씬 쉬워졌습니다. 장치 통합에 대한 확실한 경험이 없더라도 누구나 우리와 같은 시간에 같은 결과를 얻을 수 있다고 생각합니다. 누구에게나 이 회사들에 의뢰하라고 추천할 것입니다.”

복잡한 생물학적 시스템을 점점 더 이해하게 됨에 따라, 더 많은 고급 애플리케이션을 처리할 수 있도록 이미징 시스템의 기능을 확장하는 것은 연구원들이 계속해서 새로운 발견을 해나가는 데 분명히 중요한 일입니다.

Olympus와 Elveflow 같은 장비 공급업체와의 협력을 통해, 이미징 코어 시설은 이미징 시스템과 외부 장치의 결합에서 나오는 시너지 효과를 활용하여 새로운 과학적 혁신을 실현하고 사용자가 최신 연구의 급변하는 요구에 적응하도록 돕는 강력한 도구를 만들 수 있습니다.

감사의 말: 이 블로그 게시물에 언급된 모든 Elveflow 장비는 바젤대학교 바이오센터(Biozentrum)에 있는 Jenal 실험실의 Simon Van Vliet와 Hector Arturo Gonzalez가 제공했습니다.

*일부 지역에서는 사용할 수 없습니다. 자세한 내용은 현지 Olympus 대리점에 문의하세요.

본 기사는 ElveFlow.com에도 게시되었습니다.

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제품 마케팅 관리자

Kristina Mayer는 Evident 유럽 제품 마케팅 팀의 도립 현미경 제품 마케팅 관리자입니다.Kristina Mayer는 Evident에서 10년 이상 근무했으며 EMEA 지역 내 내부 전반사 형광(Total Internal Reflection Fluorescence, TIRF) 현미경 및 회전 디스크 공초점 현미경을 포함한 연구 이미징을 지원하는 IXplore™ 도립 현미경 시리즈를 담당하고 있습니다.Kristina Mayer는 야콥스대학교 브레멘에서 세포 생물학 박사 학위를 취득했습니다.

2021년9월16일
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