新型微流控芯片利用局部电场高效“捕获”细胞

自我数字化介电泳（Self-Digitization Dielectrophoretic, SD-DEP）芯片和硬币差不多大小，具有两个平行微通道（50微米深 x 35微米宽 x 3.2厘米长），由许多微腔室连接一些与其它细胞不同的微小细胞会产生很大的影响。例如，某些个体癌细胞可能不利于特定的化学疗法，从而导致本来可以治愈的患者复发。

据麦姆斯咨询报道，在德国期刊《应用化学》（Angewandte Chemie）上，科学家们推出了一款可以操纵单个细胞并随后进行核酸分析的微流控芯片。该技术利用局部电场高效“捕获”细胞（介电泳）。

对单个细胞的分子分析能够帮助更好地理解异质细胞在疾病发展中的作用，开发个性化医疗中有效的治疗方法。在大量其它细胞中识别出单个细胞对诊断医学而言是一个巨大的挑战。必须对细胞进行分类、保存、将其转移到另一个容量极小（< 1 µL）的容器中，然后进行分子分析。

传统方法通常非常耗时且复杂，并且不可靠且低效，还有可能会损坏细胞活性，识别过程需要较大的样本量，具有高污染风险，和/或需要昂贵的仪器。

来自美国西雅图华盛顿大学（University of Washington），埃姆斯爱荷华州立大学（Iowa State University）和西雅图贺勤森癌症研究中心（Fred Hutchinson Cancer Research Center）的科学家们凭借微流控技术克服了上述难题。使用少量的溶剂且不需要标记细胞，所有必要步骤都可以在专门研制的微流控芯片上可靠进行。与传统微流控芯片相比，这种芯片既不需要复杂的制备技术，也不需要微阀或搅拌器等组件。

自我数字化介电泳（Self-Digitization Dielectrophoretic, SD-DEP）芯片和硬币差不多大小，具有两个平行微通道（50微米深 x 35微米宽 x 3.2厘米长），由许多微室连接。微通道的开口仅15微米宽，一根薄的电极沿通道长度延伸。微通道和微室内填充缓冲液，施加交流电压，并将样品添加到其中一个微通道中。由Robbyn K. Anand和Daniel T. Chiu领导的研究小组在他们的实验中使用了白血病细胞。

电场的局部最大值出现在微室的狭窄入口处，进入微室的细胞会被“困住”。由于入口尺寸与细胞的平均尺寸相近，因此每个微室的入口只能捕获到一个单细胞。当关闭交流电，并通过注入随后分析所需的试剂来增加流速时，单个细胞将会冲进微室，然后加入一种油性液体以密封微室，然后细胞被溶解，核酸被释放并增多，可通过标记基因鉴定为白血病细胞。

在未来的研究中，研究人员希望利用该芯片来确定与白血病细胞耐药性相关的基因突变的分布，从而防止疾病复发的可能。