微流控技術是一種通過微小的通道和微型裝置對流體進行精確操控和分析的技術。它是現代醫學技術發展過程中的一種重要的生物醫學工程技術，具有廣泛的應用前景和重要性。它在高通量分析、個性化醫療、細胞篩選等方面有著巨大的潛力，Aigtek安泰電子今天就(jiu)將為(wei)大家分享一篇微流(liu)控領域(yu)研究(jiu)成果，一起接著往下看吧(ba)~

　　三維(wei)培養的(de)(de)(de)多細胞(bao)肝臟微球(qiu)模(mo)型(xing)有利于肝纖(xian)維(wei)化(hua)(hua)(hua)治療的(de)(de)(de)發展。雖然這些(xie)模(mo)型(xing)可以再現纖(xian)維(wei)化(hua)(hua)(hua)疾病(bing)，但目前通(tong)過隨機聚集產生微球(qiu)方法是不受控制的(de)(de)(de)，較易產生大小、功(gong)能和(he)(he)效用不穩定的(de)(de)(de)球(qiu)體。生物3D打印可以建立自動化(hua)(hua)(hua)成型(xing)，簡化(hua)(hua)(hua)過程和(he)(he)增加可靠性(xing)(xing)(xing)。然而，艙(cang)室的(de)(de)(de)加載仍然是隨機的(de)(de)(de)，產生了(le)(le)不均勻的(de)(de)(de)組成和(he)(he)功(gong)能性(xing)(xing)(xing)質的(de)(de)(de)微球(qiu)。這種可變性(xing)(xing)(xing)降低了(le)(le)使用微球(qiu)進行篩選的(de)(de)(de)準確性(xing)(xing)(xing)和(he)(he)靈敏度。

　　為了實現卓(zhuo)越的(de)(de)(de)體外肝臟建(jian)(jian)模(mo)，需要建(jian)(jian)立新的(de)(de)(de)方法來創(chuang)建(jian)(jian)具有可控(kong)結構、成(cheng)分和功(gong)能(neng)(neng)特(te)性的(de)(de)(de)微(wei)球。近日，來自(zi)美國(guo)加利福尼亞大學(xue)的(de)(de)(de)AdamRAbate團隊利用微(wei)流控(kong)流式細(xi)胞打(da)印技術（μFCP）成(cheng)功(gong)制造了精密肝臟細(xi)胞微(wei)球。所產生的(de)(de)(de)細(xi)胞球體具有優越的(de)(de)(de)功(gong)能(neng)(neng)均勻性，與隨機生成(cheng)的(de)(de)(de)球體相比，具有更準確的(de)(de)(de)統計(ji)窗口。相關(guan)研究(jiu)以“Controlledfabricationoffunctionalliverspheroidswithmicrofluidicflowcytometricprinting”為題于2022年8月2日在線(xian)發表(biao)在Biofabrication上。

　　圖(tu)1微(wei)(wei)流(liu)控流(liu)式細胞打印技(ji)術(shu)產生肝細胞微(wei)(wei)球示意圖(tu)

　　首先(xian)，作(zuo)者將(jiang)肝(gan)(gan)細(xi)(xi)胞(bao)（HepG2）細(xi)(xi)胞(bao)經(jing)胰(yi)蛋白(bai)酶(mei)處(chu)理后，通(tong)過(guo)26G針三次，使細(xi)(xi)胞(bao)團塊斷裂，制成單個HepG2細(xi)(xi)胞(bao)懸液。同樣，肝(gan)(gan)星狀細(xi)(xi)胞(bao)（HSC）也經(jing)胰(yi)酶(mei)和EDTA消化為單細(xi)(xi)胞(bao)懸液。基于微流控芯片開發的(de)(de)單細(xi)(xi)胞(bao)打印機可(ke)通(tong)過(guo)定制的(de)(de)LabVIEW界面實現自(zi)動化。作(zuo)者采用(yong)康寧的(de)(de)6孔(kong)或(huo)384孔(kong)的(de)(de)圓底超低粘附微孔(kong)板作(zuo)為印刷或(huo)被(bei)動加載基板。利用(yong)懸浮細(xi)(xi)胞(bao)制備(bei)細(xi)(xi)胞(bao)微球(qiu)的(de)(de)一個挑戰是(shi)，不是(shi)所(suo)有的(de)(de)細(xi)(xi)胞(bao)都(dou)是(shi)活的(de)(de)。因此，使用(yong)隨機分隔技術，死亡的(de)(de)細(xi)(xi)胞(bao)包含在(zai)種(zhong)子中，引入可(ke)以改變球(qiu)形性質的(de)(de)可(ke)變性。用(yong)活性染料可(ke)以丟棄死細(xi)(xi)胞(bao)，這(zhe)是(shi)一種(zhong)獨(du)特而有價值的(de)(de)特性（圖2）。

　　圖2與隨(sui)機沉淀(dian)法相比，產生的細胞存活率和均(jun)勻度(du)更(geng)高

　　球(qiu)形(xing)大小(xiao)由培養時間和種子中起始細(xi)胞的(de)(de)數量(liang)決定。為了(le)說明μFCP在(zai)控制(zhi)球(qiu)體(ti)大小(xiao)方面(mian)的(de)(de)效用，作者(zhe)打(da)印出(chu)具有不同(tong)細(xi)胞數量(liang)的(de)(de)種子，并監測它們的(de)(de)生長，與(yu)隨(sui)機加載相比，最終的(de)(de)大小(xiao)變異性(xing)要小(xiao)約3倍(bei)。為了(le)說明準(zhun)確控制(zhi)其成分的(de)(de)能力，我們使用兩種方法構建了(le)含有10個(ge)(ge)HepG2和10個(ge)(ge)造血干細(xi)胞的(de)(de)目標成分的(de)(de)球(qiu)體(ti)。對于μFCP，HepG2細(xi)胞平均(jun)10.4個(ge)(ge)，HSC細(xi)胞平均(jun)10.1個(ge)(ge)，標準(zhun)誤差分別(bie)為0.9和0.8。對于隨(sui)機加載，根(gen)據泊松分布(bu)，我們觀察(cha)到HepG2細(xi)胞平均(jun)數量(liang)為9.4，HSC細(xi)胞平均(jun)數量(liang)為9.9，標準(zhun)誤差分別(bie)為3.4和3.6。因此，印刷的(de)(de)球(qiu)體(ti)比隨(sui)機加載產生的(de)(de)球(qiu)體(ti)尺寸變異性(xing)低(di)三倍(bei)。

　　圖3采用微(wei)流控單(dan)細(xi)胞打印技術制備多(duo)(duo)細(xi)胞肝球，得到更加均(jun)勻的多(duo)(duo)細(xi)胞肝臟微(wei)球

　　纖維(wei)形(xing)成(cheng)(cheng)依(yi)賴于肝細(xi)(xi)(xi)胞(bao)與造血(xue)(xue)干細(xi)(xi)(xi)胞(bao)的(de)(de)(de)(de)相(xiang)互作用。因此，這些細(xi)(xi)(xi)胞(bao)的(de)(de)(de)(de)比(bi)例變(bian)化(hua)可導致不(bu)規則(ze)的(de)(de)(de)(de)球(qiu)(qiu)形(xing)功(gong)(gong)能。為(wei)了(le)研究細(xi)(xi)(xi)胞(bao)比(bi)例對肝球(qiu)(qiu)形(xing)表型和(he)纖維(wei)化(hua)模型的(de)(de)(de)(de)影響，作者打印了(le)不(bu)同比(bi)例的(de)(de)(de)(de)HepG2和(he)HSC，每個球(qiu)(qiu)形(xing)有100個細(xi)(xi)(xi)胞(bao)。培養6天(tian)后，觀察到球(qiu)(qiu)體(ti)大(da)小(xiao)隨(sui)(sui)著(zhu)(zhu)HSC數(shu)量的(de)(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)(zeng)加而(er)減小(xiao)。隨(sui)(sui)著(zhu)(zhu)HSC數(shu)的(de)(de)(de)(de)進一(yi)步增(zeng)(zeng)(zeng)加，緊致度漸(jian)近，球(qiu)(qiu)體(ti)的(de)(de)(de)(de)形(xing)狀(zhuang)變(bian)得不(bu)規則(ze)。造血(xue)(xue)干細(xi)(xi)(xi)胞(bao)增(zeng)(zeng)(zeng)加超過60%會導致非(fei)生理狀(zhuang)態和(he)次優球(qiu)(qiu)體(ti)。為(wei)了(le)更深入地研究這一(yi)問(wen)題，作者量化(hua)了(le)球(qiu)(qiu)形(xing)膠(jiao)(jiao)原(yuan)蛋(dan)白(bai)(bai)的(de)(de)(de)(de)生成(cheng)(cheng)，這是纖維(wei)化(hua)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)關鍵(jian)功(gong)(gong)能性(xing)(xing)生物(wu)標志物(wu)。在50%以下，總(zong)膠(jiao)(jiao)原(yuan)蛋(dan)白(bai)(bai)隨(sui)(sui)星狀(zhuang)細(xi)(xi)(xi)胞(bao)數(shu)量線(xian)性(xing)(xing)增(zeng)(zeng)(zeng)加，每個星狀(zhuang)細(xi)(xi)(xi)胞(bao)產生的(de)(de)(de)(de)膠(jiao)(jiao)原(yuan)蛋(dan)白(bai)(bai)數(shu)量大(da)致不(bu)變(bian)（圖4）。

　　圖4肝(gan)細(xi)胞(bao)微(wei)球細(xi)胞(bao)型比例的系(xi)統研(yan)究

　　使(shi)用細胞微(wei)球(qiu)(qiu)進行藥(yao)(yao)物(wu)篩選(xuan)時(shi)，其大小和功(gong)能的(de)(de)(de)均勻(yun)性(xing)直接影(ying)響(xiang)準確性(xing)。由于μFCP可(ke)以(yi)制備均勻(yun)性(xing)的(de)(de)(de)微(wei)球(qiu)(qiu)體，與(yu)隨(sui)(sui)機技(ji)術相(xiang)比，它可(ke)以(yi)提供更精確的(de)(de)(de)篩選(xuan)。為(wei)了評估藥(yao)(yao)物(wu)反應的(de)(de)(de)可(ke)變(bian)性(xing)，我(wo)們(men)使(shi)用TGF-β1促纖維化(hua)化(hua)合物(wu)處(chu)理微(wei)球(qiu)(qiu)，這是一種(zhong)有效(xiao)的(de)(de)(de)星狀細胞激活刺激方(fang)式，導致(zhi)I型膠(jiao)原的(de)(de)(de)產生(sheng)。為(wei)了比較功(gong)能均勻(yun)性(xing)，我(wo)們(men)通過(guo)計(ji)(ji)算I型膠(jiao)原的(de)(de)(de)面積來量(liang)化(hua)I型膠(jiao)原的(de)(de)(de)數量(liang)。實(shi)驗表明，TGF-β1顯著增加了打(da)印(yin)的(de)(de)(de)球(qiu)(qiu)狀體和隨(sui)(sui)機生(sheng)成的(de)(de)(de)球(qiu)(qiu)狀體中的(de)(de)(de)I型膠(jiao)原，與(yu)隨(sui)(sui)機生(sheng)成的(de)(de)(de)相(xiang)對標準誤(wu)差測(ce)量(liang)相(xiang)比，打(da)印(yin)出來的(de)(de)(de)球(qiu)(qiu)體導致(zhi)測(ce)量(liang)變(bian)異性(xing)降低，測(ce)量(liang)可(ke)變(bian)性(xing)大大增加了藥(yao)(yao)物(wu)影(ying)響(xiang)的(de)(de)(de)統計(ji)(ji)顯著性(xing)（圖5）。

　　圖5單細(xi)胞打印肝細(xi)胞微球(qiu)利(li)于準(zhun)確的體(ti)外藥效評價(jia)

　　基于(yu)(yu)隨機(ji)聚(ju)集(ji)所(suo)產生(sheng)的(de)(de)(de)(de)肝(gan)細(xi)胞(bao)微球具有可變的(de)(de)(de)(de)尺寸和功(gong)能的(de)(de)(de)(de)缺點，限制了它們(men)再現肝(gan)臟生(sheng)物學和纖維化(hua)的(de)(de)(de)(de)可重復(fu)性(xing)，以及使用它們(men)作(zuo)為(wei)組織模(mo)型(xing)進行藥物篩選(xuan)的(de)(de)(de)(de)準確(que)性(xing)。本文所(suo)提出(chu)的(de)(de)(de)(de)微流(liu)控單細(xi)胞(bao)打印方(fang)法(fa)克服了這(zhe)些問題，肝(gan)細(xi)胞(bao)微球是由所(suo)需(xu)精(jing)確(que)數量的(de)(de)(de)(de)細(xi)胞(bao)類型(xing)和高活力的(de)(de)(de)(de)細(xi)胞(bao)組成。將多路復(fu)用技術與單細(xi)胞(bao)精(jing)度(du)(du)相結合，可以精(jing)確(que)地制作(zuo)出(chu)設計(ji)復(fu)雜度(du)(du)更高的(de)(de)(de)(de)細(xi)胞(bao)微球，這(zhe)將有助于(yu)(yu)研究如何控制細(xi)胞(bao)微球的(de)(de)(de)(de)性(xing)質或引入新(xin)的(de)(de)(de)(de)功(gong)能特(te)性(xing)。

　　ATA-1372A寬帶放大器

　　帶寬：（-3dB）DC~3MHz

　　電壓(ya)：70Vp-p（±35Vp）

　　電流：2Ap

　　功率：70Wp

　　可程控

西(xi)安安泰電子是專(zhuan)業(ye)從事(shi)功率放(fang)大器、高壓放(fang)大器(qi)、功率信號源、前置微小信號放大器、高精(jing)度電壓源(yuan)(yuan)、高精(jing)度電流源(yuan)(yuan)等電子(zi)測量儀器研(yan)發、生產(chan)(chan)和銷售(shou)的(de)高科(ke)技(ji)企業，為(wei)用戶提(ti)供具(ju)有競爭力的(de)測試方案。Aigtek已經成為(wei)在業界擁有廣泛產(chan)(chan)品線，且具(ju)有相當(dang)規模的(de)儀器設備供應商，樣機都支持免費試用。如想了解(jie)更(geng)多功率放大器等產(chan)(chan)品，請(qing)持續關(guan)注安泰電子(zi)官網hkdyw.cn或(huo)撥打029-88865020。