摘要：通過對(duì)微液滴的大小和形狀進(jìn)行控制，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)單個(gè)細(xì)胞的分選。本文綜述了國內(nèi)外在微液滴分選領(lǐng)域的最新研究進(jìn)展，并介紹了不同類型的功率放大器及其在微流控細(xì)胞分選中的應(yīng)用。基于功率放大器在微液滴分選領(lǐng)域中的應(yīng)用，提出了一種利用微通道和微流控芯片實(shí)現(xiàn)單細(xì)胞分選的新方法，并詳細(xì)介紹了基于微通道和微流控芯片的單細(xì)胞分選系統(tǒng)，包括系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能以及應(yīng)用等，最后對(duì)該系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了展望。

引言

隨著人們對(duì)生命科學(xué)研究的深入，對(duì)細(xì)胞進(jìn)行分選研究已經(jīng)成為熱門課題。由于細(xì)胞在生長(zhǎng)、分裂和分化等過程中呈現(xiàn)出高度的異質(zhì)性，因此細(xì)胞的分選已成為生命科學(xué)領(lǐng)域的熱點(diǎn)。單細(xì)胞分選技術(shù)可以應(yīng)用于各種臨床診斷、癌癥診斷、疾病治療和藥物篩選等方面，具有很高的應(yīng)用價(jià)值。

微通道和微流控芯片是近年來發(fā)展起來的新型微流控技術(shù)，它們通過控制流體流動(dòng)，將微米尺度上的微流控器件集成在一起，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)單個(gè)細(xì)胞或樣品的操控。隨著微加工技術(shù)和加工工藝的不斷發(fā)展，微通道和微流控芯片在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。本文綜述了近年來國內(nèi)外在微液滴分選領(lǐng)域中的最新研究進(jìn)展，并提出了一種利用微通道和微流控芯片實(shí)現(xiàn)單細(xì)胞分選的新方法。

細(xì)胞分選概述

細(xì)胞分選是指利用分選技術(shù)從活細(xì)胞中分離出特定細(xì)胞群的過程。它是基于細(xì)胞表面的特異性識(shí)別受體，通過不同類型的細(xì)胞表面受體的不同組合實(shí)現(xiàn)對(duì)不同細(xì)胞群的區(qū)分。分選過程包括：（1）活細(xì)胞表面特定識(shí)別受體與某種信號(hào)分子的特異性結(jié)合；（2）細(xì)胞與目標(biāo)分子之間產(chǎn)生靜電相互作用；（3）目標(biāo)分子進(jìn)入到特定細(xì)胞內(nèi)；（4）目標(biāo)分子被移除后，細(xì)胞器和細(xì)胞膜等結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)細(xì)胞群的分離。

微流控細(xì)胞分選系統(tǒng)

基于微流控芯片的單細(xì)胞分選系統(tǒng)，可同時(shí)完成單細(xì)胞捕獲和分選兩個(gè)步驟，是最具潛力的單細(xì)胞分析工具。然而，在實(shí)際應(yīng)用中，要想實(shí)現(xiàn)對(duì)單個(gè)細(xì)胞的捕獲，不僅需要復(fù)雜的芯片結(jié)構(gòu)和集成過程，而且需要開發(fā)出高效可靠的微通道，這兩個(gè)部分是目前限制其應(yīng)用的主要因素。此外，由于微流控芯片中存在多個(gè)微流道和多個(gè)流道，因此細(xì)胞在芯片內(nèi)的分布并不均勻。因此，必須通過在芯片內(nèi)添加機(jī)械裝置來調(diào)節(jié)微流道之間的密度來實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)胞的分選。

微流控細(xì)胞分選技術(shù)的意義：

可通過細(xì)胞分選促進(jìn)相關(guān)疾病的診斷、治療及預(yù)后評(píng)估，推動(dòng)精準(zhǔn)醫(yī)療和個(gè)性化醫(yī)療的發(fā)展；

通過利用微流控細(xì)胞分選技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)具有不同表面電荷和形狀的細(xì)胞進(jìn)行分選；

通過對(duì)細(xì)胞分選技術(shù)的應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)對(duì)不同類型的癌癥患者進(jìn)行診斷和治療；

利用微流控細(xì)胞分選技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)生物分子進(jìn)行高通量篩選。

ATA-2048高壓放大器

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審核編輯 黃宇