基于微电极阵列的细胞电操作及融合方法的基础研究

地区:上海市 宝山区

关键词:重庆大学

成果类型:其它

成果领域:生物与新医药

成果编号:A2021061000002179

成果描述:

该项目属于生物医学工程、分析生物化学及生物微系统技术领域。 细胞融合方法是细胞工程研究的一个重要工具,在基础生物学研究、疫苗制备、肿瘤治疗、杂交育种等方面有广泛应用价值。由于传统细胞融合方法在配型控制精度、融合效率、融合细胞活性等多方面仍不尽人意,高效细胞融合方法仍是国际相关领域的研究热点。 该项目研究微流控细胞操作机制及方法,微电极阵列细胞电融合原理、机制及实现手段。在此基础上,建立一种高效细胞电融合方法。主要研究内容包括:研究二维微电极阵列中细胞的受力及运动控制,通过特定介电电泳力的产生同时精确操作大量细胞,实现排队、穿孔和融合;研究细胞在微操作、穿孔及融合过程中的力学、电学、热学等多因素影响、机理及控制方法;研究巨型脂质体的芯片构建方法,模拟细胞研究细胞融合机制;开展体细胞和干细胞的融合实验研究,分析杂合细胞的生物学特性及内在机制。 通过项目研究,可以实现对大量细胞的准确操作和配对位置的精确控制,并且建立了细胞对电穿孔点调控方法,从而实现了一种基于微芯片的高效的细胞电融合方法。待融合细胞在1~4V的较低电压下即可完成排队,细胞的两两排队率可达到60%以上;同时,融合电压也仅需6~20V,融合率可达40%以上。利用该方法,实现了体细胞的再程序化、高产表面活性剂酵母、烟草原生质体四倍体育种等应用研究,所得融合细胞都基本达到了设计要求。这些结果表明,这一方法控制精度高、工作电压低、生物相容性佳、融合通量大,融合效果达到国际先进水平,可望在生物、医药、农学等领域得到广泛应用。 该项目组在“基于微电极阵列的高效细胞电融合方法”研究方向共发表SCI收录论文23篇,多篇发表在该领域高水平期刊,包括Nanoscale、Sensors and Actuators B-Chemical、Microfluidics and Nanofluidics、Electrophoresis、Analytica ChimicaActa等。项目的研究成果获得了同行专家的广泛关注,主要研究论文共被SCI收录文章他引用96次,引文中很多发表在Lab Chip、Biomaterials、Analytical Chemistry等该领域顶级刊物上。
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