ABSTRACT Droplet microfluidics is a powerful tool in many biological and clinical applications. Microfluidic chips, such as flow-focusing droplet generators, have been extensively used to high-throughput encapsulate reactions with single-cell and single-molecular resolutions. However, microfabrication is expensive and precision-demanding, preventing it from widespread use in biomedical laboratories and clinical facilities. Herein, we present a versatile chip-free droplet generator, OsciDrop, for generating size-tunable droplets on demand, with high uniformity. OsciDrop segments the fluid flowing out of the orifice of a micropipette tip into droplets by oscillating the tip under the surface of a continuous oil phase. We investigated the factors influencing droplet generation by examining several control parameters. Results show that flow rate, oscillating amplitude, and frequency are key parameters to generate monodisperse droplets on demand. And OsciDrop is able to generate droplets in a flexible and repeatable manner. Importantly, using an optimal asymmetrical oscillation waveform, OsciDrop can controllably generate monodisperse droplets spanning a wide volume range (200 pL - 2 μL). To demonstrate the ability of OsciDrop for chip-free droplet assays, a digital loop-mediated isothermal amplification (dLAMP) was performed to absolutely quantify African swine fever virus (ASFV). The OsciDrop method opens up a feasible and versatile avenue to perform droplet-based assays, exhibiting full accessibility for chip-free droplet microfluidics.

ABSTRACT Streptomyces is a model filamentous prokaryote to study multicellular differentiation and a rich reservoir for antibiotics discovery. In their natural conditions, Streptomyces grows at the interface of porous soil, air, and water. The morphological development of Streptomyces is traditionally performed on agar plates and mostly studied at the population levels. However, the detailed lifecycle of Streptomyces has not been well studied due to its complexity and lack of research tools which can mimic their natural conditions in the soil. Here, we developed a simple assembled microfluidic device for cultivation and the entire lifecycle observation of Streptomyces development from single-cell level. The microfluidic device composed of a microchannel for loading samples and supplying nutrients, microwell arrays for seeding and growth of single spores, and air-filled chambers aside of the microwells that facilitate growth of aerial hyphae and spores. A unique feature of this device is that each microwell is surrounded by a 1.5 µm gap connected to an air-filled chamber which provide stabilized water-air interface. We used this device to observe the development of single Streptomyces spores and found that unlike those in bulk liquid culture, Streptomyces can differentiate at water-air interfaces in microscale liquid culture. Finally, we demonstrated that phenotypic A-Factor assay can be performed at defined time point of its lifecycle. This microfluidic device could become a robust tool for studying Streptomyces multi-cellular differentiation and interaction at single cell level. IMPORTANCE We describe a microfluidic device that mimics the natural porous environment for the growth and development of Streptomyces , the model system for bacterial multicellularity. The microfluidic device is used for cultivation and the entire lifecycle observation of Streptomyces development from single-cell level, including growth of aerial filaments. The aerial hyphae development of Streptomyces at the water-air interface was observed at real time in the microfluidic device. The early growth, opportunistic transformation (in the gap), and merging of aerial hyphae of Streptomyces in the microfluidic device were observed for the first time. It will play an important role in finding single-cell heterogeneity to study secondary metabolites related to the complex lifecycle of Streptomyces .

Background Hyperoside is a potential liver cell and mitochondrial protector, but there is no evidence to suggest that hyperoside can effectively treat doxorubicin (DOX) related liver toxicity. Purpose This study aims to determine the role of hyperoside in DOX related liver toxicity and liver cell damage in vivo and in vitro. Methods A mouse model of liver toxicity was induced by intraperitoneal injection of DOX, and hyperoside was administered orally for treatment. During this period, the weight and food intake of the mice were recorded. The morphology of mouse liver tissue was observed by hematoxylin and eosin staining. Oxidative stress and inflammatory status in mice were observed through serum inflammatory factors and liver oxidative stress markers. Mitochondrial damage is determined by the degree of mitochondrial DNA damage. Western blotting and reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR) were used to detect the expression of pyroptosis and genes in the liver and liver cells. Results Hyperoside can effectively treat DOX-induced oxidative stress and inflammatory status, liver function damage, and hepatocyte necrosis in mice. Further research suggests that the beneficial effect of hyperoside is achieved by inhibiting mitochondrial DNA damage in liver cells. Conclusion This study indicates that hyperoside improves DOX-induced liver toxicity by inhibiting mitochondrial DNA damage.

Heart failure with preserved ejection fraction (HFpEF) emerges as a singular subclass of heart failure, bereft of specific therapeutic options. Magnesium, an indispensable trace element, is essential to the preservation of cardiac integrity. However, the association between magnesium supplementation and mortality in HFpEF patients remains unclear. This study extracted HFpEF patient data from the MIMIC-IV database between 2008 and 2019. Propensity score matching was conducted to ensure that patients receiving magnesium supplementation (including magnesium sulfate and magnesium oxide) were balanced with those not receiving it in terms of baseline characteristics. The primary analysis focused on the 28-day all-cause mortality rate, with secondary endpoints encompassing ICU and one-year mortality rates, along with the duration of hospitalization. After matching, the study's final cohort balanced at 1970 patients, with 985 patients per group. The results showed that magnesium intake significantly contributed to a decrease in the 28-day all-cause mortality rate (hazard ratio [HR], 0.682; 95% confidence interval [CI], 0.539–0.863), particularly in subgroups such as older patients (HR, 0.65; 95% CI 0.52–0.81), females (HR, 0.55; 95% CI 0.41–0.73), and those with hypertension (HR, 0.62; 95% CI 0.48–0.79) or without diabetes (HR, 0.54; 95% CI 0.41–0.71). Although magnesium treatment improved both ICU and one-year mortality rates, it concurrently resulted in extended ICU and hospital stays. Mediation analysis indicated that blood urea nitrogen partially mediated the association between magnesium intake and mortality, accounting for approximately 22.73% of the observed effect. Magnesium supplementation has illustrated a significant potential for mitigating the mortality rate in the HFpEF patient, particularly among the elderly, female, and individuals with hypertension. Therefore, magnesium supplementation stands as a potentially valuable supplementary treatment modality for patients with HFpEF. Further comprehensive research is warranted to explore its effects more deeply.