芯片實(shí)驗(yàn)室：微流控芯片如何重塑細(xì)胞活率分析的未來

       在芯片實(shí)驗(yàn)室系列上一期內(nèi)容《芯片實(shí)驗(yàn)室：開啟生命科學(xué)研究的“微”紀(jì)元》中，我們介紹了微流控技術(shù)的發(fā)展、微流控芯片的應(yīng)用方向及其與傳統(tǒng)研究方法的對比。本篇文章將為大家分享，微流控芯片如何重塑細(xì)胞活率分析的未來。

傳統(tǒng)細(xì)胞活率分析流程的局限性
傳統(tǒng)細(xì)胞活率分析方法存在局限性，操作過程面臨多維度瓶頸，限制其在現(xiàn)代生物學(xué)研究中的適用性。 

• 操作復(fù)雜性導(dǎo)致的誤差累積

多步驟手動操作：包括樣本轉(zhuǎn)移、染色劑梯度稀釋及顯微觀察形成誤差傳遞鏈。操作者經(jīng)驗(yàn)差異會直接影響細(xì)胞計(jì)數(shù)區(qū)選取的代表性、染料滲透均勻性及形態(tài)學(xué)判讀準(zhǔn)確性，引入難以量化的人為主觀偏差。特別是在低活力樣本（如原代細(xì)胞或治療后細(xì)胞群）分析時(shí)，人工判讀對死細(xì)胞碎片與存活細(xì)胞的邊界辨識存在顯著不確定性。
 

• 樣本完整性破壞與動態(tài)監(jiān)測缺失

離心分離、反復(fù)移液等操作施加的機(jī)械剪切力會改變細(xì)胞膜電位與通透性，破壞細(xì)胞原生微環(huán)境。染色過程中的滲透壓沖擊及體外暴露時(shí)間延長，可能誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡或活力衰減，造成“分析誘導(dǎo)型偽死亡”。離散化的離線操作模式導(dǎo)致時(shí)間分辨率不足，無法實(shí)現(xiàn)細(xì)胞應(yīng)激響應(yīng)的實(shí)時(shí)追蹤。
 

• 通量瓶頸與資源低效性

樣本處理能力受限于人工操作速度，難以滿足高通量篩選需求。常規(guī)方法需消耗毫升級染色試劑進(jìn)行細(xì)胞鋪展覆蓋，稀有樣本（如循環(huán)腫瘤細(xì)胞或干細(xì)胞）存在樣本量耗盡風(fēng)險(xiǎn)。大型分析設(shè)備（如流式細(xì)胞儀）的校準(zhǔn)維護(hù)復(fù)雜性與高運(yùn)行成本，進(jìn)一步制約技術(shù)的可及性與規(guī)�；瘧�(yīng)用。

浚真生命科學(xué)微流控芯片
浚真生命科學(xué)的微流控芯片自主設(shè)計(jì)的微米級的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中包括了納米試劑包埋區(qū)、反應(yīng)混合區(qū)、細(xì)胞均勻分布的檢測區(qū)等功能單元。
   

• 顛覆傳統(tǒng)的細(xì)胞活率分析方法

 
微流控芯片的專利設(shè)計(jì)顛覆了傳統(tǒng)的樣本處理流程，降低了操作難度，創(chuàng)新性的將TB/AOPI染料包埋于芯片中，兩種染色方式適用范圍廣，避免以上傳統(tǒng)的操作誤差外，微流控芯片的封閉性設(shè)計(jì)能夠有效降低環(huán)境污染物（如灰塵、酶類）與樣本的接觸概率，顯著提升了樣本的純凈度與穩(wěn)定性。 
 

• 實(shí)現(xiàn)全自動細(xì)胞活率分析

   
隨著微加工工藝的進(jìn)步與微納光學(xué)、合成生物學(xué)等多學(xué)科交叉的深化，微流控芯片有望進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)多組學(xué)數(shù)據(jù)的原位整合、疾病模型的精準(zhǔn)模擬及臨床診斷的床旁應(yīng)用，推動細(xì)胞分析從“實(shí)驗(yàn)室研究”向“精準(zhǔn)醫(yī)療”的快速轉(zhuǎn)化。未來，微流控技術(shù)或?qū)⒊蔀橄乱淮��?xì)胞分析的核心平臺，引領(lǐng)生命科學(xué)研究進(jìn)入的全新時(shí)代。