生物學中日常使用的細胞培養(yǎng)板可以有效地轉化為微流體裝置，為生物學家打開基于細胞的工作流程小型化的道路。在最近的一份報告中，博士。研究員Cristian Soitu和英國牛津大學牛津大學工程科學與病理學系的同事描述了一種在細胞周圍創(chuàng)建微流體排列的簡單方法。在研究中，當科學家使用容器中不混溶流體介質之間的界面作為建筑材料時，細胞已經在標準培養(yǎng)皿表面上生長。

他們通過重塑活細胞周圍的液體結構，將傳統(tǒng)的細胞培養(yǎng)皿重新用于復雜的微流體裝置。Soitu將他的研究團隊建造的新流體成型技術描述為“在選擇房屋時擔心承諾的細胞的流體結構 - 它們可以很容易地移除，而新的(具有不同的幾何形狀)建立在適當位置。” 該研究現(xiàn)已發(fā)表在Science Advances上

研究人員使用涉及細胞克隆的工作流程證明了該方法; 從盤子中選擇性克隆特定克隆; 藥物治療 ; 和傷口愈合。研究工作展示了一種多功能的方法，結合生物友好的特征，以促進生物學家的微流體技術?；谖⒘黧w的方法在許多工作流程中已經普及，盡管由于各種原因，它們在主流生物學中的應用仍然很慢，包括：

材料與細胞生長不相容

微流體架構封閉且無法訪問

在實驗期間無法重新配置的預定幾何形狀 - 導致制造和操作的成本

工程師設計的工作流程與生物學家開發(fā)的現(xiàn)有技術不一致。

在過去，科學家們創(chuàng)造了具有納米級流體壁的三維結構，盡管他們的生物相容性仍有待評估。因此，在目前的工作中，Soitu等人。開發(fā)了一種在原始培養(yǎng)皿上制作分離的微流體室陣列的方法，以適應細胞生物學中的主要工作流程。可能的實例包括細胞進食和轉移，克隆，冷凍保存，固定和免疫標記，細胞裂解和逆轉錄聚合酶鏈反應(RT-PCR)和CRISPR-Cas9基因編輯。在此類工作流程的先前實驗中，科學家在微流體制造后添加了細胞。

在目前的工作中，研究人員在含有貼壁細胞的標準培養(yǎng)皿上創(chuàng)建了各種微流體裝置，并實時重新配置。他們分離并檢索細胞克隆以進行概念驗證藥物測試和傷口愈合測定，并引入新技術在培養(yǎng)皿上創(chuàng)建和重新配置微流體電路，同時細胞生長和分裂，在主流生物學中具有許多潛在應用。

在隨后的實驗中，研究人員首先用組織培養(yǎng)基覆蓋培養(yǎng)皿的底部，并除去大部分培養(yǎng)基，形成覆蓋聚苯乙烯基質的薄膜。它們用不混溶的碳氟化合物(FC40)覆蓋薄膜以防止蒸發(fā)，并作為抵抗外部污染物的屏障以保持介質的無菌性。然后使用Teflon尖端，研究人員接觸培養(yǎng)皿的底部，置換水相以形成感興趣的形狀的微流體排列 - 在這種情況下為正方形。利用該技術，研究人員將開放式微流體平臺的優(yōu)勢帶入了標準細胞培養(yǎng)器。

Soitu等人。如先前由同一團隊所證明的那樣，將水相成形為具有少量液體的網格，并在選擇性室中用選擇性染料觀察它們。例如，外圍腔室接收藍色染料(形成藍色方形)，內部腔室形成“OXFORD”字樣。

研究人員在一個正方形內的三角形內“打印”了一個圓圈，并使用微升的三種染料分別觀察了這三種形狀; FC40阻止染料混合。結果顯示了構建和破壞FC40壁的能力，以有效地將液體限制在任何所需的2-D形狀中。

在初步概念驗證結果之后，Soitu等人。產生的腔室陣列概括了小鼠乳腺腫瘤細胞(NM18)的克隆，為此它們最初產生網格，然后加入細胞。研究人員首先允許細胞自由生長，由可透過O 2和CO 2的FC40壁包圍，然后通過將單個細胞生長成克隆，然后用不同形狀的流體壁圍繞它們。

他們表明，只要在隨后的處理或取出過程中菌落彼此隔離，就可以很容易地在活細胞周圍建立具有不同2-D足跡的流體壁。先前在限制的預圖案化表面內生長細胞的研究需要在細胞粘附之前進行表面處理 - 這有助于本技術中的顯著例外。

在下一步中，研究人員創(chuàng)建了一個參考板，在其上放置了一個含有感興趣的活細胞集落的培養(yǎng)皿，通過在其周圍印刷流體壁來分離其他感興趣的細胞克隆。在隔離時，他們可以挑選菌落，恢復細胞并按常規(guī)生長，以達到預期的效果。由于流體壁可以有效地限制液體，Soitu等人。通過添加嘌呤霉素 - 一種殺死哺乳動物細胞的小分子翻譯抑制劑來測試它們的效率。

在藥物篩選實驗裝置中，它們允許中央室單獨接收生長培養(yǎng)基，同時藥物以高致死劑量遞送至周圍室，以顯示當僅中央室中的細胞系存活時FC40分離的功效。 。在第二個例子中，Soitu等人。利用遺傳修飾的人胚胎腎細胞系的特性來編碼綠色熒光啟動子基因。在存在腫瘤壞死因子-α的情況下開啟以發(fā)出綠色熒光。流體壁形成了藥物暴露的有效屏障，驗證了該技術的藥物篩選潛力。

他們還通過使用以兩種不同方式涂覆的單個培養(yǎng)皿完成了原理驗證傷口愈合測定，以監(jiān)測兩個傷口愈合條件。為此，研究人員使用了基質膠 - 由肉瘤細胞分泌的凝膠狀蛋白和纖連蛋白 - 細胞外基質的糖蛋白，可改善傷口愈合。他們添加了HEK細胞，這些細胞在培養(yǎng)皿中形成單層，當細胞以略微不同的速率遷移到傷口時，通過將Teflon尖端拖過單層產生“傷口”。雖然在這個工作流程中Soitu等人。在電鍍細胞之前預先涂覆表面，在細胞開始遷移到新形成的傷口中以促進愈合之后，它們還可以改變涂覆技術。

通過這種方式，Cristian Soitu及其同事開發(fā)了一種靈活的微流體平臺，以使細胞生物學中的工作流程小型化。他們將這項技術擴展到目前的工作中，圍繞預鍍貼壁細胞形成微流體排列，然后進行細胞克隆，藥物篩選和傷口愈合的各種原理驗證。該平臺具有許多優(yōu)點，并且可以取代傳統(tǒng)的預制微流體裝置模式，作為靈活且可定制的替代方案。新的微流體安排具有成本效益，有助于節(jié)儉科學并且可以在實驗期間實時重新配置以增加多功能性。研究人員注意到該技術的局限性，包括二維限制布置以及與實心墻相比的流體壁的脆弱性。Soitu等人。希望優(yōu)化和結合這些特點和優(yōu)勢，為主流生物學家探索微流體的力量提供新的平臺。