Small Methods:基于微流体系统的单细胞生物检测技术的发展与展望

细胞检测分析技术通过分析细胞分泌产生的基因, 蛋白质,代谢物水平,从而揭示生物学和临床医学规律。目前的细胞分析技术比如酶联免疫吸附试验,实时定量基因扩增荧光检测等方法大多仅可被用于检测细胞群体的整体分泌水平,但却忽视了个体细胞蛋白分泌水平的差异。然而,通过单细胞分析技术以及最新大数据统计手段确定大量单个功能细胞的不同状态变化可以帮助人们更好地理解细胞间的信息传递,有助于精确的疾病监控与诊断。因此,发展新型单细胞检测技术受到了研究人员的重视。

近日,纽约大学的陈伟强教授,奥本大学的陈鹏宇教授和纽约大学阿布达比分校Mohammad Qasaimeh教授总结分析了当前基于微流体系统的单细胞分离和细胞分泌物检测技术最新研究进展。单细胞检测平台通常需要同时结合细胞分离技术和单细胞分泌物分析检测技术。受益于近年来微流体系统的研究进步,准确便捷的微流体输送和微流体环境的塑造成为可能,为人们从微量人体样品如血液、体液、组织中分离,纯化和分析特定细胞提供便利。同时,通过耦合特定生物传感技术,微流体环境内的单细胞分泌物得以被检测。因此文章介绍了最新单细胞分离技术包括微流体液滴技术,抗体免疫亲和力分离技术,微阵列单细胞捕捉技术和梯度场限制技术;以及单细胞分泌物检测技术如质谱法,机械法,电化学法和光学法等方法。文章指出当前绝大多数的生物检测技术依赖标记物(荧光染料,同位素)指示目标物浓度并在标记过程中会固定或破坏细胞组织,因而无法提供实时动态单细胞活动信息,并且在灵敏度,检测时长,通量,样品消耗量上同样面临挑战。因此,开发新的高灵敏度,免标记的单细胞检测技术成为当前紧迫的任务和挑战。最重要的是,针对微流控技术开发的微芯片集成平台,可以同时实现微量人体细胞样品的分离纯化和分析检测,为精确快速的疾病检测与诊断提供了可靠技术平台。相关成果发表在Small Methods (DOI: 10.1002/smtd.201700192)上。

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