低壓直流細胞電穿孔微流晶片系統

2020-12-01 儀器信息網

成果簡介：

電穿孔（電轉染）是一種利用外加電場擊穿細胞膜，使平時不能穿透細胞膜的大分子(核酸、蛋白質、藥物等)進入細胞的技術。電穿孔技術已在細胞實驗、基因治療等領域廣泛應用。但目前的技術均需要金屬電極，金屬電極產生的金屬離子滲出、氣泡等對細胞有不利影響，降低了轉染效率。此外，高壓脈衝電源的使用使得目前此類儀器操作複雜、價格居高不下。這些都大大限制了電穿孔技術的廣泛應用。針對上述問題，北京大學工學院熊春陽課題組採用微流晶片技術，實現一種不需要微電極，僅利用簡單低壓直流電源即可實現的細胞電穿孔技術。這一技術將大大降低儀器製造成本，簡化操作流程，並可以進一步發展為高通量、高效率的細胞電轉染系統。

2009年，熊春陽副教授申請的「低壓直流細胞電穿孔微流晶片系統」項目得到了第二期「儀器創製與關鍵技術研發」基金的支持。課題組利用微流體中因尺度效應而產生的層流，用高電導率的液體來代替電極，將細胞懸浮液通過流動聚焦技術夾在高電導率溶液之間，形成三個平行流動的穩定流層。通過將電極與兩側的高電導率溶液相連，再與直流電源相連，電壓會大部分施加在中間電阻較大的細胞流層。由於微流尺度較小，即使很低的電壓都可產生較大的場強，從而可以實現細胞電穿孔。

這項工作在基金的支持下得以順利的推進，通過相關設備的購置和實驗測試，課題組完成了微流控晶片的設計和加工、液體導電層的引入、不同類型細胞電轉染參數的優化等工作。該項目目前已經順利結題，相關成果已經申請中國專利，正在申請國際專利。

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