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安泰電子今天就將為大家分享一篇(pian)微流控領域研(yan)究成果(guo)，一起接著往下(xia)看(kan)吧(ba)~

　　中(zhong)樞神(shen)(shen)(shen)經(jing)(jing)系統(CNS)內的(de)(de)(de)(de)(de)人類神(shen)(shen)(shen)經(jing)(jing)回(hui)(hui)路由(you)具有(you)不同生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)物(wu)(wu)(wu)理和(he)功(gong)能(neng)特征的(de)(de)(de)(de)(de)興(xing)奮(fen)性(xing)(xing)(xing)/抑制性(xing)(xing)(xing)神(shen)(shen)(shen)經(jing)(jing)元細(xi)胞(bao)形成。鑒于(yu)(yu)(yu)神(shen)(shen)(shen)經(jing)(jing)回(hui)(hui)路的(de)(de)(de)(de)(de)復雜(za)性(xing)(xing)(xing)，繪制大(da)腦的(de)(de)(de)(de)(de)解剖和(he)功(gong)能(neng)特征對(dui)于(yu)(yu)(yu)神(shen)(shen)(shen)經(jing)(jing)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)學家來說仍然是(shi)一項具有(you)挑戰性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)任務。微(wei)流(liu)體(ti)技術和(he)微(wei)制造技術已被廣泛用于(yu)(yu)(yu)開發具有(you)集成神(shen)(shen)(shen)經(jing)(jing)細(xi)胞(bao)大(da)小(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)微(wei)通道(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)復雜(za)裝(zhuang)置。此外，許多微(wei)流(liu)體(ti)裝(zhuang)置也與光學和(he)電生(sheng)(sheng)理學工(gong)(gong)(gong)具兼容(rong)，使得單個神(shen)(shen)(shen)經(jing)(jing)元能(neng)夠(gou)被監測、操(cao)縱和(he)檢查。近日，來自德國波(bo)恩大(da)學的(de)(de)(de)(de)(de)VolkerBusskamp團隊回(hui)(hui)顧了(le)利用微(wei)流(liu)體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)力(li)量進(jin)行自下而上生(sheng)(sheng)成神(shen)(shen)(shen)經(jing)(jing)元細(xi)胞(bao)類型以(yi)(yi)及組裝(zhuang)和(he)分(fen)析神(shen)(shen)(shen)經(jing)(jing)回(hui)(hui)路的(de)(de)(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)醫學工(gong)(gong)(gong)程方法。作者(zhe)以(yi)(yi)先(xian)進(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)微(wei)流(liu)體(ti)平臺為(wei)特色(se)，用于(yu)(yu)(yu)分(fen)選(xuan)、分(fen)類、描(miao)繪和(he)工(gong)(gong)(gong)程化(hua)神(shen)(shen)(shen)經(jing)(jing)細(xi)胞(bao)，以(yi)(yi)及用于(yu)(yu)(yu)構建神(shen)(shen)(shen)經(jing)(jing)回(hui)(hui)路；涵蓋了(le)描(miao)述通過(guo)微(wei)流(liu)體(ti)裝(zhuang)置中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)小(xiao)生(sheng)(sheng)境(jing)樣隔室工(gong)(gong)(gong)程的(de)(de)(de)(de)(de)神(shen)(shen)(shen)經(jing)(jing)元細(xi)胞(bao)的(de)(de)(de)(de)(de)重編(bian)程、分(fen)化(hua)和(he)受控極化(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)研究。最后(hou)，作者(zhe)回(hui)(hui)顧了(le)最近通過(guo)模擬體(ti)內大(da)腦中(zhong)發現的(de)(de)(de)(de)(de)那(nei)些來圖案(an)化(hua)、結構化(hua)和(he)工(gong)(gong)(gong)程化(hua)有(you)序/定(ding)向2D和(he)3D神(shen)(shen)(shen)經(jing)(jing)回(hui)(hui)路的(de)(de)(de)(de)(de)方法(圖1)。相關論文(wen)“Microfluidics for Neuronal Cell and Circuit Engineering”于(yu)(yu)(yu)2022年9月7日發表于(yu)(yu)(yu)期刊《Chemical Reviews》上。

　　首(shou)先，作者介紹了不同的(de)(de)微(wei)流(liu)(liu)控(kong)細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)分(fen)選策(ce)(ce)略(lve)。例如，通過使用(yong)(yong)粘彈性調諧和調節微(wei)通道(dao)中(zhong)的(de)(de)液(ye)體(ti)(ti)(ti)流(liu)(liu)速，已經分(fen)離(li)出來自大鼠脊髓的(de)(de)神(shen)(shen)經元(yuan)和神(shen)(shen)經膠質細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)(圖(tu)(tu)2a)。利用(yong)(yong)慣(guan)性微(wei)流(liu)(liu)體(ti)(ti)(ti)平(ping)臺(tai)在(zai)(zai)蛇(she)形通道(dao)中(zhong)分(fen)離(li)分(fen)離(li)的(de)(de)初級神(shen)(shen)經元(yuan)和神(shen)(shen)經膠質細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)(圖(tu)(tu)2b)。具有螺旋形通道(dao)的(de)(de)慣(guan)性微(wei)流(liu)(liu)體(ti)(ti)(ti)也已用(yong)(yong)于從大細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)群中(zhong)分(fen)離(li)神(shen)(shen)經元(yuan)細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)(圖(tu)(tu)2c)。除了利用(yong)(yong)流(liu)(liu)體(ti)(ti)(ti)流(liu)(liu)動來分(fen)離(li)細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)的(de)(de)基于流(liu)(liu)體(ti)(ti)(ti)動力學(xue)(xue)的(de)(de)細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)分(fen)選方(fang)(fang)法之外，基于電泳(yong)和聲學(xue)(xue)電泳(yong)的(de)(de)方(fang)(fang)法也已經在(zai)(zai)微(wei)流(liu)(liu)體(ti)(ti)(ti)平(ping)臺(tai)(圖(tu)(tu)2d-e)。此(ci)外，用(yong)(yong)于表征(zheng)紅細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)可變形性的(de)(de)細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)計量策(ce)(ce)略(lve)可以(yi)擴展(zhan)到對僵硬細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)如神(shen)(shen)經元(yuan)或視網膜光(guang)感受器(圖(tu)(tu)2f)。微(wei)流(liu)(liu)體(ti)(ti)(ti)平(ping)臺(tai)也可用(yong)(yong)于根據細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)對刺(ci)激的(de)(de)功能反應來分(fen)選細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)(bao)(圖(tu)(tu)2)。

　　圖2不(bu)同的微(wei)流控(kong)細(xi)胞分選策(ce)略

　　之后，作(zuo)者總結了基于(yu)微(wei)(wei)流(liu)(liu)體的(de)(de)概念對scRNA測序的(de)(de)貢獻。對于(yu)單細(xi)胞(bao)轉錄組分析，第一步是(shi)在微(wei)(wei)升(sheng)或(huo)納(na)升(sheng)反應體積中分離單個細(xi)胞(bao)。后者主要通(tong)過使用FACS、基于(yu)閥門或(huo)液滴(di)的(de)(de)微(wei)(wei)流(liu)(liu)體系統(tong)或(huo)微(wei)(wei)流(liu)(liu)體控(kong)制(zhi)的(de)(de)高密(mi)度微(wei)(wei)孔板來實(shi)現（圖3）。先進的(de)(de)多模式微(wei)(wei)流(liu)(liu)體平臺(tai)正試(shi)圖在scRNA-Seq實(shi)驗中納(na)入評估(gu)生理異(yi)質性的(de)(de)選項：可(ke)以(yi)根(gen)據(ju)細(xi)胞(bao)的(de)(de)分子特征(zheng)，或(huo)根(gen)據(ju)其(qi)生理特性繪制(zhi)細(xi)胞(bao)圖。

　　圖(tu)3基(ji)于微流體的概念對scRNA測序(xu)的貢獻

　　然后，作者介紹了(le)利(li)用微流控(kong)梯度發(fa)生(sheng)(sheng)器構(gou)(gou)建(jian)神經(jing)元(yuan)細(xi)胞(bao)(bao)生(sheng)(sheng)態位的(de)相關工(gong)作。研(yan)究揭示(shi)通過使用較(jiao)小尺(chi)寸的(de)微通道來縮小細(xi)胞(bao)(bao)環(huan)境(jing)增加了(le)神經(jing)元(yuan)干細(xi)胞(bao)(bao)的(de)分化(hua)(hua)速率(lv)，表明新鮮培養基(ji)的(de)連(lian)(lian)續供應對于神經(jing)元(yuan)干細(xi)胞(bao)(bao)的(de)維持是至關重要的(de)。目(mu)前，微流體(ti)已被研(yan)究用于促使未分化(hua)(hua)的(de)神經(jing)突變成(cheng)樹突，同時也(ye)阻(zu)止軸(zhou)突分化(hua)(hua)和(he)生(sheng)(sheng)長(chang)；提高軸(zhou)突導向效率(lv)；測(ce)試軸(zhou)突對淺和(he)陡引誘物梯度的(de)反(fan)應；引導軸(zhou)突錐(zhui)體(ti)生(sheng)(sheng)長(chang)。此(ci)外，還可(ke)以(yi)利(li)用微流體(ti)裝置來同時提供連(lian)(lian)續和(he)不連(lian)(lian)續的(de)化(hua)(hua)學梯度，或(huo)者將它們(men)與物理(li)線索(suo)如表面圖案和(he)結構(gou)(gou)相結合(he)，以(yi)提供更(geng)真實的(de)體(ti)內(nei)微環(huan)境(jing)模(mo)型（圖4）。

　　圖4利(li)用微流(liu)控梯度發生(sheng)器構建神經元細胞生(sheng)態位

　　最后，作(zuo)者梳理了微(wei)流控(kong)器件(jian)中神經(jing)元(yuan)回(hui)路工(gong)程的(de)主要(yao)方法。主要(yao)包括用于(yu)(yu)軸突(tu)(tu)導(dao)向的(de)微(wei)流體裝(zhuang)置、用于(yu)(yu)神經(jing)突(tu)(tu)分離(li)和功能(neng)評估的(de)微(wei)流體裝(zhuang)置和用于(yu)(yu)分離(li)樹(shu)突(tu)(tu)和突(tu)(tu)觸的(de)微(wei)流體裝(zhuang)置（圖(tu)5a-d）。有關(guan)“具有受控(kong)連接模式的(de)工(gong)程2D神經(jing)元(yuan)電(dian)路（圖(tu)5e-h）和微(wei)流控(kong)器件(jian)中的(de)三維神經(jing)網絡工(gong)程（圖(tu)6）”的(de)相關(guan)工(gong)作(zuo)也(ye)進行了簡要(yao)總結。

　　圖5微流控器件(jian)中神經(jing)元回路工程的(de)主要方法

　　圖6微流(liu)控器件(jian)中(zhong)三維神(shen)經元(yuan)回(hui)路的構建

　　ATA-2161高壓放大器

　　帶(dai)寬：（-3dB）DC~150kHz

　　電壓(ya)：1600Vp-p（±800Vp）

　　電(dian)流：40mAp

　　功率：32Wp

　　壓擺率：≥534V/μs

　　可程控

　　微(wei)(wei)流體(ti)技術的(de)進步使(shi)我(wo)們(men)能夠加深對細(xi)胞(bao)和(he)(he)組織的(de)組織和(he)(he)功能的(de)理(li)解，最終為更(geng)準確地(di)在體(ti)外(wai)模擬神經(jing)退行性和(he)(he)發(fa)育性疾病以及開發(fa)先(xian)進的(de)細(xi)胞(bao)替代療法提供關鍵信息。將微(wei)(wei)流體(ti)裝置與(yu)多種技術相結合的(de)可(ke)能性，將它們(men)用于(yu)經(jing)典2D培養以及復雜的(de)3D系統的(de)可(ke)能性，使(shi)它們(men)成(cheng)為研究(jiu)(jiu)健康和(he)(he)疾病中(zhong)CNS組件和(he)(he)模塊的(de)內部工作(zuo)的(de)非常有價(jia)值(zhi)的(de)工具(ju)。考慮到微(wei)(wei)流體(ti)平臺(tai)在分(fen)類、整(zheng)理(li)和(he)(he)工程化神經(jing)元細(xi)胞(bao)以及簡單或復雜的(de)神經(jing)元回路和(he)(he)組織方面的(de)優勢，很(hen)難低(di)估其作(zuo)為研究(jiu)(jiu)各(ge)種中(zhong)樞(shu)神經(jing)系統過程的(de)實驗平臺(tai)的(de)價(jia)值(zhi)。

西安安泰電子是專業從事功率放(fang)大器、高壓放大(da)器、功率信號源、前置微小信號放大器、高(gao)精(jing)(jing)度(du)電壓源(yuan)、高(gao)精(jing)(jing)度(du)電流源(yuan)等(deng)(deng)電子測(ce)量儀器研發、生(sheng)產(chan)和銷售的(de)高(gao)科技(ji)企(qi)業，為用(yong)戶提供(gong)具(ju)有(you)(you)(you)競爭力的(de)測(ce)試方(fang)案。Aigtek已經成為在業界擁有(you)(you)(you)廣泛產(chan)品線，且具(ju)有(you)(you)(you)相(xiang)當規模的(de)儀器設備供(gong)應商(shang)，樣(yang)機都(dou)支持(chi)免費(fei)試用(yong)。如想了解(jie)更多功率放(fang)大(da)器等(deng)(deng)產(chan)品，請(qing)持(chi)續(xu)關注安泰電子官網hkdyw.cn或(huo)撥打(da)029-88865020。