微流控芯片
栏目:行业动态 发布时间:2020-05-04 00:45
南科大资料科学与工程系教化程鑫指挥的课题组正在微纳加工身手及其正在纳米压印、半导体工艺与器件、纳米光学等众种行使范围具有雄厚的琢磨体会,近年来,正在微流控芯片范围...

  南科大资料科学与工程系教化程鑫指挥的课题组正在微纳加工身手及其正在纳米压印、半导体工艺与器件、纳米光学等众种行使范围具有雄厚的琢磨体会,近年来,正在微流控芯片范围发展了大宗立异性琢磨职责,并博得了一系列效率。

  微流控芯片身手(Lab on a chip)是一种以领会化学和生物身手为基本,以微机电加工身手为依托,以微管道汇集为构造特点,以生化领会为行使对象的全新身手。其宗旨是把化学和生物等范围中所涉及的采样、稀释、进样、反响、散开、检测,细胞培育、分选、内在物检测等基础操作单位集成到很小的芯片上,完毕老例化学或生物实行室的成效。

  因为微流控芯片可将众种单位身手正在合座可控的轻细平台上圆活组合和领域集成,它可能正在几分钟以至更短的期间内实行上百个样品的同时领会,而且可能正在线完毕样品的预处罚及领会全进程,从而可能完毕高水准的集成化和自愿化,进而削减污染、消浸骚扰和人工偏差。有着体积灵活、行使样品及试剂量少,且反响速率速、可大宗平行处罚及可即用即弃等便宜的微流控芯片,正在生物、化学、医学等范围有着的广大潜力,近年来一经成长成为一个生物、化学、医学、流体、电子、资料、机器等学科交叉的极新琢磨范围。

  程鑫教化的实行室团队设立了完毕高通量的细胞搜捕和配对的介电电泳(Dielectrophoresis, DEP)微流控芯片平台,DEP芯片体例可能依照分别的成效需求实行“定制化”的安排以及运用微加工的办法实行制备。正在单细胞搜捕和配对的操控中,DEP芯片通过转变施加电压的频率等条款, 可以左右细胞受正介电电泳力用意向高电场或者受负介电电泳力用意向低电场运动, 从而将群细胞散开并将分别品种的单细胞配对到微腔阵列中,完毕高通量单细胞的搜捕和配对。芯片的制备勾结了光刻,刻蚀,磁控溅射,3D打印等众种制备设施,目前一经完毕了高达80%以上的单细胞搜捕出力和70%以上的细胞配对出力。

  这项单细胞搜捕身手可能有用行使于众种单细胞生物学动作的琢磨中。比方,正在对细胞代谢的琢磨中,通过高通量DEP芯片有用散开搜捕单细胞后,可能完毕对单个细胞钙离子浓度的及时监测,挖掘经历肯定的刺激后,少少细胞呈现出钙离子浓度随期间一再的升高或消浸这一特有的反响形式,这对待疾病的诊断和诊疗具有相等首要的事理。又如,正在单细胞测序范围,一个细胞里的DNA或者RNA仅仅处正在皮克级的程度,这么少的量远远达不到现有测序仪的最低上样需求。是以科学家们必需先对单细胞内的微量核酸分子实行扩增,以便发展后续的测序及其他琢磨。运用高通量DEP芯片将细胞散开到独立的微腔内,正在微腔内直接实行PCR扩增,从而可能完毕高通量的单细胞测序,盼愿可以为人们揭示更众繁复生物学系统首要线索。

  这种高通量DEP微流控芯片不只可能完毕凌驾力的单细胞搜捕,并且可能有用完毕高通量的单细胞配对的操控,正在细胞调解和细胞间彼此用意范围有着首要的行使前景。以细胞调解为例,细胞调解也被称为细胞杂交,是通过诱导和培育等设施,使两个或两个以上的同源或异源细胞正在离体条款下变成杂合细胞的进程。目前一经成为新颖生物工程身手琢磨中的一项首要本事。细胞调解身手正在遗传学、免疫医学、发育生物学、药物或基因传输、杂交育种等琢磨范围具有普通行使。是以,精准的单细胞缉捕和配对是发展细胞调解琢磨的条件,必要安排和构修行之有用的单细胞配对实行平台。目前这种高通量DEP微流控芯片一经完毕了正在3000众个微腔阵列的芯片上高达70%以上的配对出力,为精准细胞调解供应了优异的平台。

  眼前环球新一轮科技革命和家产改变蓄势待发,合成生物身手出现出广大潜力,本性化医疗和精准医学转变古板的疾病诊疗形式并胀吹医药家产改变。

  轮回肿瘤细胞(circulating tumor cells ,CTCs)是从变成的肿瘤实体上零落,进入人体外周轮回血的各式肿瘤细胞的统称,是肿瘤下手转变的标记,也继续是癌症诊疗的一大挑衅。

  固然近年来科学家们开荒了各样戮力于使人体离开原发性肿瘤的身手,不过奈何防治肿瘤转变已经是一个广大的挑衅。实时定位和缉捕轮回肿瘤细胞,对待癌症早期诊断、预后领会、本性化医疗、肿瘤单细胞测序等琢磨偏向具有首要的事理。

  基于这个宗旨,程鑫课题组还开荒了一种用于轮回肿瘤细胞筛选-散开-计数的微流控芯片平台。轮回肿瘤细胞正在血液中的含量极为稀奇,血液中血细胞与轮回肿瘤细胞的浓度之比大于106,而癌症患者每毫升血液中的轮回肿瘤细胞(CTCs)的个数正在10个以下,奈何有用地散开与富集轮回肿瘤细胞是眼前琢磨的核心和挑衅。

  程鑫课题组开荒的这种微流控芯片平台采用滤膜分选的办法对轮回肿瘤细胞(CTCs)实行分选,包蕴有上层的样品畅通层,中心的众微孔过滤层,以及基层的支柱及废液层。血液样本流入芯片后,轮回肿瘤细胞会(CTCs)从上层出口流出或被控制正在上层沟道内,通过对器件实行冲洗,可能将残留正在器件内的轮回肿瘤细胞(CTCs)冲洗出来,完结对轮回肿瘤细胞的有用分选和计数。(生物谷

  下载生物谷app,随时评论、查看评论与分享,或扫描上面二维码下载闭连阅读

  需求为导向,安排是重心,详细题目详细领会——2017微流控芯片前沿研讨管帐划精美记忆

  对准微流控芯片的下一个产生点即POCT、液滴和仿生实行室身手,为体外诊断和药物研发启迪道道。

  直击COVID-19 – Fluidigm质谱流式身手应对新冠病毒琢磨挑衅