一种高精度微芯片用于微环境中细胞温度波动监测

• 作者: 赵雪飞 郜晚蕾 尹加文 管轶华 金庆辉
• 来源期刊: 生物化学与生物物理进展
• 关键词: 肿瘤细胞监测 微流控芯片 细胞温度 实时监测
• 年，卷（期）: 2021,（8）
• 所属期刊栏目: 研究报告|Research Papers
• 页码范围: 959-965
• 页数: 7页
• 分类号: Q65
• 语种: 中文
• DOI: 10.16476/j.pibb.2020.0400

摘要

温度是生物体中重要的参数,准确测量细胞在代谢过程中的温度波动可为更深入地探究细胞的能量产生和扩散过程提供有价值的信息,从而促进癌症和其他疾病的研究.本文基于微机电加工和微流控技术制备一批可在微环境下监测细胞代谢过程中温度波动的微芯片.微芯片由捕获细胞的C形"微坝"结构、供液体流动的"微缝"和监测温度波动的电极结构组成.可将细胞培养、温度监测在微芯片上完成.将有细胞贴壁生长的微芯片放置在37℃恒温环境中,采用恒电流法实时在线连续监测细胞在代谢过程中的温度波动.该芯片共有9个检测单元,每个单元的检测都是完全独立的,可同时检测多个结构上的细胞温度波动情况.微芯片的准确度优于0.013℃,精度为±0.014℃,响应速度约0.1s,不同厚度Ti/Pt温度传感器的温度-电阻之间的线性拟合参数R2大于0.999.在(37±0.015)℃的恒温环境下监测细胞,发现人肺腺癌细胞系(human lung adenocarcinoma cell,H1975)在代谢过程中温度波动的极差(0.173℃)大于肝星状细胞(hepatic stellate cell,HSC)的极差(0.127℃).癌细胞H1975的平均温度(37.001℃)高于正常细胞HSC的平均温度(36.989℃).该芯片为细胞代谢监测、药物筛选等方面提供了新的研究平台.