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用压力泵实时检测细胞增殖(培养)

微纳立方

2022/11/18 16:14

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用压力泵实时检测细胞增殖(培养)

这是微纳立方第28篇微流控推文


咱做细胞增殖检测,计数法、染色法……但很多方法都只能检测一个时间点就是说只能看到细胞增殖的结果,清楚过程,并且往往需要额外的仪器和试剂。这次和你分享一个不一样的视角,用压力泵去实时检测细胞增殖这个实验康比涅技术大学 (UTC)的一个生物工程实验室完成。


实验比较简单1个压力泵往1块细胞培养芯片泵入培养基(5组采用同款芯片,且均含流量计

老规矩,来看一组实验数据里的纵坐标是压力泵的输出压力,横坐标是芯片里的细胞数

图里值得说的是3个颜色区域的点

绿色点设置恒定流量10μL/min这时微流控芯片里还没有细胞

蓝色点芯片里细胞贴壁了,恒流模式使得所需压力增大

红色点位,养了3天的细胞,细胞增殖数目变多,恒流所需压力更大

图中蓝色虚线拟合出的压力和细胞数的线性函数——到这可能看不下去了,这么点数据还拟合函数?有没有点数学常识事实上,个函数的样子,正好符合了数学公式微流控芯片里流道的流量=压力/流阻(Q=△P/RQ表示流量,△P表示压力,R表示流阻

如果细胞正常增殖,细胞数增多造成芯片内流道变窄肯定会导致流阻变大(流阻Rh^3*w成反比,h和w分别为芯片流道道的高和宽点这看流阻是怎么计算的),为了满足咱设定的10μL/min的流量,压力泵的输出压力一定会增大。就是说恒流模式下,细胞正常增殖,流阻变大,压力泵输出压力就应该变大如果压力不变或者缩小(细胞被冲走)反而问题。

所以重要的不是拟合出什么样的函数,而是这个函数要符合压力和细胞数正相关关系,就是说这个函数上某个点的斜率,一定是正的,不然细胞增殖就有问题。也许在你的实验里,它就变成了个指数函数(有点夸张了,如果压力像指数函数那样增加,一定是发生堵塞了)

你可能觉得检测要精准,不能这样看大概,但做一次细胞增殖(培养)动不动好几天,等做完发现问题,浪费时间还耽误进度,而这个办法,只需要你看一眼压力泵的输出压力。就像是如果你发烧了,一定要去医院让医生来告诉你吗?自己摸摸额头也能知道。

P.s. 以上说的细胞增殖为理想情况,如果染菌,菌类生长也会让压力变大。


最后附上这个实验的配置法国Fluigent压力泵Flow EZ流量计,细胞培养芯片细胞和培养基,以及连接配件


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如何计算微流控系统里的流阻?


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