A Computational Model of a Microfluidic Device to Measure the Dynamics of Oxygen-Dependent ATP Release from Erythrocytes
Notice bibliographique
Résumé
Erythrocytes are proposed to be involved in blood flow regulation through both shear- and oxygen-dependent mechanisms for the release of adenosine triphosphate (ATP), a potent vasodilator. In a recent study, the dynamics of shear-dependent ATP release from erythrocytes was measured using a microfluidic device with a constriction in the channel to increase shear stress. The brief period of increased shear stress resulted in ATP release within 25 to 75 milliseconds downstream of the constriction. The long-term goal of our research is to apply a similar approach to determine the dynamics of oxygen-dependent ATP release. In the place of the constriction, an oxygen permeable membrane would be used to decrease the hemoglobin oxygen saturation of erythrocytes flowing through the channel. This paper describes the first stage in achieving that goal, the development of a computational model of the proposed experimental system to determine the feasibility of altering oxygen saturation rapidly enough to measure ATP release dynamics. The computational model was constructed based on hemodynamics, molecular transport of oxygen and ATP, kinetics of luciferin/luciferase reaction for reporting ATP concentrations, light absorption by hemoglobin, and sensor characteristics. A linear model of oxygen saturation-dependent ATP release with variable time delay was used in this study. The computational results demonstrate that a microfluidic device with a 100 µm deep channel will cause a rapid decrease in oxygen saturation over the oxygen permeable membrane that yields a measurable light intensity profile for a change in rate of ATP release from erythrocytes on a timescale as short as 25 milliseconds. The simulation also demonstrates that the complex dynamics of ATP release from erythrocytes combined with the consumption by luciferin/luciferase in a flowing system results in light intensity values that do not simply correlate with ATP concentrations. A computational model is required for proper interpretation of experimental data.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».