Drops Microfluid cho các tế bào thông lượng cao và đóng gói protein

1 Giới thiệu

Tạo giọt là một kỹ thuật mạnh mẽ cho các nhà nghiên cứu y sinh để có được phân tích thông lượng cao và chi phí thấp[1]。 Sử dụng phương pháp vi chất lỏng, các nhà khoa học đã cải thiện phương pháp đóng gói tế bào và protein. Những tiến bộ trong các kỹ thuật này đã mang lại kết quả đầy hứa hẹn trong việc điều trị các bệnh khác nhau. Bài viết này sẽ thảo luận về việc sử dụng sản xuất giọt trong bao bì tế bào và protein. Chúng tôi cũng sẽ chỉ cho bạn mọi thứ bạn cần để tận dụng tối đa thử nghiệm của bạn.

1.1 Công nghệ Microfluid dựa trên giọt

Kỹ thuật microfluid dựa trên giọt là một phương pháp tạo ra các giọt nhỏ bằng cách đưa hai chất lỏng không hòa tan vào các kênh microfluid. Thông thường, các nhà nghiên cứu liên tục điều khiển hình học và điều chỉnh kênh.Tốc độ dòng chảy của pha phân tán để kiểm soát kích thước giọt, [2]。

Các giọt microscale có tốc độ pha trộn và truyền nhiệt nhanh hơn, dẫn đến thời gian phản ứng nhanh hơn. Các buồng cách ly này hoạt động giống như các lò phản ứng siêu nhỏ. Ngoài ra, chúng cung cấp một môi trường bị cô lập về mặt vật lý và hóa học để tránh ô nhiễm chéo giữa các tế bào, cho phép đóng gói, nuôi cấy và phân tích tế bào đơn.[2]。

Công nghệ này có nhiều lợi thế như:

LThực hiện thiết kế quy trình làm việc sàng lọc toàn bộ tế bào

LTiêu thụ thuốc thử thấp

LTương thích sinh học

LĐộ nhạy cao

Bao bì giọt bao gồm một loạt các kỹ thuật. Phương pháp này khác nhau tùy thuộc vào loại và số lượng mẫu và thời gian và trình tự phản ứng hóa học cần thiết. Chủ yếu liên quan đến việc pha loãng mẫu vào pha phân tán của giọt.

1.2 Đóng gói protein

Việc đóng gói protein trong microsphere là một chiến lược điều trị đầy hứa hẹn để điều trị các bệnh khác nhau[1]。 Liệu pháp protein cực kỳ nhạy cảm với sự thoái hóa enzyme. Do đó, việc đóng gói chúng trong tàu sân bay có thể cung cấp sự bảo vệ khi chúng được vận chuyển đến các vị trí mục tiêu trong cơ thể [3].

Hai chiến lược phổ biến để có được các hạt nano protein là kết tủa nano và nhũ tương. Một phương pháp khác là nhũ hóa, tiếp theo là tiêu thụ dung môi và khuếch tán dung môi. Nền tảng vi chất lỏng có thể làm cho quá trình này hiệu quả hơn và cung cấp tốc độ giải phóng thuốc được kiểm soát nhiều hơn[3]。

Kỹ thuật này cho phép các nhà nghiên cứu thủy phân dựa trên sự khuếch tán thông qua mạng lưới hydrogel hoặc microgel.Phân hủy enzyme để tùy chỉnh tốc độ giải phóng protein đóng gói [1].

1.3 Bao bì tế bào đơn trong giọt

Microcapsulation tế bào thường sử dụng alginate. Tuy nhiên, vật liệu này có sự kiểm soát hạn chế đối với môi trường vi mô của tế bào. Một phương pháp vi lỏng được sử dụng để tạo ra microgel tổng hợp để kiểm soát kích thước có thể giúp giải quyết vấn đề này. Công nghệ này có thể kiểm soát chính xác kích thước giọt và có thể được sử dụng để sản xuất màng mỏng như B5-05=giá trị thông số Kd, (cài 2)

Các nhà khoa học có thể sử dụng vi chất lỏng để đóng gói các tế bào từ bệnh nhân người và các dòng tế bào nuôi cấy trong các giọt với tốc độ dòng chảy cao. Đặc biệt, các kỹ thuật đơn bào dựa trên giọt có thể mang lại lợi ích vì chúng cho phép các nhà nghiên cứu thao túng các tế bào riêng lẻ trong một môi trường vi mô bị cô lập.[2]。

Thông thường, các giọt chứa dung dịch nước và tế bào. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu đã sử dụng hydrogel tương thích sinh học hoặc các polyme khác để duy trì nuôi cấy tế bào lâu dài. Đáng chú ý, các tế bào được đóng gói trong các giọt hydrogel có thể tồn tại đến một tuần. Ngoài ra, các nền tảng microfluidic giọt có thể được kết hợp với các phương pháp phân tích khác nhau, bao gồm huỳnh quang, phổ khối lượng và điện hóa[2]。

2 Ví dụ ứng dụng

2.1.Giao hàng protein trị liệu

Microgel được cấy tại chỗ có thể đại diện cho một cách xâm lấn tối thiểu để cung cấp các protein điều trị như các yếu tố tăng trưởng và cytokine. Nó cũng có thể cho phép tiêm khảm có chứa nhiều microgel để cung cấp một đường cong phát hành phức tạp hoặc phân phối đa protein.[1]。

2.2 Cấy ghép

Bao bì tế bào trong microgel giúp cấy ghép. Các nhà nghiên cứu có thể kiểm soát kích thước của microgel để giảm sự xâm nhập miễn dịch của các tế bào cấy ghép trong khi vẫn duy trì vận chuyển oxy và chất thải. Điều này giúp giảm ức chế miễn dịch sau khi cấy ghép[1]。

Microgel cũng có thể giữ các tế bào ở kích thước cấy ghép mong muốn, đó làQuan trọngBởi vì nhiều liệu pháp tế bào phụ thuộc vào việc quản lý tế bào toàn thân[1]。

Microgel tổng hợp cũng có thể điều khiển vi môi trường đóng gói các tế bào gốc, ảnh hưởng đến sự khác biệt và chức năng bài tiết.[1]。

2.3 Lọc thông lượng cao

Sàng lọc giúp phát hiện thuốc, độc tính và phân tích ái lực kháng thể. Nó được thiết kế để đánh giá một số hợp chất trong một khoảng thời gian ngắn. Đóng gói giọt có thể cải thiện kết quả sàng lọc thông lượng cao vì các giọt phân tán đơn lẻ cao cung cấp các điều kiện phản ứng đồng nhất.

3 Bạn cần gì để bắt đầu?

Công nghệ giọt vi lỏng cung cấp phân tích thông lượng cao hiệu quả về chi phí. Các thiết lập để bắt đầu thí nghiệm tạo giọt là:

2-3 x Micro-Fluid Pump (hoặc 2-3 kênh trên một máy bơm, ví dụ như 4U Pump) – được sử dụng để kiểm soát dòng chảy của pha liên tục (dầu) và pha phân tán (nước). Dựa trên ứng dụng, chúng tôi khuyên bạn nênĐiểm thànhBơm áp lực 4Uhoặc 2xĐiểm thànhMáy bơm phun chất lỏng siêu nhỏ ExiGo。Điểm thànhBơm áp suất 4U có tốc độ dòng chảy ổn định và chính xác, có thể kiểm soát độc lập 4 kênh khác nhau để kiểm soát áp suất và dòng chảy. Bạn có thể sử dụng điện thoại thông minh để lập trình đường cong lưu lượng và quản lý hiệu quả tất cả các chức năng bơm.

L2 cảm biến dòng chảy để phản hồi kiểm soát dòng chảy của pha dầu và pha nước.

LChip microfluidic với hình dạng hình học thích hợp tạo ra các giọt để đảm bảo kích thước giọttốt。

LHóa học bề mặt kênh ổn định đảm bảo sự ổn định của giọt.

LChất hoạt động bề mặt ổn định giao diện giữa pha dầu và pha nước, làm cho các giọt ổn định.

LDầu pha liên tục có thể cải thiện sự ổn định của giọt. Đường ống có thể được kết nối với chip microfluidic từ máy bơm của bạn

Điểm thànhCó thể cung cấp bộ hoàn chỉnh hoặc chỉ các thành phần bạn muốn. Để tìm hiểu thêm về sản phẩm của chúng tôi, vui lòng theo dõi chúng tôi。

trích dẫn

1. Headen, D., García, J. & García, A. Microfluidics giọt song song cho đóng gói tế bào thông lượng cao và tạo ra microgel tổng hợp. Microsyst Nanoeng 4, 17076 (2018).

2. Lin, Jin-Ming, ed. Microfluidics cho phân tích tế bào đơn. Springer, năm 2019.

3. Meng, Hu, et al. 'Vai trò của microfluidics trong các công thức protein với đặc điểm chức năng được lập trình sẵn. Sinh học: mục tiêu & liệu pháp 12 (2018): 191.