向(xiang)細(xi)胞內遞(di)送(song)DNA探(tan)針和質粒(li)等功(gong)能分(fen)(fen)子(zi)來探(tan)索細(xi)胞內的(de)(de)分(fen)(fen)子(zi)機制與操控(kong)細(xi)胞命(ming)運(yun)，一直是生物(wu)醫(yi)學領域(yu)目標工作。從小(xiao)分(fen)(fen)子(zi)到(dao)如今(jin)火熱的(de)(de)核酸mRNA疫(yi)苗(miao)遞(di)送(song)都離不開藥(yao)物(wu)遞(di)送(song)技術。
然而，由于(yu)大多數外源功能分子都(dou)帶有負電荷(he)，無法(fa)直(zhi)接(jie)通過同樣帶有負電荷(he)的細胞(bao)膜(mo)，阻礙了細胞(bao)內分子機制的探索與細胞(bao)功能的改造。
基于(yu)微流控芯(xin)片的細(xi)胞電穿(chuan)孔技術
目前，生物醫學已開發了多種方法輔助功能分子進入到細胞內。其中，電穿孔技術作為一種通用的細胞內遞送工具，指在外部增加短時強電脈沖時，細胞膜會形成瞬時微孔，大多數外源功能分子可以進出細胞。
近年來，隨著(zhu)微(wei)(wei)流控技(ji)術的(de)發展，基(ji)于微(wei)(wei)流控芯片的(de)細胞電(dian)穿孔技(ji)術提(ti)高了傳(chuan)統(tong)電(dian)穿孔的(de)效率。微(wei)(wei)流控芯片中(zhong)(zhong)微(wei)(wei)電(dian)極的(de)間距短(duan)，產(chan)生同樣的(de)電(dian)場強(qiang)度只需幾伏(fu)至(zhi)十幾伏(fu)的(de)電(dian)壓，避(bi)免了傳(chuan)統(tong)電(dian)穿孔中(zhong)(zhong)超高壓帶(dai)來的(de)各(ge)種問題(ti)。同時，消耗樣品及試(shi)劑更(geng)少(shao)，降低(di)實驗成本。
此外，在連續流動環境中細胞膜通透性的阻抗檢測達到了更高的靈敏度。電穿孔技術在微流控(kong)相助下遞(di)送效(xiao)率、劑量均(jun)勻性和細胞(bao)安(an)全(quan)性方面均(jun)獲得了(le)顯著提高。
應用案例
美國麻省理工學院(yuan)機(ji)械工程(cheng)院(yuan)采用HeLa細(xi)胞(bao)進行(xing)(xing)電穿孔(kong)實驗，由于電穿孔(kong)產生的細(xi)胞(bao)膜(mo)孔(kong)洞非(fei)常微小且不(bu)穩定，因此采用綠色熒光蛋白(bai)進行(xing)(xing)電穿孔(kong)的表征，利用細(xi)胞(bao)內(nei)的熒光強度(du)(du)程(cheng)度(du)(du)反映(ying)電穿孔(kong)效(xiao)果(guo)。
為了(le)更(geng)好記錄電(dian)穿孔的完整(zheng)動態過程以及提高實(shi)驗效率，設計了(le)基于微流控細(xi)胞(bao)遞送平臺。在交流電(dian)壓(ya)下有(you)效導入熒(ying)光蛋白的活(huo)細(xi)胞(bao)超過總數50%，保持高達90%的細(xi)胞(bao)活(huo)力(li)，成功實(shi)現了(le)細(xi)胞(bao)電(dian)穿孔。
該系統主要包(bao)括纖維狀摩擦電(dian)納米(mi)發電(dian)機（FS-TENG）、基于納米(mi)通道的器件、微流控芯片和微量注(zhu)射泵。
微量注射泵在微流控中作為動力源，通過機械裝置推動注射器，可實現高精度，平穩的液體傳輸。該實驗過程中采用了蘭格的LSP02-1B注射泵以200μL/min輸送低電導率細胞懸液，有效保護細胞的同時進一步輔助細胞電穿孔，實現了細胞電穿孔動態過程的實時跟蹤。
"麻省(sheng)理工學(xue)院機械(xie)工程(cheng)專業Dr. Liu表示：“與(yu)其他品牌(pai)注(zhu)(zhu)射泵相(xiang)比，蘭格公司的LSP02-1B實(shi)驗(yan)室注(zhu)(zhu)射泵非常適合于(yu)微流(liu)控(kong)相(xiang)關(guan)的應用。它(ta)流(liu)量范圍寬(kuan)泛(fan)，滿足多種實(shi)驗(yan)條件(jian)。流(liu)量平(ping)穩，精度高(gao)，且操作簡便，有助于(yu)提高(gao)實(shi)驗(yan)效(xiao)率。"
蘭格提供(gong)多種(zhong)實驗室注射泵，一直(zhi)致力(li)于為(wei)生命科學、生物醫藥、研發、分析檢(jian)測等領(ling)域科研工(gong)作者提供(gong)更好的解決方案。
蘭格dLSP 500數字型實(shi)驗(yan)室注射(she)泵支(zhi)持精(jing)確分配(pei)，在(zai)注射(she)泵的驅動(dong)下，液(ye)(ye)體(ti)流(liu)動(dong)時脈(mo)動(dong)小、平穩性好，在(zai)微流(liu)控系統中可提供穩定的微液(ye)(ye)流(liu)。