病(bing)毒(du)(du)性傳(chuan)染病(bing)對人們的(de)(de)生命健康造成嚴重威(wei)脅。作(zuo)為病(bing)毒(du)(du)診斷(duan)和鑒定的(de)(de)先(xian)決條件，需(xu)要篩選出適宜病(bing)毒(du)(du)復制的(de)(de)宿主細胞系，傳(chuan)統(tong)的(de)(de)基于孔板的(de)(de)方(fang)法培養周期長、樣本和試劑消耗大、操作(zuo)繁瑣，不利于實現快速的(de)(de)病(bing)毒(du)(du)培養和鑒定。

　　想要更好的解決這一問題，對于微流控技術的應用是必要的，為此中科院武漢病毒所李峰研究員、浙江大學賀永教授和中科院深圳合成所張先恩研究員團隊合作設計了一種高效的微流控細胞芯片，通過快速篩選允許細胞實現病毒的分離和培養。Aigtek安泰電子今天就給大家分享(xiang)他們的(de)優秀研究成(cheng)果。

　　如(ru)圖1，研究(jiu)者(zhe)設計了由聚(ju)(ju)甲(jia)(jia)(jia)基丙烯酸(suan)(suan)甲(jia)(jia)(jia)酯（PMMA）上蓋、聚(ju)(ju)乳(ru)酸(suan)(suan)（PLA）框架、聚(ju)(ju)二(er)甲(jia)(jia)(jia)基硅氧烷（PDMS）芯(xin)(xin)片和(he)(he)聚(ju)(ju)甲(jia)(jia)(jia)基丙烯酸(suan)(suan)甲(jia)(jia)(jia)酯下(xia)蓋自上而下(xia)組裝而成的微流控(kong)(kong)芯(xin)(xin)片，在PDMS芯(xin)(xin)片內置有細(xi)胞(bao)(bao)培養(yang)腔室。實驗結(jie)果表明，微流控(kong)(kong)細(xi)胞(bao)(bao)芯(xin)(xin)片可(ke)以支(zhi)持5種不同(tong)細(xi)胞(bao)(bao)系(xi)的共培養(yang)，維(wei)持良好的細(xi)胞(bao)(bao)活力，在極低MOI（感染復數）條件下(xia)實現了流感病毒H1N1和(he)(he)腸病毒EV71允許細(xi)胞(bao)(bao)系(xi)的模擬(ni)篩(shai)選(xuan)。

　　圖(tu)1微流控細胞芯片的設計和工作原理示意圖(tu)

　　如圖2，研究(jiu)者通(tong)過(guo)使用3D打印(yin)技術制備了(le)微流控芯片(pian)(pian)模(mo)具；通(tong)過(guo)拋光模(mo)具、澆筑并固化(hua)PDMS在短時間內定制了(le)的(de)芯片(pian)(pian)內的(de)微流道結構。實(shi)驗證(zheng)明微流控芯片(pian)(pian)內的(de)細胞培養腔表面易于預(yu)處理和實(shi)現不同(tong)(tong)細胞系在單個芯片(pian)(pian)上的(de)接種(zhong)，可以(yi)允許將各種(zhong)PDMS芯片(pian)(pian)與不同(tong)(tong)的(de)細胞整合來重建微流控芯片(pian)(pian)。

　　圖(tu)2微(wei)流(liu)控芯(xin)片的制造原(yuan)理示意圖(tu)

　　如圖3，研究者選擇A549、Vero、RD、MDCK和(he)BHK-21細胞作為(wei)候選病毒(du)允(yun)許細胞系(xi)用于構建微流控(kong)芯(xin)片(pian)。為(wei)了在(zai)(zai)微流控(kong)芯(xin)片(pian)內共培(pei)養這些不同的細胞系(xi)，使(shi)用含1%胎(tai)牛血清的DMEM培(pei)養基(ji)以使(shi)細胞逐(zhu)漸適(shi)應。實驗結果表明，5種(zhong)(zhong)細胞系(xi)在(zai)(zai)接種(zhong)(zhong)后均能在(zai)(zai)芯(xin)片(pian)進(jin)行貼壁生長并表現(xian)出(chu)正(zheng)常的形態(tai)和(he)活力。

　　圖3在微(wei)流控芯片上(shang)共培養多種不(bu)同(tong)細胞系(xi)

　　如圖4，EV71病(bing)毒(du)允許細(xi)胞篩(shai)選結果表明(ming)，在MOI為0.389感染30h后(hou)，RD細(xi)胞表現出典型的細(xi)胞病(bing)變效應（CPE）。當(dang)用(yong)熒光(guang)定量PCR（RT-qPCR）檢測不同(tong)細(xi)胞系(xi)(xi)中EV71病(bing)毒(du)RNA拷貝數時，RD細(xi)胞內EV71的RNA拷貝數顯著高于(yu)其他(ta)細(xi)胞系(xi)(xi)，尤其是(shi)在極低MOI條件下(xia)。

　　圖4微(wei)流控芯片篩選EV71允許細胞的可行性

　　如(ru)圖5，H1N1病毒(du)允(yun)許細(xi)胞(bao)(bao)篩選結果表明(ming)，在(zai)(zai)MOI為0.012時，孔板和芯(xin)片內的(de)(de)MDCK細(xi)胞(bao)(bao)均(jun)觀察到(dao)典型的(de)(de)CPE。然而(er)，在(zai)(zai)MOI為0.00012的(de)(de)情況下，僅在(zai)(zai)微流控(kong)芯(xin)片內的(de)(de)MDCK細(xi)胞(bao)(bao)中檢測到(dao)低水平的(de)(de)病毒(du)復制。

　　圖5微流控芯片(pian)篩選H1N1允(yun)許細胞的可(ke)行性

　　利用微流控(kong)細胞芯片(pian)重現了病(bing)(bing)毒感染引(yin)起的CPE，表明基于該(gai)微流控(kong)細胞芯片(pian)的病(bing)(bing)毒培(pei)(pei)養(yang)(yang)(yang)方(fang)法(fa)可(ke)以替代傳統的孔板培(pei)(pei)養(yang)(yang)(yang)方(fang)法(fa)，并(bing)允許(xu)篩(shai)選多個(ge)潛(qian)在的宿主細胞系。該(gai)通量化細胞培(pei)(pei)養(yang)(yang)(yang)芯片(pian)可(ke)用于病(bing)(bing)毒的高效分(fen)離培(pei)(pei)養(yang)(yang)(yang)和抗病(bing)(bing)毒藥物篩(shai)選。

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　　一般微流控研究中會用到較高電壓，這時候就需要一款能夠穩定輸出高電壓的高壓放大器來進行驅動，ATA-7000系列功率放大器，最(zui)大(da)輸出電壓可達10kVp-p（±5kVp），帶寬（-3dB）DC~5kHz，電流20mAp，功率100Wp，可以(yi)幫助研(yan)究(jiu)人員更好(hao)地完成實驗。

　　PS：論文(wen)原文(wen)Amicrofluidiccellchipforvirusisolationviarapidscreeningforpermissivecells，發表在VirologicaSinica上

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