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基于细胞三维受控组装技术的细胞芯片构建
如何将细胞准确装配于细胞芯片的设计位置,是制约细胞芯片向组织和生理系统细胞芯片方向发展的关键问题之一.本研究用细胞组装技术将细胞装配到细胞芯片的设计位置并检测的理论和方法.首先设计构建了含多组传感器阵列的细胞芯片；选取输送和固定细胞的明胶-海藻酸钠复合水凝胶材料,探讨用细胞组装技术在芯片上精确装配细胞的方法；测试复合材料和多种电解溶液对电阻抗的影响,并用芯片对细胞增殖进行检测.结果显示:复合材料能输送并将细胞固定在芯片上超过4周；细胞组装技术可精确将细胞装配到指定传感器,组装的细胞/材料微丝直径100～120 μm.复合材料对芯片基础电阻抗影响小,在大于103 Hz的高频段,基础阻抗为小于102.6 Ω;PBS和DMEM溶液在103.5 ～105 Hz高频段可替代氰铁化钾溶液作为电解液；芯片上的传感器在103.5 Hz可准确测出Hela细胞增殖引起的电阻抗变化.研究证明了用细胞组装技术构建复杂细胞芯片的可行性.
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基于细胞3D打印技术的肿瘤药物筛选细胞芯片研究
现有的药物筛选评价技术中,动物筛选模型存在种属差异和周期长等缺点,高通量筛选和细胞筛选模型则与体内环境差异大,药物筛选准确率低.细胞3D打印技术为在体外构建仿真的组织器官模型提供了可能,当其与细胞芯片技术结合则为体外构建高效准确的药物筛选模型提供了新的技术空间.本研究构建了含有多个叉指电极(IDEs)阵列的细胞芯片,用细胞3D打印技术在芯片上组装了卵巢癌细胞HO-8910和人肝间充质干细胞HMSC-H组织模型,并通过对组织模型内细胞阻抗变化的检测,反映细胞生长、贴附、增殖、凋亡的过程及药物对细胞活性的影响等,终基于该模型检测了抗癌药物顺铂和环磷酰胺对肿瘤细胞的杀伤和肝毒性.结果显示:支架微丝直径和孔径约为200～300 μm,肿瘤细胞和肝细胞在三维结构里生长良好;DMEM作为电解液,芯片在104Hz可准确检测到三维结构中细胞增殖引起的阻抗变化,20 h后阻抗升高69.6％;基于该筛选模型,能同步检测到药物的抗肿瘤作用和肝毒性,并筛选出需要肝的二次代谢产物才能产生抗肿瘤性的药物环磷酰胺.
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微流控芯片单细胞分析慢性粒细胞白血病患者粒细胞表达髓过氧化物酶
目的:设计微流控芯片,单细胞分析慢性粒细胞白血病患者粒细胞表达髓过氧化物酶(MPO)活性.方法:收集慢性粒细胞白血病患者和对照组各60例,联苯胺-H2O2法对血细胞进行MPO染色.应用自行设计的微流控芯片单细胞分析粒细胞表达MPO.结果:联苯胺染色法发现粒细胞中表达MPO,且各阶段染色程度不同,MPO呈现颗粒状分布.芯片分析的结果与联苯胺染色法所呈现的结果在形态特征方面一致,试验组和对照组成熟粒细胞MPO活性均高于幼稚粒细胞,平均MPO活性试验组明显高于对照组.结论:毛细管芯片单细胞分析粒细胞MPO活性,发现慢性粒细胞白血病患者粒细胞平均MPO显著增高,有可能作为慢性粒细胞白血病诊断标志和个体化检查指标.
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肺癌中Ets1 mRNA和c-Met蛋白表达细胞芯片的研究
目的 进行细胞芯片的研制,为快速、规范、简便、经济地进行各种细胞学检查提供一种新方法.方法 应用自制的细胞芯片检测装置(专利申请号:2005200278140),制成7×16点阵细胞芯片.对切片进行HE染色、免疫组织化学染色和荧光原位杂交技术检测.结果 制成的细胞芯片为112点阵,HE染色检测结果与相应涂片结果完全一致;应用细胞芯片进行了Ets1 mRNA荧光原位杂交和c-Met免疫组化染色,所得阳性结果与各例相应涂片检测结果均一致;将细胞芯片检测结果与进行Ets1 mRNA荧光原位杂交和c-Met免疫组化染色的Ⅲ+Ⅳ期肺癌的组织芯片阳性率进行比较,差异均无统计学意义(P＞0.05).结论 细胞芯片操作简单,节约试剂,减少实验误差,具有诊断快速准确、特异性高、信息量大的特点,在临床诊断、科研和流行病学筛查中将有广泛的应用前景.
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基因芯片技术在妇科肿瘤研究中的应用
生物芯片技术是随着人类基因组计划(HGP)的进展而发展起来的.生物芯片包括基因芯片、蛋白芯片、细胞芯片和组织芯片等,而基因芯片(gene chip)是生物芯片中应用广泛的一种.
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细胞芯片技术在急性白血病免疫分型中的应用
目的:通过构建一种新型的细胞芯片,对急性白血病患者的外周血进行免疫分型,从而快速诊断白血病的类型.方法:将单克隆抗体点在醛基玻片上,细胞悬液滴于芯片,那些有相应CD抗原的细胞只能与相应的单克隆抗体的点结合,经荧光染色、扫描,还可进行Wright's染色.结果:25例AML的患者在芯片上均表达髓系的抗原:CD13,CD15,CD33;M4,M5表达CD14,M3不表达HLA-DR.5例ALL患者中2例表达B-ALL:CD10,CD19;3例T-ALL表达:CD5,CD7.结论:通过对细胞芯片的扫描实现了高通量的分析,其结果也可以通过普通显微镜观察.细胞芯片是一种快速、简便、低成本的技术,会得到广泛的应用.
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应用免疫组化法验证细胞芯片的特异性
目的 研究适用于芯片捕获细胞的佳免疫组化方法,并用其验证细胞芯片的特异性.方法 CD7、CD13、CD19抗体固定于醛基玻片上,形成3×3阵列的芯片,从外周血中分离全白细胞,芯片上孵育后,细胞芯片捕获的细胞固定.S-P法进行免疫组化及苏木素复染,显微镜下观察和计数.结果 乙醇甲醛水(AF液)固定胞内外抗原染色阳性率、阳性程度高,阳性细胞形态较好;芯片上免疫组化所用抗体佳浓度为1 μg/ml佳孵育条件为室温,1 h芯片上阳性细胞胞浆或胞膜有棕色颗粒,阴性抗体点细胞无此表现:细胞芯片的特异性结合阳性率在96.7%以上,非特异性结合阳性率在0.8以下.结论 本实验方法能将细胞芯片捕获细胞的胞内及胞浆抗原直观稳定表达出来,设计出了细胞芯片上免疫组化方法,同时验证了细胞芯片的特异性.
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构建新型细胞芯片的初步研究
目的:设计一种全新概念的细胞芯片.方法:将CD3,CD4,CD8抗体固定于醛基玻片上,形成3×3阵列,从全血中分离出的单个核细胞与之反应,形成选择性细胞群.将细胞芯片进行扫描电镜观察,台盼蓝染色,瑞氏染色,CD3-Cy5+CD4-FITC+CD8-RPE三色荧光染色并观察结果.结果:电镜照片显示所结合淋巴细胞外形完整,细胞膜表面有呈皱折状突起,还可见散射状的细长毛状突起.台盼蓝染色显示活细胞数＞95%;瑞氏染色细胞形态良好,杂交点边缘整齐,背景干净;荧光染色显示特异性良好.结论:本实验能根据细胞表面不同的免疫标志进行细胞分群,可为以后制作大规模、高通量的细胞芯片做准备,并提出了全新意义的细胞芯片模型.
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白血病免疫分型诊断技术的进展
白血病是造血系统的恶性疾病,俗称“血癌”,是国内十大高发恶性肿瘤之一.目前,免疫分型已是当今白血病诊断分型、预后判断和残留病检测的一个有力手段.免疫分型诊断的主要方法有免疫细胞化学技术、流式细胞术、细胞芯片技术,也有个别学者在尝试压电免疫传感器.临床上仍以流式细胞术(FCM)方法为主,目前一次多能检测到15种抗原,且昂贵.而细胞免疫芯片检测技术,一次可以检测数十种乃至上百种细胞抗原,如能应用于临床,将是一种方便,快速,简单,经济实用的白血病免疫分型检测手段.
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生物芯片技术在胃癌转移研究中的应用
胃癌的发生、发展是多基因、多阶段的复杂过程,众多基因或蛋白表达产物在不同时段异常表达以及它们之间构成的复杂调控网络使得胃癌的生物学行为至今仍未得以阐明.生物芯片是后基因组时代医学研究中的重要手段.基因芯片、蛋白芯片与组织芯片构成了生物芯片的主体,该技术有望在胃癌转移相关标志物的发现上发挥重要作用.
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微阵列芯片技术的应用进展
自90年代中期基因芯片问世以来,先后出现了多种以微阵列技术为核心的生物芯片,如蛋白质芯片、组织芯片和细胞芯片等.这些芯片的技术日趋成熟,且多已商品化.
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生物信息学(3):生物芯片技术
生物芯片简介生物芯片(biochip)是由微电子学、物理学、化学、计算机科学与生命科学交叉综合的高新技术.生物芯片的概念源于计算机芯片的概念.在计算机芯片上排列的是集成电路,而生物芯片上排列的是密集的探针阵列.生物芯片一般指将大量的分子探针同时固定于支持物(如玻片、硅片、聚丙烯酰胺凝胶、尼龙膜等载体)的表面上,然后与已标记的待测生物样品中靶分子进行杂交,通过特定的仪器如激光共聚焦扫描或电荷偶联摄影像机(CCD)对杂交信号的强度进行检测分析,从而判断样品中靶分子的数量.根据芯片上的固定的探针不同可分为基因芯片、蛋白质芯片、细胞芯片、组织芯片等.
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细胞芯片检测新生隐球菌菌株丝氨酸蛋白酶的表达
目的:利用细胞芯片技术检测新生隐球菌菌株中丝氨酸蛋白酶的表达,初步探讨丝氨酸蛋白酶在新生隐球菌致病过程中的作用.方法:不同来源和血清型的新生隐球菌菌株36株,应用组织芯片构建仪制备菌株芯片,利用菌株细胞芯片和免疫组化技术对菌株中丝氨酸蛋白酶的表达情况进行检测.结果:丝氨酸蛋白酶在所有菌株细胞中强阳性表达率为67.0%(25/36),强阳性表达率在血清A型、血清B型、血清D/AD型分别为46.2%(6/13)、92.3%(12/13)、66.7%(4/6),在环境分离株、临床分离株及荚膜缺陷株中分别为55.6%(5/9)、82.6%(19/23)、25%(1/4).不同血清型及不同来源菌株中,以血清B型、临床分离株中的丝氨酸蛋白酶阳性表达率高(P<0.05).结论:菌株细胞芯片是检测致病性真菌样本成分的新技术;致病力强的新生隐球菌临床分离株中的丝氨酸蛋白酶表达高,提示丝氨酸蛋白酶在临床菌株致病过程中起到主要作用.
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适配子芯片及其在医学检测研究中的应用
生物芯片是在固相载体表面构建微型生物化学分析系统,实现高通量快速检测生物靶分子,使分子生物信息的研究实现工程化、集约化、高效化和自动化.生物芯片近年来在生命科学领域发展迅速,根据芯片上固化的生物材料不同,可分为基因芯片、蛋白质芯片、细胞芯片和组织芯片.蛋白质芯片可检测液态生物样本中的蛋白质分子,它主要以抗体为探针检测相应的抗原,可用于分析蛋白表达水平、肿瘤生物标志物等[1-3].蛋白质芯片受制于抗体本身的一些缺陷,如容易变性、制备成本高、难以大规模集成于同一个检测平台等.适配子芯片以核酸适配子(aptamer)为探针,检测生物样本中包括蛋白质在内的靶分子,可在一定程度上克服蛋白质芯片的上述缺点,在医学研究的临床诊断方面具有良好的应用前景.本文对近年来适配子芯片在医学研究中的进展作一综述.
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嗅觉和味觉电生理及其芯片技术的研究进展
评述了当前国际上嗅觉和味觉组织、细胞电生理及其芯片技术的研究状况.介绍了细胞胞内记录技术在嗅觉和味觉的电生理研究中应用,分析该技术在实现组织-细胞以及胞间信号传导过程的实时动态检测中面临的问题.在此基础上,进一步介绍细胞阵列和单细胞芯片技术的特点及目前的发展,指出了芯片技术应用于嗅觉和味觉组织的发展前景.后结合我们的工作,提出嗅觉和味觉细胞芯片的研究和发展方向.
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肺癌中FHIT蛋白表达细胞芯片的研究
背景与目的 脆性组氨酸三联体(fragile histidine triad,FHIT)是1996年由Ohta等克隆的候选抑癌基因,文献报道在多种与环境致癌物有关的恶性肿瘤中,常有FHIT的改变.本研究应用免疫组化方法检测FHIT蛋白在细胞芯片中的表达情况,进一步验证细胞芯片,为快速、简便、经济、规范地进行各项细胞学检查提供一种新方法.方法 收集天津医科大学总医院、天津市第一中心医院及天津市胸科医院2005年5月-8月有肿瘤细胞的肺癌患者的胸水50例、非肿瘤患者胸水6例,运用自制的细胞芯片检测装置,制备112点细胞芯片.应用免疫组织化学方法检测细胞芯片中FHIT蛋白的表达,采用SPSS 11.5统计软件进行数据处理.结果 细胞芯片排列整齐,分布均匀,无掉片,符合观察需要.细胞芯片免疫组化染色结果与进行FHIT免疫组化染色的组织芯片中Ⅲ+Ⅳ期肺癌的检测结果进行比较,差异均无统计学意义(P＞0.05).结论 细胞芯片具有操作简单,信息量大,节约试剂,减少误差,诊断快速的特点,在临床诊断、科学研究和流行病学筛选中具有广泛的应用前景.
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细胞芯片捕获胸腔积液中癌细胞的应用价值
背景与目的免疫细胞化学对良恶性胸腔积液的鉴别具有重要的应用价值,然而单纯一种肿瘤标志物的诊断价值是有限的.该研究应用了多种肿瘤标志物,以探讨细胞芯片捕获肺癌胸腔积液中癌细胞的应用价值.方法应用一种新型的细胞芯片,芯片上固定了上皮特异性抗原(ESA)、CD44V6、ND-1、T细胞(CD3)、CD45RO、B细胞(CD20)、CD79a、霍奇金细胞(CD15)、CD30、巨噬细胞(CD68)等共10种抗体,对42例肺癌胸腔积液及20例良性胸腔积液中细胞进行免疫杂交.结果阳性杂交点细胞呈圆形分布,界限清楚,细胞形态显示良好;42例肺癌胸腔积液经过细胞芯片杂交,阳性杂交点例数分别为ESA(35例)、CD44V6(30例)、ND-1(38例),20例良性胸腔积液中分别在ESA和ND-1点上各发现1例有淋巴细胞及中性粒细胞,有3例在CD44V6点上发现少量淋巴细胞;另7种抗体仅捕获肺癌胸腔积液和良性胸腔积液中的淋巴细胞、中性粒细胞和巨噬细胞,未见捕获癌细胞.结论细胞芯片对肺癌胸腔积液中癌细胞的诊断及鉴别诊断可能有较重要的应用前景.
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细胞芯片的研究进展
细胞芯片技术是以活细胞作为研究对象的一种生物芯片技术.它是适应后基因组时代人类对生命科学探索的要求而产生的.作为细胞研究领域的一种新技术,其既保持传统的细胞研究方法的优点如原位检测等,又满足了高通量获取活细胞信息等方面的要求.
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细胞芯片法在急性白血病骨髓样本免疫分型中的应用
目的:应用急性白血病免疫分型诊断的细胞芯片对急性白血病患者的骨髓样本进行免疫分型,从而快速诊断白血病的类型.方法:将细胞悬液滴于细胞芯片,那些有相应CD抗原的细胞只能与相应的单克隆抗体的点结合,进行Wright's染色,并对65例临床白血病骨髓样本进行分型并验证结果.结果:本实验所得的免疫分型结果与流式细胞仪的白血病免疫分型结果一致.结论:本实验使用的细胞芯片可作为临床白血病免疫学分型的诊断依据.
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液相芯片技术在国内的发展现状
从20世纪90年代开始生物芯片已在全球进行应用，其初用于基因序列分析、基因表达谱和基因突变体的检测等，主要用于基因分析，故又称为基因芯片或DNA芯片。而随着其被广泛应用于免疫反应、受体结合等领域，出现了蛋白芯片、细胞芯片和组织芯片等[1-2]各种生物芯片。
液相芯片是在20世纪90代中期发展起来的，又被称为xMAP技术，集流式细胞技术、激光、数字信号处理系统和传统化学技术为一体的，具有新型通量大、灵活性好，灵敏度高、动力学范围广等优点[3-4]。
