小鼠2-细胞胚胎电融合的研究

本试验对影响小鼠2-细胞胚胎电融合诸因素进行了研究。胚胎细胞融合面与两电极相平行或相垂直;胚胎细胞在0.3 mol/L甘露醇液、0.25mol/L蔗糖液和杜氏磷酸缓冲液(PBS)中;当电脉冲的持续时间为80μs,电场强度为0,800,1000,1200,1400和1600V/cm时以及当电脉冲的电场强度为1200V/cm,持续时间为10,20,40,80,160和320μs时,胚胎细胞融合效果的比较结果表明:融合面与两电极相平行,以0.3mol/L甘露醇液为融合液,电脉冲在1000—1200V/cm,20—160μs范围内的条件下,可获得满意的胚胎细胞融合率(88.6—94.5％),平均为92.2％。     

基于聚酰亚胺基底的细胞电融合芯片的研制

基于柔性印刷电路板(flexible printed circuits board, FPCB)技术,通过在聚酰亚胺基底薄膜表面层压的铜箔上刻蚀微电极阵列结构制备了一种细胞电融合芯片.在低电压(≤40 V)条件下实现了细胞电融合,融合效率达37%,远高于聚乙二醇(polyethylene glycol, PEG)法及传统细胞电融合方法.与传统细胞电融合系统相比,此芯片可在低电压条件下工作,具有结构简单、成本低廉、实验过程可观察、融合通量高等优点.另外,聚酰亚胺薄膜基底良好的柔软度可保证此芯片与其它分析模块(如细胞筛选分离模块)的有效集成,具备构造微全分析系统(micro total analytical system, μ-TAS)的巨大潜力.     

微电极阵列芯片的脂质体电融合研究

利用旋转蒸发法制作基于大豆卵磷脂的一种大型脂质体,在微电极阵列芯片上进行脂质体电融合实验研究.在电融合过程中,利用介电电泳力实现脂质体在微流控芯片中的排队,再利用高场强的电脉冲使脂质体膜发生可逆性电穿孔,在持续的介电电泳力作用下,使穿孔的脂质体实现融合.芯片上脂质体的融合率可以达到20％左右.而且,玻璃基底材料和低深宽比的通道结构更有利于脂质体融合过程的观察与控制.     

用荧光葡聚糖研究大麦细胞电融合

利用阴离子表面活性物质荧光葡聚糖 (F DX)研究了表面活性物质对大麦细胞电融合的影响 .结果表明 ,F DX可抑制电融合过程 .对放置过大麦细胞原生质体的F DX溶液 ,在荧光显微镜下可观察到其膜表面的荧光圈 ,证明F DX在膜上的吸附 .添加F DX可增加原生质体的电泳速度 ,说明吸附后原生质体表面负电荷增多 .由于相互间静电斥力的增强 ,使细胞的电融合率下降 .此外 ,还利用荧光显微技术研究了细胞电生孔现象 .观察到经电脉冲后溶液中的F DX可进入原生质体内部 ,间接证明了细胞电生孔的存在 .     

葡聚糖及其衍生物对大麦细胞电融合的影响

葡聚糖及其衍生物对大麦细胞电融合的影响①王伟江志裕＊（复旦大学化学系上海２００４３３）细胞融合是指用人工方法使两个细胞融合成一个细胞的过程［１,２］．体细胞融合可在不同种,不同属,甚至更远的生物间进行,所得到的细胞可具有新的特性．对于植物细胞,有望通...     

细胞电融合芯片技术的发展及展望

细胞电融合芯片技术是最近十几年来发展迅速的一种细胞融合方法,它可以广泛用于遗传学、动植物远缘杂交育种、发育生物学、免疫学、医药、食品以及农业等领域的基础研究和应用开发。由于其不仅具有可控性强、操作简便、对细胞无毒害等优点,还比传统细胞电融合技术更安全、快捷、高效、便携、集成度高,而且便于实验观察,样本消耗少,因此,在国内外广受关注。本文综述了细胞电融合芯片技术的基本原理、实现方法、研究进展,并对其未来发展作了展望。     

基于薄膜电极的细胞电融合芯片

构建了一种薄膜电极阵列结构的细胞电融合芯片, 通过多聚物微通道底/顶层凸齿状的微电极, 以及多聚物微通道侧壁上溅射形成的一层离散式金属薄膜电极, 共同形成离散式"三明治"微电极结构. 该微电极结构可在微通道内部形成与传统凸齿状电极相似的非均匀分布的梯度电场, 通过介电电泳效应进行细胞控制及排队. 利用多聚物在芯片上填充了传统凸齿状电极的凹陷区, 克服了细胞在凹陷区无法有效排队与融合的缺点. 在芯片上利用K562细胞开展了基于介电电泳效应的细胞排队实验及基于可逆性电穿孔效应的电融合实验, 结果表明该芯片能够较好地实现细胞排队及融合, 融合所需控制电压低至10 V左右. 细胞排队率达99%以上, 几乎无细胞在绝缘物填充区(传统凸齿电极芯片的凹陷区)滞留, 细胞两两排队高于60%, 细胞融合效率约为40%, 比传统的细胞电融合方法和凸齿电极芯片有较大提高.     

基于SOI基底的高通量细胞电融合芯片

提出了一种以MEMS技术为基础, 可在低电压驱动条件下工作的创新型细胞电融合芯片. 该芯片的设计原理在于通过缩短微电极间的间距, 在低电压条件下获得足够强度的排队和融合电场强度. 原型芯片以SOI硅片为加工材料, 通过刻蚀方式在顶层低阻硅形成微电极和微通道; 在微电极上沉淀2 μm厚的铝膜以降低电阻率, 提高导电性; 通过PECVD方法形成150 nm厚SiO2保障铝膜的抗腐蚀性及芯片生物相容性; 芯片最终采用DIP法进行封装. 在该芯片上进行了低电压(传统电融合设备工作电压的1/20)驱动条件下的基于介电电泳的细胞排队实验及后期的细胞电融合实验, 结果表明, 细胞多以两两结合的方式排列, 与传统的细胞融合电仪器相比较, 降低了多细胞排队概率, 进而减少了传统电融合设备多细胞融合的概率, 为细胞高效率融合奠定了基础. 在加载的低电压短脉冲信号后, 微通道中形成了高压短脉冲电场, 在脉冲作用下, 烟草原生质体细胞在微通道中发生了融合, 融合时间(2 min)远低于传统电融合方法(10~30 min), 融合率远远高于传统的PEG方法(融合率小于1%)和传统电融合方法(利用BTX ECM 2001细胞电融合系统得到, 融合率小于5%).     

高效细胞电融合芯片中的电场分析

细胞电融合芯片内的电场分布对细胞的控制及细胞融合效率有非常重要的意义,它是该类芯片设计的主要因素。电场分布主要由芯片内微通道和微电极的结构决定。在一个新研制的融合芯片中,采用大量微电极构成的阵列来提高融合效率。由于电极数量很多,微通道和微电极的结构和形状复杂,理论计算芯片内部电场分布具有较大难度。利用ANSYS有限元分析软件,对细胞电融合芯片中的电场分布进行模拟分析,得到其强度分布及变化梯度。通过不同设计的对比分析,提出了更加适合于细胞电融合的电极阵列结构模型——矩形梳状交叉微电极阵列,为高效细胞电融合芯片的实现奠定了基础。在矩形梳状交叉微电极阵列原型芯片的实验研究中,细胞融合(植物原生质体融合)效率约为40%,超过了传统的化学融合(小于1%)、电融合(小于10%),以及最初所采用的矩形对称梳状电极(小于20%)。表明在该融合芯片上可以实现高效的细胞电融合。     

小鼠2-细胞期胚胎细胞电融合的研究

为了探索核移植克隆动物技术中的细胞融合参数,进行了小鼠2-细胞期胚胎细胞的电融合试验.直流电场强度为2kV/cm,脉冲时程40μs时,效果较好,可以获得70.5%的融合率和64.5%的发育率,进一步提高电场强度,裂解死亡率也明显提高;采用非电解质溶液(甘露醇)作为融合液时,胚胎细胞的融合率与融合胚的发育均优于电解质融合液(DPBS);在直流电脉冲之前,施加交流电脉冲是必要的,可以显著提高融合率(P＜0.05).