新型微流控芯片利用局部電場高效“捕獲”細胞

自我數(shù)字化介電泳（Self-Digitization Dielectrophoretic, SD-DEP）芯片和硬幣差不多大小，具有兩個平行微通道（50微米深 x 35微米寬 x 3.2厘米長），由許多微腔室連接一些與其它細胞不同的微小細胞會產(chǎn)生很大的影響。例如，某些個體癌細胞可能不利于特定的化學療法，從而導致本來可以治愈的患者復發(fā)。

據(jù)麥姆斯咨詢報道，在德國期刊《應用化學》（Angewandte Chemie）上，科學家們推出了一款可以操縱單個細胞并隨后進行核酸分析的微流控芯片。該技術(shù)利用局部電場高效“捕獲”細胞（介電泳）。

對單個細胞的分子分析能夠幫助更好地理解異質(zhì)細胞在疾病發(fā)展中的作用，開發(fā)個性化醫(yī)療中有效的治療方法。在大量其它細胞中識別出單個細胞對診斷醫(yī)學而言是一個巨大的挑戰(zhàn)。必須對細胞進行分類、保存、將其轉(zhuǎn)移到另一個容量極?。? 1 μL）的容器中，然后進行分子分析。

傳統(tǒng)方法通常非常耗時且復雜，并且不可靠且低效，還有可能會損壞細胞活性，識別過程需要較大的樣本量，具有高污染風險，和/或需要昂貴的儀器。

來自美國西雅圖華盛頓大學（University of Washington），埃姆斯愛荷華州立大學（Iowa State University）和西雅圖賀勤森癌癥研究中心（Fred Hutchinson Cancer Research Center）的科學家們憑借微流控技術(shù)克服了上述難題。使用少量的溶劑且不需要標記細胞，所有必要步驟都可以在專門研制的微流控芯片上可靠進行。與傳統(tǒng)微流控芯片相比，這種芯片既不需要復雜的制備技術(shù)，也不需要微閥或攪拌器等組件。

自我數(shù)字化介電泳（Self-Digitization Dielectrophoretic, SD-DEP）芯片和硬幣差不多大小，具有兩個平行微通道（50微米深 x 35微米寬 x 3.2厘米長），由許多微室連接。微通道的開口僅15微米寬，一根薄的電極沿通道長度延伸。微通道和微室內(nèi)填充緩沖液，施加交流電壓，并將樣品添加到其中一個微通道中。由Robbyn K. Anand和Daniel T. Chiu領(lǐng)導的研究小組在他們的實驗中使用了白血病細胞。

電場的局部最大值出現(xiàn)在微室的狹窄入口處，進入微室的細胞會被“困住”。由于入口尺寸與細胞的平均尺寸相近，因此每個微室的入口只能捕獲到一個單細胞。當關(guān)閉交流電，并通過注入隨后分析所需的試劑來增加流速時，單個細胞將會沖進微室，然后加入一種油性液體以密封微室，然后細胞被溶解，核酸被釋放并增多，可通過標記基因鑒定為白血病細胞。

在未來的研究中，研究人員希望利用該芯片來確定與白血病細胞耐藥性相關(guān)的基因突變的分布，從而防止疾病復發(fā)的可能。