微流控细胞培养

微流控细胞培养融合了生物学、生物化学、工程学和物理学方面的知识，以开发用于在微观尺度上培养、维持、分析和实验细胞的设备和技术。它合并了微流控技术，这是一套用于在人工制造的微系统中处理小体积流体（μL、nL、pL）的技术，以及细胞培养，这涉及在受控实验室中细胞的维持和生长环境。微流控技术已用于细胞生物学由于微流控通道的尺寸非常适合细胞的物理规模（数量级为10微米），因此进行了研究。例如，真核细胞的线性尺寸介于10-100μm之间，属于微流控尺寸范围。微流控细胞培养的关键组成部分是能够模拟细胞微环境，其中包括调节细胞结构、功能、行为和生长的可溶性因子。该设备的另一个重要组成部分是产生体内存在的稳定梯度的能力，因为这些梯度在理解趋化性，双旋性中起着重要作用以及对细胞的触觉效果。

微流控细胞培养的一些主要优点包括减少样品量（在使用原代细胞时尤其重要，这通常很有限），以及在同一设备中定制和研究多种微环境的灵活性。与大规模培养系统（通常需要10 ⁵ – 10 ^7个细胞）相比，在微型系统（例如几百个细胞）中也可以使用减少的细胞数量；这可以使研究某些细胞间相互作用变得更加容易。这些减少的细胞数量使得研究非分裂或缓慢分裂的细胞（例如干细胞）成为可能。因为样品量较小，因此比传统培养方法（例如烧瓶、培养皿或孔板）更容易。鉴于微流控装置的尺寸较小，因此可以实现层流，从而可以轻松完成培养系统的操作，而不会影响其他培养室。层流也很有用，因为它可以更准确地模拟体内流体动力学，通常使微尺度培养比传统培养方法更具相关性。间隔微流培养也已与活细胞钙成像相结合，其中去极化刺激已传递至神经元的外周末端，并且钙反应记录在细胞体内。该技术已证明，与神经元细胞体对某些刺激（例如质子）相比，末梢末端的敏感性存在明显差异。这给出了一个很好的例子，说明为什么使用微流控细胞培养装置隔离研究xxx末端如此重要。