基于微流控的細胞操縱技術

基于微流控的細胞操縱技術 細胞是生物體和生命活動的基本單位，細胞操縱對于細胞結構和功能的研究、生命活動規(guī)律和本質的探索、疾病的診斷與治療、藥物的篩選與設計等都具有十分重要的意義。針對細胞研究應用而生的細胞操縱技術一直是國內外研究的熱點，其中包括諸如介電泳法、電阻抗法、免疫磁珠法、力學特性法等一系列有效方法。概述技術難點及要求對細胞本身的傷害比較小，確保細胞的原生性狀；對細胞的分離精確，分離識別率高；所需要的細胞數(shù)目少，或者是在一種較大量的細胞中分離出較小量的細胞；成本低，操作簡便，易于臨床使用。傳統(tǒng)細胞操縱方法類型方法概述

細胞粘性利用細胞表面糖蛋白的變化進行檢測和分離化學方法免疫磁珠MACSMicrobeads特異性標記

牽拉形變通過對細胞施加梯度切應力改變細胞遷移速度非電學物大小、體積不同細胞的基本物理屬性，圖像法判別理方法運動特性細胞在層流中的運動特性的不同

密度梯度離心percoll連續(xù)密度梯度分離法

流式細胞儀熒光標記法電學方法阻抗法高頻交流電下細胞阻抗的特異性

介電泳介電常數(shù)較低的物體在非勻強電場中的受力現(xiàn)象微流體系統(tǒng)是微機電系統(tǒng)(MEMS)技術的關鍵領域之一，是指能在微觀尺寸下實現(xiàn)對復雜流體的控制、操作和檢測的系統(tǒng)，包括微傳感器、微通道、微泵、微閥等元件，是微流控技術的核心部件。微流控技術簡介由于在現(xiàn)有技術水平下的微流道尺寸與細胞的特征尺寸有良好的相容性，可利用微流體系統(tǒng)高度模擬及還原一個體內細胞生存的微環(huán)境，這大大提高了細胞探測的準確度和可靠性。微流控技術簡介介電泳法原理：介電泳(DEP)，也稱雙向電泳，是介電常數(shù)較低的物體在非勻強電場中受力的現(xiàn)象。介電力大小與物體是否帶電無關，與物體的大小、電學性質、周圍介質的電學性質，以及外加電場的場強、場強變化率、頻率有關。優(yōu)點：易與流體系統(tǒng)結合、不須標定、對少見的細胞有高選擇性缺點：非連續(xù)、作用范圍小、不易釋放介電泳法原理圖

(a)介電泳力;(b)電動旋轉介電泳;(c)細胞分選免疫磁珠法原理：免疫磁珠法分離細胞是基于細胞表面抗原能與連接有磁珠的特異性單抗相結合，在外加磁場中，通過抗體與磁珠相連的細胞被吸附而滯留在磁場中，無該種表面抗原的細胞由于不能與連接著磁珠的特異性單抗結合而沒有磁性，不在磁場中停留，從而使細胞得以分離。優(yōu)點：抗原抗體特異性配對、收集待測物缺點：不能同時收集多種細胞、磁力對細胞的傷害較大免疫磁珠法原理圖激光光鑷法原理：光子具有動量，當一束高度匯聚的激光束照射在微粒上時，由于微粒對光的折射、反射和吸收將產(chǎn)生一個非常小的梯度力，這個梯度力將細胞束縛在激光焦點附近，起到了一個光學陷阱的作用，從而可以對細胞進行捕獲和操縱。優(yōu)點：非接觸、對樣品無污染、操作精度高缺點：對細胞具有光學損傷光鑷操縱系統(tǒng)其他操縱方法

機械操縱法原子力顯微鏡總結

先介紹了細胞操縱的要求和一般的操縱方法，然后對目前已有的常見微流體細胞操縱技術進行了較為詳細的介紹和綜述，并且對各個技術的應用范圍、優(yōu)勢和存在的問題進行了分析和比較?？梢钥吹?，每種方法都有