微流體芯片實驗室細胞的成功培養-CETONI nemesys注射泵

在越來越多的研究領域中,正在尋求細胞培養物的小型化和轉移,以及將完整的測定方法轉移到芯片實驗室中。一方面,減少的分析區域意味著需要少量的樣品,另一方面,可以實時觀察細胞行為。成功實施此類芯片實驗室工藝的關鍵是高精度和無脈動的配料系統。我們的CETONI?nemesys注射泵在眾多實驗室中用于執行微流體分析等。

因此,我們整理了10個技巧,供初學者和經驗豐富的研究人員參考使用。

1.正確的芯片細胞培養皿

對用于細胞培養的芯片材料的要求很高。該材料不僅應具有生物相容性,而且還應具有高傳輸性能。因此,大多數工作使用聚合物PDMS(聚二甲基硅氧烷)或COC(環烯烴共聚物)。但是,PDMS還存在一些缺點,原因是透氣性和不耐化學藥品性,這使得COC或玻璃越來越突出。

2.不依賴CO?2的細胞培養基

獨立于CO?2的介質是包含HEPES(2-(4-(2-羥乙基)-1-哌嗪基)-乙磺酸)-獨立于例如基于一元和二元磷酸鈉和β-甘油磷酸酯的緩沖系統的現成制劑建立。因此,不需要CO?2來維持緩沖系統。

3.分離的細胞池

通過使用腔體(減少的細胞池),既可以在細胞池內建立微氣候,又可以保護細胞免受剪切應力的影響。

4.涂層促進細胞粘附

許多不同的濕化學涂層物質可促進細胞粘附。最常用的是膠原蛋白,明膠或多種物質的混合物。取決于所用的細胞培養物,隨著時間延長的可使用性。

5.精確控制流量

流速過高不僅會阻止細胞粘附,甚至會使其脫離,是由于過大的剪切應力的導致的結果。如果流速太低,將無法為細胞提供足夠的營養。最終,必須選擇一種折衷辦法,使流速適應細胞的葡萄糖消耗。

6.恒溫

憑借基于細胞的小型化傳感器,獨立于培養箱的觀察,可實時提供有關細胞生理過程的全面信息,維持37℃對于培養人類細胞是必要的。在這方面,加熱與培養箱無關的系統時,則采用不同的方法。帕爾貼元件,加熱箔或顯微鏡載玻片已提供ITO(氧化銦錫)涂層。ITO涂層具有均勻的溫度分布,還具有出色的光學透明性,可同時進行細胞培養物的光學顯微鏡檢查。

7.最小化氣泡

除了無空氣填充之外,微流體技術的最大挑戰是減少芯片系統中殘留的氣泡。通常,介質需要預先脫氣,為此,不僅造成了成本增加,更存在著潛在的污染風險,而且使無脈動的運輸更加困難。。另一種方法是利用亨利定律,即溶解在液體中的氣體量與壓力成正比。從圖形上講,系統中的壓力增加會促進系統中最小氣泡的溶解度,從而失去其破壞作用。可以通過正確放置一個表示流體阻力的背壓調節器(縮寫BPR)來達到此效果,根據設置的流量確保所需的壓力增加。

8.連續不斷

為了使細胞暴露于最均勻的條件下并持續向其提供營養,連續且低??脈沖的流動是必不可少的。隨后與適當的測試物質一起孵育,可在以后產生有意義且可重復的結果。

9.減少污染的風險

在不依賴于培養箱的芯片研究中,污染的風險相應較高,應仔細監測。在流體注射泵前后端搭載過濾器可支持無污染栽培。當然,應特別注意流體連接技術和輸送系統。通過有針對性地使用一次性或可高壓滅菌的組件(例如注射器和閥門),模塊化nemesys注射泵非常適合此目的。

10.細胞接種

芯片系統中的細胞接種過程尤為關鍵,因為均勻的細胞分布對實驗的信息價值具有決定性的影響。將細胞帶入完全組裝的微流體系統需要一定程度的指尖靈敏度或確保細胞均勻分布的構造機制。