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微流控(kong)領域研究成(cheng)果，一起(qi)接著往(wang)下(xia)看吧~

　　中(zhong)(zhong)樞神(shen)(shen)(shen)經(jing)系統(CNS)內的(de)人類神(shen)(shen)(shen)經(jing)回(hui)路(lu)(lu)由具有不同(tong)生(sheng)物(wu)物(wu)理和(he)(he)功能特征的(de)興奮性(xing)(xing)/抑(yi)制性(xing)(xing)神(shen)(shen)(shen)經(jing)元細胞(bao)(bao)形成。鑒(jian)于神(shen)(shen)(shen)經(jing)回(hui)路(lu)(lu)的(de)復雜性(xing)(xing)，繪制大腦的(de)解剖和(he)(he)功能特征對于神(shen)(shen)(shen)經(jing)生(sheng)物(wu)學(xue)(xue)家來說仍然是一項具有挑戰性(xing)(xing)的(de)任務。微流(liu)體(ti)(ti)(ti)技(ji)術(shu)和(he)(he)微制造技(ji)術(shu)已被廣泛用于開(kai)發具有集成神(shen)(shen)(shen)經(jing)細胞(bao)(bao)大小的(de)微通道的(de)復雜裝置(zhi)。此(ci)外，許(xu)多(duo)微流(liu)體(ti)(ti)(ti)裝置(zhi)也與(yu)光學(xue)(xue)和(he)(he)電生(sheng)理學(xue)(xue)工(gong)(gong)(gong)具兼(jian)容，使得單個神(shen)(shen)(shen)經(jing)元能夠被監測(ce)、操縱和(he)(he)檢查。近(jin)日(ri)，來自德國波恩(en)大學(xue)(xue)的(de)Volker Busskamp團隊回(hui)顧了(le)利用微流(liu)體(ti)(ti)(ti)的(de)力量進行自下而(er)上生(sheng)成神(shen)(shen)(shen)經(jing)元細胞(bao)(bao)類型以及組裝和(he)(he)分(fen)析神(shen)(shen)(shen)經(jing)回(hui)路(lu)(lu)的(de)生(sheng)物(wu)醫學(xue)(xue)工(gong)(gong)(gong)程方法(fa)。作者以先(xian)進的(de)微流(liu)體(ti)(ti)(ti)平(ping)臺為特色(se)，用于分(fen)選、分(fen)類、描繪和(he)(he)工(gong)(gong)(gong)程化(hua)神(shen)(shen)(shen)經(jing)細胞(bao)(bao)，以及用于構(gou)建神(shen)(shen)(shen)經(jing)回(hui)路(lu)(lu)；涵蓋(gai)了(le)描述(shu)通過微流(liu)體(ti)(ti)(ti)裝置(zhi)中(zhong)(zhong)的(de)小生(sheng)境樣隔(ge)室工(gong)(gong)(gong)程的(de)神(shen)(shen)(shen)經(jing)元細胞(bao)(bao)的(de)重(zhong)編程、分(fen)化(hua)和(he)(he)受(shou)控極化(hua)的(de)研究。最后，作者回(hui)顧了(le)最近(jin)通過模擬(ni)體(ti)(ti)(ti)內大腦中(zhong)(zhong)發現(xian)的(de)那些來圖案(an)化(hua)、結構(gou)化(hua)和(he)(he)工(gong)(gong)(gong)程化(hua)有序/定向2D和(he)(he)3D神(shen)(shen)(shen)經(jing)回(hui)路(lu)(lu)的(de)方法(fa)(圖1)。相關論(lun)文“Microfluidics for Neuronal Cell and Circuit Engineering”于2022年(nian)9月7日(ri)發表于期刊《Chemical Reviews》上。

　　首先，作者介紹(shao)了不(bu)同的(de)(de)微(wei)流(liu)控細胞(bao)(bao)(bao)分(fen)選(xuan)策略。例如，通(tong)過(guo)使用(yong)(yong)(yong)粘彈性(xing)調諧和調節(jie)微(wei)通(tong)道中的(de)(de)液體(ti)(ti)流(liu)速，已經(jing)(jing)(jing)分(fen)離(li)出來(lai)(lai)自大鼠脊髓的(de)(de)神(shen)經(jing)(jing)(jing)元(yuan)(yuan)和神(shen)經(jing)(jing)(jing)膠(jiao)(jiao)質細胞(bao)(bao)(bao)(圖(tu)(tu)2a)。利用(yong)(yong)(yong)慣(guan)性(xing)微(wei)流(liu)體(ti)(ti)平臺在蛇形通(tong)道中分(fen)離(li)分(fen)離(li)的(de)(de)初級神(shen)經(jing)(jing)(jing)元(yuan)(yuan)和神(shen)經(jing)(jing)(jing)膠(jiao)(jiao)質細胞(bao)(bao)(bao)(圖(tu)(tu)2b)。具(ju)有(you)螺旋形通(tong)道的(de)(de)慣(guan)性(xing)微(wei)流(liu)體(ti)(ti)也(ye)已用(yong)(yong)(yong)于(yu)(yu)(yu)從大細胞(bao)(bao)(bao)群中分(fen)離(li)神(shen)經(jing)(jing)(jing)元(yuan)(yuan)細胞(bao)(bao)(bao)(圖(tu)(tu)2c)。除(chu)了利用(yong)(yong)(yong)流(liu)體(ti)(ti)流(liu)動來(lai)(lai)分(fen)離(li)細胞(bao)(bao)(bao)的(de)(de)基于(yu)(yu)(yu)流(liu)體(ti)(ti)動力(li)學的(de)(de)細胞(bao)(bao)(bao)分(fen)選(xuan)方(fang)法之外，基于(yu)(yu)(yu)電(dian)泳和聲(sheng)學電(dian)泳的(de)(de)方(fang)法也(ye)已經(jing)(jing)(jing)在微(wei)流(liu)體(ti)(ti)平臺(圖(tu)(tu)2d-e)。此外，用(yong)(yong)(yong)于(yu)(yu)(yu)表征紅細胞(bao)(bao)(bao)可變形性(xing)的(de)(de)細胞(bao)(bao)(bao)計量策略可以擴展到(dao)對僵硬細胞(bao)(bao)(bao)如神(shen)經(jing)(jing)(jing)元(yuan)(yuan)或視網膜光(guang)感(gan)受器(圖(tu)(tu)2f)。微(wei)流(liu)體(ti)(ti)平臺也(ye)可用(yong)(yong)(yong)于(yu)(yu)(yu)根據細胞(bao)(bao)(bao)對刺激(ji)的(de)(de)功能反應來(lai)(lai)分(fen)選(xuan)細胞(bao)(bao)(bao)(圖(tu)(tu)2)。

　　圖(tu)2不同的微流控細胞分選(xuan)策略

　　之(zhi)后(hou)，作者(zhe)總結了基于微(wei)(wei)流體(ti)的(de)概念對scRNA測(ce)序的(de)貢獻(xian)。對于單(dan)細(xi)(xi)胞(bao)轉錄組分析，第一步是在微(wei)(wei)升(sheng)或(huo)納升(sheng)反應體(ti)積(ji)中(zhong)分離單(dan)個(ge)細(xi)(xi)胞(bao)。后(hou)者(zhe)主要通過使(shi)用FACS、基于閥門(men)或(huo)液滴的(de)微(wei)(wei)流體(ti)系統或(huo)微(wei)(wei)流體(ti)控制的(de)高密度微(wei)(wei)孔板來實現(xian)（圖(tu)3）。先進的(de)多(duo)模式微(wei)(wei)流體(ti)平臺正試圖(tu)在scRNA-Seq實驗中(zhong)納入(ru)評估生(sheng)理(li)異質(zhi)性的(de)選項(xiang)：可以根(gen)據(ju)細(xi)(xi)胞(bao)的(de)分子特征，或(huo)根(gen)據(ju)其生(sheng)理(li)特性繪制細(xi)(xi)胞(bao)圖(tu)。

　　圖(tu)3基于微流體的概念對scRNA測序的貢獻(xian)

　　然后，作者(zhe)(zhe)介紹了利用(yong)(yong)微流(liu)控(kong)梯度發生器構(gou)建(jian)神(shen)經(jing)元細(xi)胞(bao)生態位的相關工作。研(yan)究揭示(shi)通(tong)過(guo)使用(yong)(yong)較小尺寸的微通(tong)道來縮小細(xi)胞(bao)環境增(zeng)加(jia)了神(shen)經(jing)元干細(xi)胞(bao)的分化(hua)速(su)率(lv)(lv)，表明新鮮培養基的連續(xu)供(gong)應對(dui)于神(shen)經(jing)元干細(xi)胞(bao)的維(wei)持是(shi)至(zhi)關重要的。目(mu)前，微流(liu)體(ti)(ti)已被(bei)研(yan)究用(yong)(yong)于促使未分化(hua)的神(shen)經(jing)突(tu)變成樹突(tu)，同(tong)(tong)時也阻止軸突(tu)分化(hua)和(he)生長；提(ti)(ti)高軸突(tu)導向效率(lv)(lv)；測試軸突(tu)對(dui)淺(qian)和(he)陡引誘物(wu)梯度的反應；引導軸突(tu)錐體(ti)(ti)生長。此外(wai)，還可以(yi)利用(yong)(yong)微流(liu)體(ti)(ti)裝置來同(tong)(tong)時提(ti)(ti)供(gong)連續(xu)和(he)不連續(xu)的化(hua)學梯度，或者(zhe)(zhe)將它們與物(wu)理線(xian)索(suo)如表面圖(tu)案和(he)結(jie)構(gou)相結(jie)合，以(yi)提(ti)(ti)供(gong)更真實的體(ti)(ti)內微環境模型（圖(tu)4）。

　　圖4利用(yong)微流(liu)控(kong)梯度發生器構建神經元細(xi)胞生態位(wei)

　　最后，作(zuo)者梳理了微流(liu)(liu)控器件中神(shen)(shen)經元(yuan)回路工(gong)程的(de)(de)主要(yao)方法。主要(yao)包括用于軸突(tu)(tu)導(dao)向的(de)(de)微流(liu)(liu)體(ti)裝置、用于神(shen)(shen)經突(tu)(tu)分(fen)(fen)離和(he)功能評估的(de)(de)微流(liu)(liu)體(ti)裝置和(he)用于分(fen)(fen)離樹突(tu)(tu)和(he)突(tu)(tu)觸的(de)(de)微流(liu)(liu)體(ti)裝置（圖(tu)5a-d）。有(you)關“具有(you)受控連接(jie)模(mo)式(shi)的(de)(de)工(gong)程2D神(shen)(shen)經元(yuan)電路（圖(tu)5e-h）和(he)微流(liu)(liu)控器件中的(de)(de)三維神(shen)(shen)經網絡工(gong)程（圖(tu)6）”的(de)(de)相(xiang)關工(gong)作(zuo)也(ye)進行了簡要(yao)總結。

　　圖5微流控(kong)器件中神經元回路(lu)工程(cheng)的(de)主要方(fang)法

　　圖6微流控器件中三(san)維神(shen)經元(yuan)回路的構(gou)建

　　ATA-2042高壓放大器

　　帶(dai)寬：（-3dB）DC~500kHz

　　電壓(ya)：400Vp-p（±200Vp）

　　電流(liu)：100mAp

　　功率：20Wp

　　壓擺率：≥445V/μs

　　可程控

　　微流(liu)體(ti)技術(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)進步使我(wo)們能夠加(jia)深對細胞和(he)組織(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)組織(zhi)和(he)功能的(de)(de)(de)(de)(de)(de)理(li)解，最終為(wei)更準確地在體(ti)外模擬神(shen)(shen)經(jing)退行性和(he)發育性疾病以及(ji)開(kai)發先(xian)進的(de)(de)(de)(de)(de)(de)細胞替代療法提供關鍵(jian)信息。將微流(liu)體(ti)裝置與多(duo)種技術(shu)相結合的(de)(de)(de)(de)(de)(de)可(ke)(ke)能性，將它(ta)們用于(yu)經(jing)典2D培(pei)養以及(ji)復雜的(de)(de)(de)(de)(de)(de)3D系統的(de)(de)(de)(de)(de)(de)可(ke)(ke)能性，使它(ta)們成(cheng)為(wei)研(yan)究(jiu)健康和(he)疾病中CNS組件和(he)模塊的(de)(de)(de)(de)(de)(de)內(nei)部工(gong)作的(de)(de)(de)(de)(de)(de)非(fei)常有(you)價值(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)具。考慮到微流(liu)體(ti)平臺在分(fen)類、整理(li)和(he)工(gong)程(cheng)化神(shen)(shen)經(jing)元細胞以及(ji)簡單或(huo)復雜的(de)(de)(de)(de)(de)(de)神(shen)(shen)經(jing)元回(hui)路和(he)組織(zhi)方面的(de)(de)(de)(de)(de)(de)優勢，很難低估其(qi)作為(wei)研(yan)究(jiu)各種中樞神(shen)(shen)經(jing)系統過程(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)實驗平臺的(de)(de)(de)(de)(de)(de)價值(zhi)。

西(xi)安(an)安(an)泰電子是(shi)專業從事功(gong)率(lv)放大器、高(gao)壓(ya)放大器、功率信號源、前置微小信號放大器、高精度電壓源、高精度電流源等電子(zi)測(ce)量儀器研發、生產(chan)和銷售的(de)高科(ke)技企(qi)業，為(wei)用(yong)戶提供(gong)具有(you)競爭力的(de)測(ce)試方(fang)案。Aigtek已經成為(wei)在業界擁(yong)有(you)廣泛產(chan)品線，且(qie)具有(you)相當規(gui)模的(de)儀器設備供(gong)應商，樣機都支持(chi)免費試用(yong)。如想(xiang)了解更多功率放大(da)器等產(chan)品，請持(chi)續關注安泰電子(zi)官網hkdyw.cn或撥打029-88865020。