고통량 세포와 단백질 포장에 사용되는 액적 마이크로유체

1 소개

액체 방울 생성은 생물의학 연구자들이 높은 통량과 낮은 원가의 분석을 얻을 수 있는 강력한 기술이다[1]。과학자들은 미세 유체 방법을 이용하여 세포와 단백질 포장 방법을 개선하였다.이러한 기술의 진보는 각종 질병의 치료에 희망적인 결과를 가져왔다.이 글은 액적 생성이 세포와 단백질 패키지에서의 응용을 토론할 것이다.또한 실험을 최대한 활용하는 데 필요한 모든 것을 보여 드리겠습니다.

1.1 액적 기반 마이크로 유체 기술

액적 기반 미세 유체 기술은 혼용되지 않는 두 유체를 미세 유체 통로로 끌어들여 미세한 액적을 생성하는 방법이다.일반적으로 연구자들은 채널의 기하학적 형태를 조작하고 연속성을 조정합니다./ 분산상의 유속으로 액체 방울의 크기를 조절하고,[2]。

마이크로 스케일 액체는 더 빠른 혼합과 전열 속도를 가지고 있어 반응 시간을 가속화시킨다.이런 격리실의 역할은 마이크로반응기와 유사하다.또한 세포 간의 교차 오염을 방지하기 위해 물리적, 화학적으로 격리된 환경을 제공하여 단일 세포 패키징, 배양 및 분석을 실현합니다.[2]。

이 기술은 다음과 같은 다양한 이점을 제공합니다.

l전 세포 선별 작업 과정 설계 실현

l시약 소모가 적다

l생체 상용성

l고감도

액적 포장은 여러 가지 기술을 포함한다.이 방법은 시료의 유형과 수량, 필요한 화학반응 시간과 순서에 따라 다르다.주로 시료를 액적의 분산상에 희석시키는 것과 관련된다.

1.2 단백질 포장

미구에 있는 단백질의 포장은 각종 질병을 치료하는 유망한 치료 전략이다[1]。단백질 요법은 효소 분해에 매우 민감하다.그러므로 그것들을 담체에 봉인하면 그들이 체내의 목표부위로 수송될 때 보호를 제공할수 있다[3].

단백질 나노 입자를 얻는 두 가지 일반적인 전략은 나노 침전과 유화이다.또 다른 방법은 유화, 그 다음은 용제 소모와 용제 확산이다.마이크로 유체 플랫폼은 이 과정을 더욱 효율적으로 하고 더욱 통제 가능한 약물 방출 속도를 제공할 수 있다[3]。

이 기술은 연구자들이 하이드로겔 네트워크를 통한 확산 또는 마이크로겔 수해에 따라/ 효소를 분해하여 포장된 단백질의 방출 속도를 맞춤 제작한다[1].

1.3 액체 방울 속의 단세포 봉인

세포 마이크로캡슐화는 일반적으로 해조산염을 사용한다.그러나 이 재료는 세포의 미세 환경에 대한 통제에 한계가 있다.치수 제어를 생성하는 합성 마이크로 젤을 만드는 데 사용되는 마이크로 유체 방법은 이 문제를 해결하는 데 도움이 될 수 있습니다.이 기술은 액체 방울의 크기를 정확하게 제어할 수 있으며, 필름을 얇게 만드는 데 사용할 수 있다 6µm의 마이크로젤[1].

과학자들은 미세 유체를 사용하여 인간 환자와 배양 세포계에서 온 세포를 높은 통량 속도로 액체 방울에 봉할 수 있다.특히 액체 방울 기반 단세포 기술은 연구자들이 격리된 미세 환경에서 단일 세포를 조종할 수 있기 때문에 이점을 가져다 줄 수 있다[2]。

일반적으로 액체 방울에는 물과 세포의 용액이 포함되어 있습니다.그러나 연구자들은 장기 세포 배양을 유지하기 위해 생체 적합성의 하이드로겔이나 기타 중합체를 사용합니다.특히 하이드로겔 액체에 봉인된 세포는 일주일간 생존할 수 있다.이밖에 액적미류제어플랫폼은 형광, 질량스펙트럼과 전기화학을 포함한 여러가지 분석방법과 결합될수 있다[2]。

2 적용 예

2.1.치료성 단백질 배달

국부적으로 이식된 마이크로겔은 성장인자와 세포인자와 같은 치료성 단백질을 배달하는 미세한 상처를 나타낼 수 있다.또한 여러 개의 마이크로 젤을 포함하는 모자이크 주사가 복잡한 방출 곡선 또는 다중 단백질 배달을 제공 할 수 있습니다.[1]。

2.2 이식

마이크로겔 속의 세포 봉인은 이식에 도움이 된다.연구진은 이식 세포의 면역 침윤을 줄이면서 산소와 노폐물 운반을 유지하기 위해 마이크로겔의 크기를 조절할 수 있다.이것은 이식 후의 면역 억제를 줄이는 데 도움이 된다[1]。

마이크로겔은 또한 세포를 필요한 이식 크기에 고정시킬 수 있습니다. 이것은중요네, 많은 세포 요법이 전신 세포 공급에 의존하기 때문에[1]。

합성 마이크로겔은 또한 봉인된 줄기세포의 미세 환경을 조작하여 분화와 분비 기능에 영향을 줄 수 있다[1]。

2.3 대용량 필터링

선별은 약물 발견, 독성, 항체 친화력 분석에 도움이 된다.그것은 짧은 시간 내에 몇 가지 화합물을 평가하기 위한 것이다.액적 봉인은 고도로 단일 분산된 액적이 균일한 반응 조건을 제공하기 때문에 높은 통량의 선별 결과를 개선할 수 있다.

3 시작하려면 무엇이 필요합니까?

액적 마이크로 유체 기술은 비용 효율적인 높은 통량 분석을 제공합니다.액체 방울 생성 실험을 시작하는 설정은 다음과 같습니다.

2-3 x 마이크로 유체 펌프 (또는 4U 펌프와 같은 펌프의 2-3 채널) - 연속 (유) 상과 분산 (물) 상의 흐름을 제어하는 데 사용됩니다.애플리케이션에 따라 권장점성4U 압력 펌프또는 2x점성ExiGo 마이크로 유체 주사 펌프。점성4U 압력 펌프는 안정적이고 정확한 유속을 가지고 있으며 4개의 다른 채널을 독립적으로 제어하고 압력과 유량을 제어할 수 있다.스마트폰으로 트래픽 곡선을 프로그래밍하고 모든 펌프 기능을 효과적으로 관리할 수 있습니다.

l2개의 유량 센서로 유상과 수상의 유량 제어를 피드백한다.

l적당한 기하학적 형태를 가진 마이크로 흐름 제어 칩은 액체 방울의 크기를 확보하기 위해 액체를 생성할 수 있다좋아。

l안정된 통로 표면 화학은 액적 안정성을 확보할 수 있다.

l계면활성제는 유상과 수상 사이의 계면을 안정시켜 액체를 안정시킨다.

l연속적인 기름은 액체의 안정성을 높일 수 있다. 펌프에서 마이크로 흐름 제어 칩에 파이프 연결 가능

점성전체 키트를 제공하거나 원하는 구성 요소만 제공할 수 있습니다. 제품에 대한 자세한 내용은。

참조

1. Headen, D., García, J. & García, A. 높은 처리량 세포 캡고고화 및 합성 마이크로 젤 생성을 위한 병렬한 방울 microfluidics.Microsyst Nanoeng 4, 17076 (2018).

2. Lin, Jin-Ming, ed. 단일 세포 분석을 위한 Microfluidics.스프링거, 2019.

3. Meng, Hu, et al. '미리 프로그램된 기능적 특성을 가진 단백질 공식에서 microfluidics의 역할.생물학: 목표 및 치료 12 (2018): 191.