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新的基于微流体的芯片使细胞能够被电场捕获

一些与其余细胞不同的小细胞可能会产生很大的影响。例如,单个癌细胞可能对特定的化学疗法具有抗性-导致原本可以治愈的患者复发。

在《Angewandte Chemie》杂志上,科学家们现在推出了一种基于微流控的芯片,用于处理和随后对单个细胞进行核酸分析。该技术使用局部电场来高效地“捕获”细胞(介电泳)。

为了更好地了解异种细胞群在疾病发展中的作用并开发针对个性化医学的有效疗法,对单个细胞进行分子分析是必要的。在诊断医学中,鉴定大量其他细胞中的单个细胞是一项巨大的挑战。必须将细胞分选,保存,转移到另一个极小的体积(<1 µL)的容器中,然后必须进行分子分析。

常规方法通常非常耗时且复杂,并且不可靠且效率低下。它们还会损害细胞的活力,需要大量的样品,有很高的污染风险,和/或需要昂贵的仪器。

来自华盛顿大学(美国西雅图),爱荷华州立大学(美国艾姆斯)和弗雷德·哈钦森癌症研究中心(美国西雅图)的科学家已经使用微流体技术来克服这些问题。所有必要的步骤都可以在专门开发的微芯片上可靠地进行,只需使用最少的溶剂,而无需标记细胞。与传统的微流控芯片相比,该芯片既不需要复杂的制造技术,也不需要阀门或搅拌器之类的组件。

自稀释介电电泳(SD-DEP)芯片的大小与一枚硬币差不多,并具有两个平行的微通道(深50 µm x宽35 µm x 3.2 cm长),由多个微小的小腔室相连。微通道的开口只有15 µm宽。薄电极沿着通道的长度拉伸。通道和腔室充满缓冲液,施加交流电压,并将样品添加到微通道之一。Robbyn K. Anand和Daniel T. Chiu领导的团队在实验中使用了白血病细胞。

电场的局部最大值出现在腔室的狭窄入口处。进入室的细胞被“困住”。由于入口的尺寸与单元的平均大小相似,因此每个腔室入口只能捕获单个单元。当切断交流电并通过注入后续分析所需的试剂来增加流速时,将细胞洗入腔室。然后添加油以密封腔室。然后将细胞溶解,释放并繁殖核酸,并可以通过标记基因将其鉴定为白血病细胞。

在未来的研究中,研究人员希望使用该芯片来确定与白血病细胞耐药性相关的基因突变的分布,从而可能导致复发。

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