京津冀国家技术创新中心

本文转载自“微纳动力”微信公众号

▲《Small》封面图

单细胞分选技术在基因组、转录组、蛋白质组学、药物筛选、和细胞外检测等各个领域变得越来越不可或缺。近年来，细胞阵列技术的出现使高通量单细胞分析成为可能。尤其是诸如磁、声或电场的新型操纵力，为细胞操纵和微井中的快速捕获和分选提供了新的可能。

相关工作以“Optoelectronic Tweezers Micro-Well System for Highly Efficient Single-Cell Trapping, Dynamic Sorting, and Retrieval”为题发表在国际知名学术杂志Small。

▲图1《Small》期刊发表页

在本研究中，京津冀国家技术创新中心学术合伙人、培育高科技企业微纳动力CEO、北京航空航天大学冯林教授，硕士生甘淳元等人介绍了一种基于光电镊（Optoelectronic tweezers, OETs）系统的微井阵列光电芯片平台，用于单细胞阵列的生成、细胞分选与目标细胞提取。该技术使用创新的光刻和激光切割混合制造方法，得到了微井阵列光电芯片的简便制造工艺。

该平台可以以20 μl/min 的流速对单个细胞进行阵列化捕获与分选，并从指定的微孔执行基于介电电泳(DEP)的光导单细胞检索，为对难分细胞进行非接触、快速、直接地操作和分选提供了一种创新方法。

▲ 图2 微井光电芯片平台基本结构

图3所示的细胞分选程序，使用荧光显微镜检查微孔中的细胞，以量化捕获的细胞。实验中使用了两种L-O2与HepG2细胞的比例，细胞混合物测定结果显示，通过将OETs系统与微孔阵列集成，该平台展示了优秀的适应性，理想条件下单细胞捕获率超过91.9 %，HepG2和L-O2细胞的混合样品的分类准确率超过91%。荧光标记允许鉴定隔离的、荧光标记的HepG2细胞，随后可在芯片内选择性释放。

▲ 图3 量化捕获细胞测试

最后，本研究还证明了该微流控芯片的选择性检索能力。细胞在光诱导负介电泳力的作用下可以选择性地退出微孔，这是一个独特的运动特征，可以使细胞的运动超越平面。通过将光图案投射到包含目标细胞微孔的底部，使细胞在穿过微孔时被负介电泳力排斥，从而达到OET芯片上投射光图案选择性卸载细胞，促进细胞从微孔中的特异性去除的功能。

▲图4 细胞选择性卸载研究

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