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蘭格實(shí)驗(yàn)室注射泵助力微流控細(xì)胞膜電穿孔技術(shù)實(shí)現(xiàn)分子遞送
點(diǎn)擊次數(shù):768 更新時間:2023-01-18

向細(xì)胞內(nèi)遞送DNA探針和質(zhì)粒等功能分子來探索細(xì)胞內(nèi)的分子機(jī)制與操控細(xì)胞命運(yùn),一直是生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域目標(biāo)工作。從小分子到如今火熱的核酸mRNA疫苗遞送都離不開藥物遞送技術(shù)。


然而,由于大多數(shù)外源功能分子都帶有負(fù)電荷,無法直接通過同樣帶有負(fù)電荷的細(xì)胞膜,阻礙了細(xì)胞內(nèi)分子機(jī)制的探索與細(xì)胞功能的改造。


基于微流控芯片的細(xì)胞電穿孔技術(shù)

目前,生物醫(yī)學(xué)已開發(fā)了多種方法輔助功能分子進(jìn)入到細(xì)胞內(nèi)。其中,電穿孔技術(shù)作為一種通用的細(xì)胞內(nèi)遞送工具,指在外部增加短時強(qiáng)電脈沖時,細(xì)胞膜會形成瞬時微孔,大多數(shù)外源功能分子可以進(jìn)出細(xì)胞。 


近年來,隨著微流控技術(shù)的發(fā)展,基于微流控芯片的細(xì)胞電穿孔技術(shù)提高了傳統(tǒng)電穿孔的效率。微流控芯片中微電極的間距短,產(chǎn)生同樣的電場強(qiáng)度只需幾伏至十幾伏的電壓,避免了傳統(tǒng)電穿孔中超高壓帶來的各種問題。同時,消耗樣品及試劑更少,降低實(shí)驗(yàn)成本。 


此外,在連續(xù)流動環(huán)境中細(xì)胞膜通透性的阻抗檢測達(dá)到了更高的靈敏度。電穿孔技術(shù)在微流控相助下遞送效率、劑量均勻性和細(xì)胞安全性方面均獲得了顯著提高。


應(yīng)用案例



美國麻省理工學(xué)院機(jī)械工程院采用HeLa細(xì)胞進(jìn)行電穿孔實(shí)驗(yàn),由于電穿孔產(chǎn)生的細(xì)胞膜孔洞非常微小且不穩(wěn)定,因此采用綠色熒光蛋白進(jìn)行電穿孔的表征,利用細(xì)胞內(nèi)的熒光強(qiáng)度程度反映電穿孔效果。


為了更好記錄電穿孔的完整動態(tài)過程以及提高實(shí)驗(yàn)效率,設(shè)計了基于微流控細(xì)胞遞送平臺。在交流電壓下有效導(dǎo)入熒光蛋白的活細(xì)胞超過總數(shù)50%,保持高達(dá)90%的細(xì)胞活力,成功實(shí)現(xiàn)了細(xì)胞電穿孔。

 



該系統(tǒng)主要包括纖維狀摩擦電納米發(fā)電機(jī)(FS-TENG)、基于納米通道的器件、微流控芯片和微量注射泵。

微量注射泵在微流控中作為動力源,通過機(jī)械裝置推動注射器,可實(shí)現(xiàn)高精度,平穩(wěn)的液體傳輸。該實(shí)驗(yàn)過程中采用了蘭格的LSP02-1B注射泵以200μL/min輸送低電導(dǎo)率細(xì)胞懸液,有效保護(hù)細(xì)胞的同時進(jìn)一步輔助細(xì)胞電穿孔,實(shí)現(xiàn)了細(xì)胞電穿孔動態(tài)過程的實(shí)時跟蹤。


"省理工學(xué)院機(jī)械工程專業(yè)Dr. Liu表示:“與其他品牌注射泵相比,蘭格公司的LSP02-1B實(shí)驗(yàn)室注射泵非常適合于微流控相關(guān)的應(yīng)用。它流量范圍寬泛,滿足多種實(shí)驗(yàn)條件。流量平穩(wěn),精度高,且操作簡便,有助于提高實(shí)驗(yàn)效率。"




蘭格提供多種實(shí)驗(yàn)室注射泵,一直致力于為生命科學(xué)、生物醫(yī)藥、研發(fā)、分析檢測等領(lǐng)域科研工作者提供更好的解決方案。


蘭格dLSP 500數(shù)字型實(shí)驗(yàn)室注射泵支持精確分配,在注射泵的驅(qū)動下,液體流動時脈動小、平穩(wěn)性好,在微流控系統(tǒng)中可提供穩(wěn)定的微液流。


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