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PNAS:華人學者開發單細胞印刷術

日期:2014-03-13 13:50:44

 

對于細胞功能研究來說,能夠高效建立能兼容多種細胞類型,并維持細胞活性的高精度單細胞陣列很重要。不過,目前的技術還很難同時滿足上述要求。為此,科學家們開發了一個新型微流體裝置。

 

在傳統的細胞培養系統中,培養皿內的細胞是隨機分布的。如果你想要精確定位這些細胞,控制它們的間隔、排列及相互作用,那應該怎么辦呢?一般細胞培養無法提供這一層面上的控制,但一個微流體單細胞印刷裝置可以幫你做到這一點。

 

休斯敦衛理公會研究所的秦立冬博士(音譯Lidong Qin)及其同事,在木板印刷術的啟發下,設計了單細胞印刷裝置BloC-PrintingBlock-Cell-Printing)。這項研究發表在美國國家科學院院刊PNAS雜志上。秦博士早年畢業于吉林大學,在那里取得了學士學位(化學)和碩士學位(高分子化學和物理學)。之后又在美國西北大學獲得了化學博士學位。

 

木板印刷技術非常古老,是指在刻有圖案的木板上涂墨水,并將圖案按壓到紙上。BloC-Printing就相當于是木板印刷術的現代分子版。

 

BloC-Printing中,“木板”是一個聚二甲基硅氧烷(PDMS)制造的微流體裝置,而“紙”是一個組織培養皿。在微流體裝置中,細胞流經一系列管道并被鉤狀結構捕獲,形成了模子。這樣的模子可以被“印”在培養皿或載玻片上并取走,而細胞以特定模式留了下來。據作者們介紹,這一技術對細胞完全無害,“細胞活性接近100%”。

 

加州大學的Luke Lee教授也致力于開發用于單細胞分析的微流體工具,他稱這一新方案“非常高明”。據介紹,此前的微流體設計都使用封閉的管道進行細胞捕獲和培養,結果很難直接對細胞進行分離或化學干涉。而Qin的設計則利用了真空,模子可以很方便的取下。

 

“這項研究展示了排列細胞并進行培養的簡潔途徑,”Lee說,這一技術對細胞生物學研究的發展很有幫助。

 

Lee認為,BloC-Printing可以通過定位和監控,分析細胞間的相互作用。其他可能的應用還包括組織工程和藥物研發,該技術特別適合篩選能改變細胞粘附或細胞通訊的化合物。

 

研究人員利用這一技術,將染色的成纖維細胞放在未染色的成纖維細胞旁邊,觀察了染料通過間隙連接的轉移過程。文章指出,單細胞印刷裝置不僅可以檢測癌細胞的遷移能力,還能夠兼容初級神經元。

 


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