0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

功率放大器应用领域分享:基于液滴微流控的线粒体转移新技术

西安安泰电子 来源:Agitek电子 作者:Agitek电子 2024-01-30 15:10 次阅读

微流控技术是一种通过微小的通道和微型装置对流体进行精确操控和分析的技术,它是现代医学技术发展过程中的一种重要的生物医学工程技术,具有广泛的应用前景和重要性,它在高通量分析、个性化医疗、细胞筛选等方面有着巨大的潜力,Aigtek安泰电子今天就将为大家分享一篇微流控领域研究成果,一起接着往下看吧~

在肌肉组织中,当线粒体DNA异质性超过一定水平或者线粒体功能失调时,会产生较少的三磷酸腺苷(ATP)和过多的活性氧(ROS),这会引发肌肉的萎缩、无力和耐力丧失。因此,研究如何恢复或改善线粒体功能以促进肌肉再生是一个有吸引力的课题。

线粒体转移是在各种病理条件下恢复受损细胞的自发过程。在给药之前将线粒体转移到细胞治疗产品中可以提高治疗效果。然而,先前报道的线粒体转移方法效率低,限制了它们的临床应用。

为了克服这些挑战,香港城市大学孙东教授团队提出了一种基于液滴微流控的线粒体转移技术,可以实现高效、高通量的线粒体定量转移至单细胞。该技术结合了共培养和液滴微流控的优点,对肌肉再生有较好的治疗作用。相关工作以“High-efficiency quantitative control of mitochondrial transfer based on droplet microfluidics and its application on muscle regeneration”为题,于2022年8月17日发表在《Science Advances》上。

1.基于液滴微流控的线粒体转移系统

研究者开发的基于液滴微流控的线粒体转移系统由三个模块组成:液滴生成模块、液滴观察模块和液滴收集模块。

本系统采用流动聚焦结构将线粒体受体C2C12细胞悬液和分离的线粒体悬液这两种悬浮液分离成液滴,波浪状结构用于增加单细胞封装率,同时降低多细胞封装率,提高封装效率。(图1)

wKgaomW4oNKALfZ0AAfocFcybNA694.jpg

图1系统安装示意图、基于液滴微流控的线粒体转移技术的工作流程和实验评估

从图2观察到,线粒体受体细胞C2C12和新鲜分离的线粒体加载到微流控芯片中进行封装和线粒体转移的过程。在产生的液滴中共培养2小时后,分离的线粒体通过内吞作用被受体细胞吸收。

通过波浪状结构,封装效率提高到超过泊松分布,单细胞封装效率可达到约47.8%,而多细胞封装率被抑制至约5.9%。线粒体转移效率,随着液滴直径的增加而略微下降,但均在70%以上。使用本线粒体转移系统进行处理后,受体细胞的存活率仍然可以保持相对较高。

wKgaomW4oNOABVuSAAVMPADD4o8658.jpg

图2基于液滴微流控的线粒体转移系统展示

3.高效定量线粒体转移

液滴的封闭微环境限制了分离的线粒体的移动距离,增加了分离的线粒体接触细胞的概率。而转移到液滴细胞中的线粒体数量可以通过调整线粒体悬浮液的浓度来控制,从而可以对转移到受体细胞中的线粒体进行定量控制。

在本研究中,研究者使用了三种不同浓度的分离线粒体悬浮液来验证所提出系统的转移效率。随着浓度的增加,线粒体转移效率略微上升。通过共聚焦显微镜进行观察和3D重建。(图3)

wKgZomW4oNSANfj1AAlrffrOzjk004.jpg

图3采用所提出的基于液滴的方法对线粒体转移进行定量控制

4.线粒体转移促进C2C12细胞增殖和成肌分化的体外研究

研究者通过肌生成测定,来测试C2C12成肌细胞在使用本技术进行线粒体转移后的分化能力。结果表明,高线粒体转移组ATP水平和mtDNA含量显著增加。(图4)

wKgaomW4oNWAfEVHAAXZLfdpMDg357.jpg

图4线粒体转移对C2C12成肌细胞成肌分化作用的体外研究

通过qPCR分析肌肉再生相关基因的表达水平。除磷酸甘油酸激酶1(Pgk1)外,其他标志物均以浓度依赖性方式在线粒体转移时显示出表达上调。特别的是,转移的线粒体过少或过多都不能促进Pgk1的表达,这一现象进一步表明了定量控制线粒体转移在精准医学中的重要性。(图5)

上述体外实验结果表明,高线粒体转移细胞(31个/每细胞),可以明显增强成肌分化和ATP的产生能力。基于此,研究者在动物实验中使用高线粒体转移细胞来研究细胞疗法治疗的功能结果和剂量效应。

wKgZomW4oNaACSlFAAR8xhb3jy4162.jpg

图5线粒体转移后C2C12细胞在成肌分化过程中的肌源性因子和线粒体相关基因的表达情况

6.肌内注射线粒体转移的C2C12以改善肌肉愈合质量和功能

研究者通过小鼠肌肉损伤模型,来评估该技术的肌肉再生效果。没有线粒体转移的成肌细胞移植不足以促进受伤肌肉的愈合过程,注射高剂量细胞后可能产生免疫反应,而注射低剂量线粒体转移的C2C12细胞(LH组)获得本研究中最令人满意的愈合结果。(图6)

wKgaomW4oNaAGkoNAAdxL3nJtKg831.jpg

图6体内研究线粒体转移的C2C12注射对肌肉再生的影响

基因分析结果同样证明,LH的表达上调最高,这与功能评估中的最佳愈合结果一致。(图7)

wKgZomW4oNiALM85AAMU7XPkOUw392.jpg

图7C2C12细胞注射后肌肉损伤小鼠的肌源性因子和线粒体代谢基因表达水平

ATA-7030高压放大器

wKgZomW4oFyAFxxcAAJzFxhbPsg635.png

带宽:(-3dB)DC~5kHz

电压:6kVp-p(±3kVp)

电流:30mAp

功率:90Wp

压摆率:≥67V/μs

可程控

审核编辑 黄宇

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 功率放大器
    +关注

    关注

    102

    文章

    3577

    浏览量

    131834
  • 微流控
    +关注

    关注

    16

    文章

    528

    浏览量

    18891
收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    功率放大器应用领域控芯片加工工艺有哪些

    控片是一种能够在微型管道中进行微小体积液体操作的芯片。常用于技术中,可应用于医学诊断、环境监测等
    的头像 发表于 11-20 10:56 160次阅读
    <b class='flag-5'>功率放大器</b><b class='flag-5'>应用领域</b>:<b class='flag-5'>微</b><b class='flag-5'>流</b>控芯片加工工艺有哪些

    Aigtek:功率放大器分类怎么分的

    功率放大器是电子电路中的重要组成部分,用于将输入信号的功率放大到适当的水平,以满足不同应用的需求。功率放大器可以根据不同的标准进行分类,包括工作方式、放大器结构、频率范围和
    的头像 发表于 11-13 11:41 228次阅读
    Aigtek:<b class='flag-5'>功率放大器</b>分类怎么分的

    Aigtek功率放大器应用领域指南(功率放大器应用场景介绍)

    功率放大器应用领域和使用场景是很多电子工程师都比较关心的问题,那么功率放大器的应用有哪些?安泰电子的功率放大器又该如何选型呢,今天就用一篇文章,来让大家清楚的知道
    的头像 发表于 10-18 17:15 432次阅读
    Aigtek<b class='flag-5'>功率放大器</b><b class='flag-5'>应用领域</b>指南(<b class='flag-5'>功率放大器</b>应用场景介绍)

    安泰功率放大器驱动压电陶瓷的应用领域有哪些

    功率放大器驱动压电陶瓷在多个领域都发挥着关键作用,这些领域涵盖了科学研究、医疗、工业以及消费电子等多个方面。下面详细介绍功率放大器驱动压电陶瓷在各个
    的头像 发表于 10-10 11:26 266次阅读
    安泰<b class='flag-5'>功率放大器</b>驱动压电陶瓷的<b class='flag-5'>应用领域</b>有哪些

    Aigtek功率放大器怎么选择型号

    功率放大器 在各个领域中都扮演着重要的角色,用于增强信号的幅度,以满足特定的需求。在选择功率放大器型号时,需要综合考虑多个因素,如应用领域功率
    的头像 发表于 09-20 11:21 244次阅读
    Aigtek<b class='flag-5'>功率放大器</b>怎么选择型号

    Aigtek功率放大器应用领域包括哪些

    功率放大器 作为电子电路中的重要组成部分,在许多领域都发挥着关键作用。它们被广泛应用于各种设备和系统中,用于放大信号的幅度,提供所需的功率输出。以下是
    的头像 发表于 09-18 11:44 248次阅读
    Aigtek<b class='flag-5'>功率放大器</b>的<b class='flag-5'>应用领域</b>包括哪些

    简述功率放大器应用领域

    功率放大器(Power Amplifier),简称“功放”,是一种电子设备,其主要功能是将输入信号的功率放大到足以驱动输出负载的水平。在给定失真率条件下,功率放大器能产生最大功率输出,
    的头像 发表于 08-28 14:09 504次阅读

    安泰电子:功率放大器的类型有哪些

    功率放大器是电子设备中常见的一种电路,用于放大信号的功率。在电子设备、通信系统、音频设备等领域中都会使用功率放大器。根据不同的工作原理和
    的头像 发表于 07-29 11:03 398次阅读
    安泰电子:<b class='flag-5'>功率放大器</b>的类型有哪些

    Aigtek功率放大器用途有哪些

    各个方面。今天西安安泰电子将介绍功率放大器的主要用途和应用领域。 通信领域 通信领域功率放大器的主要
    的头像 发表于 07-24 17:04 282次阅读
    Aigtek<b class='flag-5'>功率放大器</b>用途有哪些

    功率放大器的几种常见类型

    功率放大器,简称功放,是音响系统中的重要组成部分,其主要作用是将音频信号放大,以驱动扬声器发出更大的声音。在音频领域功率放大器的种类繁多,各具特色。本文将对
    的头像 发表于 05-23 16:03 2978次阅读

    安泰功率放大器应用领域介绍

    随着现代科技的快速发展,功率放大器已经成为各种电子设备中不可或缺的组成部分。它可以将低功率的信号放大为高功率的信号,使得信号能够更远地传输,更好地驱动各种负载。因此,在许多
    的头像 发表于 03-04 11:56 261次阅读
    安泰<b class='flag-5'>功率放大器</b>的<b class='flag-5'>应用领域</b>介绍

    Aigtek功率放大器模块是什么东西

    是将输入信号的功率放大到足够大的水平以驱动输出负载,或者为后续电路提供足够强的信号。下面将详细介绍功率放大器模块的结构、特点、工作原理、应用领域等。 功率放大器模块的结构:
    的头像 发表于 02-28 14:18 697次阅读
    Aigtek<b class='flag-5'>功率放大器</b>模块是什么东西

    功率放大器主要放大的是什么

    功率放大器是一种电路,用于将输入信号的功率放大到更大的值。它主要用于驱动负载或扩大信号的幅度。在这篇文章中,将探讨功率放大器的原理、类型、应用领域以及一些常见的设计考虑因素。
    的头像 发表于 01-16 11:03 1183次阅读

    高压功率放大器的作用或应用领域是什么

    高压功率放大器是一种能够将低电压信号放大到高电压水平的设备。它在各个领域中扮演着重要的角色,并具有广泛的应用。本文将介绍高压功率放大器的作用和应用领
    的头像 发表于 01-03 17:31 518次阅读
    高压<b class='flag-5'>功率放大器</b>的作用或<b class='flag-5'>应用领域</b>是什么

    功率放大器应用领域指南(功率放大器应用场景介绍)

    功率放大器应用领域和使用场景是很多电子工程师都比较关心的问题,那么功率放大器的应用有哪些?安泰电子的功率放大器又该如何选型呢,今天就用一篇文章,来让大家清楚的知道
    的头像 发表于 12-29 16:20 1139次阅读
    <b class='flag-5'>功率放大器</b><b class='flag-5'>应用领域</b>指南(<b class='flag-5'>功率放大器</b>应用场景介绍)