基于微流控技术和光片显微技术的高通量三维细胞成像研究

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在现代生物医学领域的研究中,例如药物研发、体外诊断等。通常都受限于对样品的观测通量,高通量的观测工具可以大大减少研究周期和研究成本。微流控技术作为一项新兴的工程技术,在生物医学领域得到广泛应用。其中的重要分支液滴微流控技术,可以快速的生成条件可控、反应灵敏的液滴微反应器,为高通量观测的研究提供了巨大的帮助。然而针对微流控液滴的观测技术研究目前还停留在起步阶段,现有的针对液滴的观测技术如宽场荧光、共聚焦、流式检测,要么观测通量较低无法体现液滴微流控技术的优势,要么不具备三维观测的能力,从每个液滴样品获得的信息量有限。在此前的研究中我们发现光片照明显微成像技术可以用于微流控芯片上的成像观测,其作为一项先进的成像观测技术具有成像分辨率高,对样品光损损伤小,成像速度快等特点。但是光片成像技术因其特殊的照明方式,在多样品成像方面一直效率有限。
  本文将研究发展一种将液滴微流控技术与光片荧光显微成像技术相结合的新方法。将液滴微流控技术在样品高通量产生、操控上的优势与光片成像技术在观测精准和速度上的优势相结合,用于对细胞三维培养的调控和成像观测研究中。我们通过构建出一套液滴微流控和光片荧光显微成像的融合系统,可大规模产生包裹有不同条件(数量,浓度)细胞的微液滴,并对各液滴中的细胞三维生长进行长时程的原位、高通量、高分辨的三维荧光观测。作为应用展示,我们利用这套方法对癌细胞在不同药物浓度环境下的响应和生长状态进行了可视化和定量分析。
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