PNAS:华人学者开发单细胞印刷术

  对于细胞功能研究来说,能够高效建立能兼容多种细胞类型,并维持细胞活性的高精度单细胞阵列很重要。不过,目前的技术还很难同时满足上述要求。为此,科学家们开发了一个新型微流体装置。

  在传统的细胞培养系统中,培养皿内的细胞是随机分布的。如果你想要精确定位这些细胞,控制它们的间隔、排列及相互作用,那应该怎么办呢?一般细胞培养无法提供这一层面上的控制,但一个微流体单细胞印刷装置可以帮你做到这一点。

  休斯敦卫理公会研究所的秦立冬博士(音译Lidong Qin)及其同事,在木板印刷术的下,设计了单细胞印刷装置BloC-Printing(Block-Cell-Printing)。这项研究发表在美国国家科学院院刊PNAS上。秦博士早年毕业于大学,在那里取得了学士学位(化学)和硕士学位(高化学和物理学)。之后又在美国西北大学获得了化学博士学位。

  木板印刷技术非常古老,是指在刻有图案的木板上涂墨水,并将图案按压到纸上。BloC-Printing就相当于是木板印刷术的现代版。

  在BloC-Printing中,“木板”是一个聚二甲基硅氧烷(PDMS)制造的微流体装置,而“纸”是一个组织培养皿。在微流体装置中,细胞流经一系列管道并被钩状结构捕获,形成了模子。这样的模子可以被“印”在培养皿或载玻片上并取走,而细胞以特定模式留了下来。据作者们介绍,这一技术对细胞完全无害,“细胞活性接近100%”。

  大学的Luke Lee教授也致力于开发用于单细胞分析的微流体工具,他称这一新方案“非常高明”。据介绍,此前的微流体设计都使用封闭的管道进行细胞捕获和培养,结果很难直接对细胞进行分离或化学。而Qin的设计则利用了真空,模子可以很方便的取下。

  “这项研究展示了排列细胞并进行培养的简洁途径,”Lee说,这一技术对细胞生物学研究的发展很有帮助。

  Lee认为,BloC-Printing可以通过定位和,分析细胞间的相互作用。其他可能的应用还包括组织工程和药物研发,该技术特别适合筛选能改变细胞粘附或细胞通讯的化合物。

  研究人员利用这一技术,将染色的成纤维细胞放在未染色的成纤维细胞旁边,观察了染料通过间隙连接的转移过程。文章指出,单细胞印刷装置不仅可以检测癌细胞的迁移能力,还能够兼容初级神经元。

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