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简介
液滴生成是生物医学研究人员获得高通量和低成本分析的强大技术，[1]。利用微流体方法，科学家改进了细胞和蛋白质封装方法。这些技术的进步为各种疾病的治疗带来了有希望的结果。本文将讨论液滴生成在细胞和蛋白质封装中的应用。我们还将向您展示充分利用实验所需的一切。
基于液滴的微流体技术
基于液滴的微流体技术是一种通过将两种不混溶的流体引入微流体通道来产生微小液滴的方法。通常，研究人员通过操纵通道的几何形状和调整连续/分散相的流速来控制液滴大小，[2]。
微尺度液滴具有更快的混合和传热速度，从而加快了反应时间。这些隔离室的作用类似于微反应器。此外，它们还提供物理和化学隔离的环境，以避免细胞之间的交叉污染，从而实现单细胞封装、培养和分析，[2]。
该技术具有多种优势，例如：
- 实现全细胞筛选工作流程设计
- 试剂消耗低
- 生物相容性
- 高灵敏度
液滴封装包括多种技术。该方法因样品的类型和数量以及所需的化学反应时间和顺序而异。主要涉及将样品稀释到液滴的分散相中。
蛋白质封装
微球中蛋白质的封装是治疗各种疾病的一种有前途的治疗策略，[1]。蛋白质疗法对酶降解极为敏感。因此，将它们封装在载体中可以在它们被输送到体内目标部位时提供保护，[3]。
获得蛋白质纳米颗粒的两种常见策略是纳米沉淀和乳化。另一种方法是乳化，然后是溶剂消耗和溶剂扩散。微流体平台可以使该过程更高效，并提供更可控的药物释放速率，[3]。
该技术允许研究人员根据通过水凝胶网络的扩散或微凝胶水解/酶降解来定制封装蛋白质的释放速率，[1]。
液滴中的单细胞封装
细胞微胶囊化通常使用海藻酸盐。然而，这种材料对细胞微环境的控制有限。一种用于生成尺寸控制的合成微凝胶的微流体方法可以帮助解决这个问题。该技术可以精确控制液滴尺寸，可用于制造膜薄至 6 µm 的微凝胶，[1]。
科学家可以使用微流体以高通量速率将来自人类患者和培养细胞系的细胞封装在液滴中。特别是，基于液滴的单细胞技术可以带来好处，因为它们允许研究人员在隔离的微环境中操纵单个细胞，[2]。
通常，液滴包含水和细胞的溶液。然而，研究人员使用生物相容性的水凝胶或其他聚合物来保持长期细胞培养。值得注意的是，封装在水凝胶液滴中的细胞可以存活一周。此外，液滴微流控平台可以与各种分析方法相结合，包括荧光、质谱和电化学，[2]。
应用示例
治疗性蛋白质递送
局部植入的微凝胶可能代表一种递送治疗性蛋白质（如生长因子和细胞因子）的微创方式。它还可以允许包含多个微凝胶的马赛克注射提供复杂的释放曲线或多蛋白质递送，[1]。
移植
微凝胶中的细胞封装有助于移植。研究人员可以控制微凝胶的大小，以减轻移植细胞的免疫浸润，同时保持氧气和废物的运输。这有助于减少移植后的免疫抑制，[1]。
微凝胶还可以将细胞固定在所需的移植尺寸，这是必不可少的，因为许多细胞疗法依赖于全身细胞给药，[1]。
合成微凝胶还可以操纵封装干细胞的微环境，影响分化和分泌功能，[1]。
高通量筛选
筛选有助于药物发现、毒性和抗体亲和力分析。它旨在在短时间内评估几种化合物。液滴封装可以改善高通量筛选结果，因为高度单分散的液滴提供了均匀的反应条件。
您需要什么才能开始？
液滴微流体技术提供经济高效的高通量分析。开始液滴生成实验的最低设置是：
2-3 x 微流体泵（或一台泵上的 2-3 个通道，例如 4U 泵）——用于控制连续（油）相和分散（水）相的流动。根据应用，我们推荐 点成4U 压力泵或 2x 点成ExiGo 微流体注射泵。点成4U 压力泵具有稳定而准确的流速，可独立控制 4 个不同的通道，控制压力和流量。您可以使用智能手机编程流量曲线并有效管理所有泵功能。
- 2 个流量传感器，用于反馈油相和水相的流量控制。
- 具有适当几何形状的微流控芯片可产生液滴，以确保液滴尺寸最佳。
- 稳定的通道表面化学可确保液滴稳定性。
- 表面活性剂可稳定油相和水相之间的界面，使液滴稳定。
- 连续相油可提高液滴稳定性。 管道可从您的泵连接到微流控芯片
点成可以提供完整的套件或仅提供您想要的组件。 要了解有关我们产品的更多信息，请联系我们。
引用
1.Headen, D., García, J. & García, A. Parallel droplet microfluidics for high throughput cell encapsulation and synthetic microgel generation. Microsyst Nanoeng 4, 17076 (2018). https://doi.org/10.1038/micronano.2017.76
2. Lin, Jin-Ming, ed. Microfluidics for Single-Cell Analysis. Springer, 2019.
3.Meng, Hu, et al. "The role of microfluidics in protein formulations with pre-programmed functional characteristics." Biologics: targets & therapy 12 (2018): 191.