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合肥研究院等基于微流控芯片技術(shù)在細(xì)胞趨化性和記憶效應(yīng)研究中獲進(jìn)展

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合肥研究院等基于微流控芯片技術(shù)在細(xì)胞趨化性和記憶效應(yīng)研究中獲進(jìn)展

摘要: 　　近期，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)學(xué)習(xí)院應(yīng)用技術(shù)學(xué)習(xí)所學(xué)習(xí)員劉勇課題組與加拿大曼尼托巴大學(xué)教授Francis Lin課題組合作，基于微流控芯片技術(shù)在細(xì)胞趨化性和記憶效應(yīng)學(xué)習(xí)中取得新進(jìn)展，相關(guān)成果以封底文章形式發(fā)表 ...

　　近期，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)學(xué)習(xí)院應(yīng)用技術(shù)學(xué)習(xí)所學(xué)習(xí)員劉勇課題組與加拿大曼尼托巴大學(xué)教授Francis Lin課題組合作，基于微流控芯片技術(shù)在細(xì)胞趨化性和記憶效應(yīng)學(xué)習(xí)中取得新進(jìn)展，相關(guān)成果以封底文章形式發(fā)表在Integrative Biology 雜志上（2017， DOI:10.1039/C7IB00037E）。
　　細(xì)胞趨化性指細(xì)胞朝向特定化學(xué)濃度梯度所發(fā)生的定向遷移運(yùn)動(dòng)。以往學(xué)習(xí)結(jié)果已經(jīng)詳細(xì)闡述了中性粒細(xì)胞如何響應(yīng)化學(xué)濃度梯度，并采用bias-random-walk理論模擬了中性粒細(xì)胞趨化性運(yùn)動(dòng)，但因受到細(xì)胞高度持久遷移性質(zhì)的影響，而尚未完成實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。另一個(gè)在細(xì)胞遷移領(lǐng)域一直備受關(guān)注的問題是細(xì)胞趨化性記憶效應(yīng)及其潛在機(jī)制。依托具備細(xì)胞預(yù)校準(zhǔn)和多區(qū)域梯度配置功能的微流控芯片可以同時(shí)完成細(xì)胞bias-random-walk運(yùn)動(dòng)和趨化性記憶效應(yīng)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)，課題組開發(fā)了雙薄壁障礙微流控芯片（Double docking chip，D2-Chip）用于該項(xiàng)學(xué)習(xí)。
　　D2-Chip由S型微通道結(jié)構(gòu)、檢測(cè)區(qū)域和通道下游結(jié)構(gòu)組成（圖1A）。采用多物理場(chǎng)仿真軟件模擬了D2-Chip中的梯度分布（圖1A），建模結(jié)果顯示中間梯度通道和薄壁障礙結(jié)構(gòu)中存在兩種斜率不同的線性濃度梯度（圖1B）。注入細(xì)胞之后，中間梯度通道與Source/Sink Channel之間的壓力差將推動(dòng)細(xì)胞運(yùn)動(dòng)到中間梯度通道兩側(cè)，細(xì)胞排列于中間梯度通道兩側(cè)使其具有相同的初始位置，這種獨(dú)特的設(shè)計(jì)有利于觀察細(xì)胞隨著時(shí)間變化的運(yùn)動(dòng)情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，隨著時(shí)間的推移，細(xì)胞對(duì)化學(xué)吸引梯度的依賴性降低，而隨時(shí)間累積的統(tǒng)計(jì)學(xué)變化將導(dǎo)致細(xì)胞的同步性降低（圖1C），這與計(jì)算機(jī)仿真結(jié)果相一致。在同一組實(shí)驗(yàn)中，學(xué)習(xí)人員還同時(shí)完成了中性粒細(xì)胞記憶效應(yīng)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)，結(jié)果表明細(xì)胞在穿過薄壁障礙結(jié)構(gòu)后會(huì)在無梯度環(huán)境中繼續(xù)運(yùn)動(dòng)一段距離（圖1C）。
　　近年來，光電子中心生物醫(yī)學(xué)光學(xué)學(xué)習(xí)團(tuán)隊(duì)面向健康行業(yè)需求，開展了基于微流控芯片的核酸、蛋白質(zhì)和細(xì)胞檢測(cè)新方法學(xué)習(xí)，研發(fā)了用于基因檢測(cè)、細(xì)胞遷移學(xué)習(xí)的系列微流控芯片和檢測(cè)裝置；同時(shí)，與國內(nèi)外多個(gè)學(xué)習(xí)團(tuán)隊(duì)合作，面向POCT應(yīng)用，正在開展基于微流控芯片和智能手機(jī)的生物標(biāo)志物檢測(cè)新技術(shù)學(xué)習(xí)。
　　文章鏈接



　�。ˋ）模擬微流控芯片梯度場(chǎng)；（B）微流控芯片濃度梯度分布；（C））微流控芯片熒光梯度檢測(cè)圖像



　　封底報(bào)道：D2-Chip中同時(shí)完成bias-random-walk運(yùn)動(dòng)和趨化性記憶效應(yīng)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)合肥研究院等基于微流控芯片技術(shù)在細(xì)胞趨化性和記憶效應(yīng)研究中獲進(jìn)展  |  責(zé)任編輯：蟲子
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