قطرات من السوائل الدقيقة عالية التدفق الخلوي و تغليف البروتين

1 مقدمة

قطرة جيل هو تقنية قوية للحصول على تدفق عالية ومنخفضة التكلفة التحليل من قبل الباحثين في مجال الطب الحيوي .[ 1 ] . باستخدام أساليب ميكروفلويديك ، والعلماء تحسين طرق تغليف الخلايا والبروتينات . التقدم في هذه التكنولوجيات قد أسفرت عن نتائج واعدة في علاج مختلف الأمراض . في هذه الورقة ، تطبيقات قطرة جيل في تغليف الخلايا والبروتينات وتناقش . ونحن سوف تظهر لك أيضا كيفية الاستفادة الكاملة من التجربة .

1.1 قطرة السائل على أساس تكنولوجيا ميكروفلويديك

قطرة المستندة إلى تقنية ميكروفلويديك هو وسيلة لتوليد قطرات صغيرة من خلال إدخال اثنين من السوائل غير قابلة للامتزاج في ميكروفلويديك القنوات . في كثير من الأحيان ، والباحثين من خلال التلاعب في الهندسة من القنوات وضبط الاستمرارية/ سرعة التدفق من مرحلة التشتت للسيطرة على حجم القطرة ، [2]。

مايكرو قطرات أسرع خلط ونقل الحرارة ، وبالتالي تسريع وقت رد الفعل . هذه الدوائر تعمل على غرار عزل microreactors . . . . . . . وبالإضافة إلى ذلك ، فإنها توفر بيئة معزولة ماديا وكيميائيا لتجنب التلوث عبر الخلايا ، وبالتالي تحقيق خلية واحدة التعبئة والتغليف ، والثقافة ، والتحليل .[2]。

هذه التكنولوجيا لديها العديد من المزايا ، مثل :

لتصميم تدفق العمل من أجل تحقيق خلية كاملة الفرز

لانخفاض استهلاك كاشف

لتوافق مع الحياة

لحساسية عالية

قطرات التعبئة والتغليف تشمل مجموعة متنوعة من التقنيات . هذه الطريقة تختلف حسب نوع وكمية من العينة ، وقت رد الفعل المطلوب و النظام . ويتعلق هذا الاختراع إلى تخفيف العينة إلى تفريق المرحلة من قطرات .

1.2 تغليف البروتين

تغليف البروتين في المجهرية هو استراتيجية واعدة لعلاج مختلف الأمراض .[ 1 ] . العلاج البروتيني حساسة جداً إلى تدهور الأنزيمية . وبناء على ذلك ، تغليف لهم في الناقل يمكن أن توفر الحماية عندما يتم نقلها إلى موقع الهدف في الجسم الحي ( [ 3 ] ) .

اثنين من الاستراتيجيات المشتركة للحصول على البروتين النانوية هي nanoprecipitation و استحلاب . طريقة أخرى هي استحلاب ، تليها استهلاك المذيبات المذيبات ونشرها . منصة ميكروفلويديك يمكن أن تجعل هذه العملية أكثر كفاءة ، وتوفير المزيد من التحكم في معدل تسليم المخدرات[3]。

هذه التكنولوجيا تسمح للباحثين لتحديد ما إذا كان أو لم يكن من خلال نشر microgel هيدروجيل التحلل/ تدهور الأنزيمية لتخصيص معدل الإفراج عن البروتين المغلف [ 1 ] .

1.3 خلية واحدة التعبئة والتغليف في قطرات

كبسولات رقيقة جدا من الخلايا عادة ما تستخدم الجينات . ومع ذلك ، فإن السيطرة على هذه المواد الخلوية المكروية محدودة . ميكروفلويديك طريقة لتوليد حجم تسيطر microgels الاصطناعية يمكن أن تساعد في حل هذه المشكلة . هذه التكنولوجيا يمكن التحكم بدقة في حجم القطرة ، ويمكن استخدامها في تصنيع رقيقة 6 ميكرومتر microgel [ 1 ] .

يمكن للعلماء استخدام ميكروفلويديك لتغليف الخلايا من المرضى و خطوط الخلايا المستزرعة في قطرات في معدلات تدفق عالية . على وجه الخصوص ، قطرة واحدة على أساس تكنولوجيا الخلايا يمكن أن تكون مفيدة لأنها تسمح للباحثين التلاعب الخلايا الفردية في عزلة المكروية .[2]。

في كثير من الأحيان ، قطرات تحتوي على الماء والحل الخلوي . ومع ذلك ، استخدم الباحثون هيدروجيل حيويا أو غيرها من البوليمرات للحفاظ على ثقافة الخلية على المدى الطويل . وتجدر الإشارة إلى أن الخلايا التي تغلف في قطرات هيدروجيل يمكن البقاء على قيد الحياة لمدة أسبوع . وبالإضافة إلى ذلك ، قطرة ميكروفلويديك منصة يمكن أن تكون جنبا إلى جنب مع مجموعة متنوعة من أساليب التحليل ، بما في ذلك مضان ، مطياف الكتلة ، الكهروكيميائية[2]。

2 تطبيق المثال

2-1تسليم البروتين العلاجي

microgels مزروع محليا قد تمثل طريقة مينيملي تسليم البروتينات العلاجية مثل عوامل النمو والسيتوكينات . كما أنه يسمح حقن الفسيفساء التي تحتوي على العديد من microgels لتقديم منحنيات الإفراج المعقدة أو تسليم البروتين متعددة[1]。

2.2 زرع

تغليف الخلايا في microgel يساعد على زرع . يمكن للباحثين التحكم في حجم microgels للحد من تسلل المناعة من الخلايا المزروعة مع الحفاظ على نقل الأوكسجين والنفايات . وهذا يساعد على الحد من كبت المناعة بعد الزرع[1]。

microgel يمكن أيضا تثبيت الخلايا في الحجم المطلوب للزرع ، والذي هوهاملأن العديد من العلاجات الخلوية تعتمد على نظام تسليم الخلية[1]。

microgels الاصطناعية يمكن أيضا التلاعب المكروية من تغليف الخلايا الجذعية ، مما يؤثر على وظيفة التمايز وإفراز[1]。

2.3 الفرز الفائق الإنتاجية

الفحص هو مفيد في اكتشاف المخدرات ، تحليل السمية و تقارب الأجسام المضادة . وهو يهدف إلى تقييم عدة مركبات في وقت قصير . قطرات التعبئة والتغليف يمكن أن تحسن تدفق عالية نتيجة الفرز ، لأن درجة عالية من مونوديسبيرسي قطرات توفير رد فعل موحد الظروف .

3 ماذا تريد أن تبدأ ؟

قطرة السائل ميكروفلويديك التكنولوجيا يوفر كفاءة عالية واقتصادية تحليل تدفق عالية . الإعداد لبدء تجربة تشكيل القطرة هو :

2-3 × مضخة ميكروفلويديك ( أو 2-3 قنوات على مضخة ، على سبيل المثال ، 4U مضخة ) - يستخدم للتحكم في تدفق مستمر ( النفط ) و تفريق ( الماء ) مراحل . وفقا للتطبيق ، ونحن نوصينقطة فيمضخة الضغطأو 2xنقطة فيexigo microfluid مضخة حقنمنتدىنقطة في4U مضخة الضغط مستقرة ودقيقة معدل التدفق ، ويمكن التحكم بشكل مستقل في 4 قنوات مختلفة ، والسيطرة على الضغط ومعدل التدفق . يمكنك استخدام الهاتف الذكي برمجة منحنى التدفق وإدارة جميع وظائف المضخة بكفاءة .

لاثنين من أجهزة الاستشعار تدفق تستخدم للتحكم في تدفق النفط والمياه المرحلة .

لرقاقة ميكروفلويديك مع الهندسة المناسبة يمكن أن تولد قطرات لضمان حجم القطرةجيدمنتدى

لقناة مستقرة الكيمياء السطحية يضمن استقرار قطرات .

لالسطحي يمكن تحقيق الاستقرار في واجهة بين النفط والمياه المرحلة ، وجعل قطرات مستقرة .

لالمرحلة المستمر النفط يمكن أن تزيد من استقرار قطرات . يمكن توصيل الأنابيب من المضخة إلى رقاقة ميكروفلويديك

نقطة فييمكن أن توفر مجموعة كاملة أو فقط المكونات التي تريدها . لمعرفة المزيد عن منتجاتنا ، يرجى الانتباه إلىمنتدى

استشهد

1. هيدن، د، غارسيا، ج. وغارسيا، أ. الميكروفلويديكس قطرة موازية لتغليف الخلايا عالية الإنتاجية وتوليد الميكروجيل الاصطناعي. Microsyst Nanoeng 4، 17076 (2018).

2. لين، جين مينغ، إد. الميكروفلويديكس لتحليل الخلية الواحدة. سبرينجر، 2019.

3. Meng، Hu، وآخرون. "دور microfluidics في تركيبات البروتين مع الخصائص الوظيفية مبرمجة مسبقا. علم الأحياء: الأهداف والعلاج 12 (2018): 191.