细胞电融合芯片的研究进展

       自从电学方法成功用于细胞电穿孔、电融合经过近30 年的发展完善,得到了广泛应用。传统细胞电融合装置通常采用大型融合槽,容量大,可以容纳1 mL 以上的样品液,同时,融合装置的可操作性较强,也便于进行灭菌处理,进/出样无需复杂的设备即可进行。但是,尽管经过多年的不断改进,该方法仍存在一些难以克服的缺陷。例如,融合电极多采用平板式电极或者尺寸在2~10 mm 的大型电极,电极间距通常在1~5 mm。因此,为了达到细胞穿孔及融合所需的电脉冲强度,所需脉冲信号电压常常高达102~103 V,给实验操作者及实验细胞都带来了不安全因素。对系统的整体电气安全性也提出了很高要求。同时,过高的工作电压给细胞电融合信号发生装置的研制带来了很大难度,系统成本也因此大为提高。电极尺寸远大于细胞,难以实现对细胞的准确、有效控制,因而在排队过程中细胞间的配型准确率差,容易产生多核的融合子,其存活率和分化率都极低,将进一步影响细胞电融合效率。此外,传统装置中融合过程难以实时观察,不利于融合过程的研究和融合条件的摸索优化。而且,该装置不利于细胞电融合技术向集成化、便携式等方向发展。为了克服传统方法的这些缺陷,提高细胞融合效率和自动化程度,从上个世纪末开始,细胞电融合技术的研究逐渐进入微观层次,并随着微流控技术和微加工技术的进步得到了快速发展。