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兰格实验室注射泵助力微流控细胞膜电穿孔技术实现分子递送
点击次数:44 发布时间:2023-01-18

向细胞内递送DNA探针和质粒等功能分子来探索细胞内的分子机制与操控细胞命运,一直是生物医学领域目标工作。从小分子到如今火热的核酸mRNA疫苗递送都离不开药物递送技术。


然而,由于大多数外源功能分子都带有负电荷,无法直接通过同样带有负电荷的细胞膜,阻碍了细胞内分子机制的探索与细胞功能的改造。


基于微流控芯片的细胞电穿孔技术

目前,生物医学已开发了多种方法辅助功能分子进入到细胞内。其中,电穿孔技术作为一种通用的细胞内递送工具,指在外部增加短时强电脉冲时,细胞膜会形成瞬时微孔,大多数外源功能分子可以进出细胞。 


近年来,随着微流控技术的发展,基于微流控芯片的细胞电穿孔技术提高了传统电穿孔的效率。微流控芯片中微电极的间距短,产生同样的电场强度只需几伏至十几伏的电压,避免了传统电穿孔中超高压带来的各种问题。同时,消耗样品及试剂更少,降低实验成本。 


此外,在连续流动环境中细胞膜通透性的阻抗检测达到了更高的灵敏度。电穿孔技术在微流控相助下递送效率、剂量均匀性和细胞安全性方面均获得了显著提高。


应用案例



美国麻省理工学院机械工程院采用HeLa细胞进行电穿孔实验,由于电穿孔产生的细胞膜孔洞非常微小且不稳定,因此采用绿色荧光蛋白进行电穿孔的表征,利用细胞内的荧光强度程度反映电穿孔效果。


为了更好记录电穿孔的完整动态过程以及提高实验效率,设计了基于微流控细胞递送平台。在交流电压下有效导入荧光蛋白的活细胞超过总数50%,保持高达90%的细胞活力,成功实现了细胞电穿孔。

 



该系统主要包括纤维状摩擦电纳米发电机(FS-TENG)、基于纳米通道的器件、微流控芯片和微量注射泵。

微量注射泵在微流控中作为动力源,通过机械装置推动注射器,可实现高精度,平稳的液体传输。该实验过程中采用了兰格的LSP02-1B注射泵以200μL/min输送低电导率细胞悬液,有效保护细胞的同时进一步辅助细胞电穿孔,实现了细胞电穿孔动态过程的实时跟踪。


"省理工学院机械工程专业Dr. Liu表示:“与其他品牌注射泵相比,兰格公司的LSP02-1B实验室注射泵非常适合于微流控相关的应用。它流量范围宽泛,满足多种实验条件。流量平稳,精度高,且操作简便,有助于提高实验效率。"




兰格提供多种实验室注射泵,一直致力于为生命科学、生物医药、研发、分析检测等领域科研工作者提供更好的解决方案。


兰格dLSP 500数字型实验室注射泵支持精确分配,在注射泵的驱动下,液体流动时脉动小、平稳性好,在微流控系统中可提供稳定的微液流。


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