上海微系统所毛红菊团队: 数字微流控液滴微阵列 ⇨ 高效单细胞分离

学术   科学   2024-12-08 10:40   北京  

研究背景

基于润湿性差异的液滴微阵列 (Droplet microarray, DMA) 技术在数字免疫测定、单细胞分析和高通量筛选等方面具有重要作用。 
然而,液滴阵列生成的方式主要是手动拖曳,自动化水平低的同时还引入了手工误差,并导致额外的试剂浪费。因此,开发新的试剂加载方式对于液滴微阵列的应用具有重要意义。
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研究内容

近日,中国科学院上海微系统与信息技术研究所传感器技术全国重点实验室毛红菊研究员带领研究团队采用液滴微阵列技术与数字微流控(Digital microfluidics,DMF)技术结合的方式,借助介电润湿效应移动液体,从而在 DMF 芯片上生成高通量的液滴微阵列,并将其应用到单细胞的高效分离。

  • 图 1. (a) 用于 MDA 的制造的 DMF 芯片示意图;(b) 基于 DMF 的 MDA 的生成;(c) 改进的 Teflon Lift-off 工艺流程; (d) MDA-DMF 芯片上微球阵列的荧光图像

该工作对 Teflon Lift-off 工艺进行改进,通过增加亲水层结构并优化 Teflon 固化工艺参数,大大降低了亲疏水图案尺寸并提高了制作精度。基于该工艺,在 DMF 芯片上实现了微液滴稳定可控高通量生成,体积范围涵盖皮升到纳升量级。该方法可在单个 DMF 芯片上进一步集成自动化处理流程与高通量液滴生成,实现自动化全流程实验,支持更广泛的高通量液滴应用场景,如数字免疫分析和数字 PCR 等。
该成果以 “Improved Teflon lift-off for droplet microarray generation and single-cell separation on digital microfluidic chips”(《改进的 Teflon Lift-off 工艺用于数字微流控芯片上液滴阵列生成及单细胞分离》)为题,发表在英国皇家化学会期刊 Lab on a Chip 上

论文信息

  • Improved Teflon lift-off for droplet microarray generation and single-cell separation on digital microfluidic chips

    Chuanjie Shen, Zhaoduo Tong, Xin Xu and Hongju Mao* (毛红菊,上海微系统与信息技术研究所)

    Lab Chip, 2024, 24, 4869-4878
    https://doi.org/
    10.1039/D4LC00630E

作者简介

申传杰 博士研究生
中国科学院上海微系统和信息技术研究所
本文第一作者,本科毕业于吉林大学,现为中国科学院上海微系统和信息技术研究所毛红菊研究员团队博士生。主要从事用于细胞分选的微流控生物芯片和用于细胞分析的数字微流控技术的研究。






毛红菊 研究员
中国科学院上海微系统与信息技术研究所
本文通讯作者,中国科学院上海微系统与信息技术研究所传感器技术全国重点实验室研究员,博士生导师,上海市领军人才,上海市科技系统三八红旗手;曾获上海市科技进步三等奖,上海市医学科技二等奖,中国中西医结合学会科技二等奖等。主要从事微纳生物传感器及微流控芯片技术在生物交叉领域研究。负责研发的丙型肝炎病毒基因分型诊断试剂盒获得了国家一类新药证书(国药证 S20060022)。2005 年至 2006 年获得英国皇家学会资助作为访问研究员在英国利兹大学生物医学系进行访问研究。承担及完成了国家自然科学基金、国家重大专项、重点研发计划、中科院 STS 项目、上海市及卫生部传染病重大专项等多项项目;部分研究成果获得转化。近年来在本领域主流期刊及国内外会议发表文章 100 余篇;作为主要发明人申请或授权专利 60 余项,参编中英文专著及教材 6 部。

相关期刊

Devices and applications at the micro- and nanoscale

rsc.li/loc

Lab Chip

2-年影响因子*6.1
5-年影响因子*6.3
JCR 分区*Q1 化学-分析
Q1 化学-跨学科

Q1
仪器仪表
Q1 生物医学研究方法
Q2 纳米科学与技术
CiteScore 分11.1
中位一审周期39 


Lab on a Chip 报道微米和纳米尺度上的微型化研究,力求发表在物理技术(微米或纳米级的制造、流控、系统集成、分析分离技术等)和应用潜力方面都具有高影响力的原创性工作。该刊最为看重的是论文的创新性,所发表的论文通常要在以下两个方面都有所创新:(i) 微型化器件的物理、工程和材料;(ii) 在生物学、化学、环境科学、食品科学、医学、能源等领域中的应用。

Editor-in-Chief
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Associate editors

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  • Yoon-Kyoung Cho
    🇰🇷 蔚山科学技术院

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    🇨🇳 南方科技大学

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    🇳🇱 特温特大学

  • Hang Lu
    🇺🇸 佐治亚理工学院

  • Manabu Tokeshi
    🇯🇵 北海道大学

  • Hongkai Wu (吴洪开)
    🇨🇳🇭🇰 香港科技大学

* 2023 Journal Citation Reports (Clarivate, 2024)
 CiteScore 2023 by Elsevier
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