電阻抗檢測技術廣泛應用于材料科學、生命科學、食品安全、疾病診斷等領域。在微流控領域，電阻抗檢測技術可應用于單細胞或微液滴的檢測與分析、生物組織分析、細胞計數(shù)、細胞分選、交流介電電泳（DEP）和生物阻抗測量等。實驗室內(nèi)的微流控電阻抗檢測系統(tǒng)在一定程度上可以看成是由多個不同功能的模塊經(jīng)過有效的有機組合而成的。該檢測系統(tǒng)主要包括五個模塊：微流控電阻抗檢測芯片、微流控芯片進樣泵、流量計或壓力計、電阻抗分析儀/鎖相放大器、光學顯微鏡等，如下圖所示。

對于以上四個模塊的組合，我們僅僅給出一個微流控電阻抗檢測系統(tǒng)的連接示例，如下圖1所示。對于該系統(tǒng)中所用到的設備，可以使用其他的實驗設備進行代替，但是總體的連接方式是相同的。MFCS或者OB1Mk3驅動泵把儲液池內(nèi)的液體推入到微流控芯片的通道內(nèi)。MFLI或者HF2LI產(chǎn)生一個或多個不同頻率的正弦電壓信號，施加在電阻抗芯片的激勵電極上，敏感電極測量到的電流信號經(jīng)過跨阻放大器轉化為電壓信號并對信號進行放大。放大后的電壓信號輸送到MFLI或者HF2LI鎖相放大器。MFLI或者HF2LI鎖相放大器和MFCS或者OB1mk3驅動泵的參數(shù)調節(jié)和控制都在PC電腦上的LabOne軟件和MAESFLO軟件或者Elveflow Smart Interface上進行設置。

圖1 微流控動態(tài)電阻抗檢測系統(tǒng)連接圖

HF2儀器與電阻抗芯片連接的實物圖

如下以瑞士蘇黎世儀器的MFLI鎖相放大器連接電阻抗芯片為例介紹微流控動態(tài)電阻抗檢測的原理。

MFLI鎖相放大器與電阻抗芯片的連接圖

動態(tài)電阻抗檢測可用于測量微流體芯片通道內(nèi)單個粒子的介電特性。以兩對共面電極的微流控電阻抗芯片為例介紹動態(tài)電阻抗檢測的過程，芯片結構示意圖[8]如上圖所示。在微流體芯片通道內(nèi)加工兩對金屬微電極，一對微電極作為測量電極，用于測量介質溶液中單個粒子經(jīng)過時的電流變化，而另一對電極作為參考電極，僅用于測量介質溶液的電流。當MFLI鎖相放大器對兩對電極同時施加一定幅值且具有一個頻率或多個不同頻率的交流信號時，微流體芯片通道內(nèi)兩對電極之間會產(chǎn)生電場。當粒子經(jīng)過電極對之間的間隙時，電場會受到擾動而產(chǎn)生電流的變化，電流變化的幅度取決于粒子的尺寸、形狀和介電性質。變化的電流經(jīng)跨阻差分放大器進行放大并轉換為差分電壓信號。MFLI鎖相放大器同時解調一個頻率或多個不同頻率的差分電壓信號，從而給出每一個頻率信號的同相分量和正交分量或者幅值和相位值，同時抵制所有其他頻率信號的干擾。所測量的電阻抗的變化可在本地電腦上的LabOne軟件里的Plotter進行實時觀察且測量的數(shù)據(jù)可直接保存在本地電腦，方便后續(xù)使用MATLAB、Python等軟件進行分析處理。

LabOne軟件顯示動態(tài)差分測量的顯示曲線

帶有共面金屬電極的PDMS芯片中產(chǎn)生油包水微液滴，石蠟油為連續(xù)相（含span80表面活性劑），經(jīng)過濾后的去離子水為分散相。產(chǎn)生的微液滴如下視頻所示。

MFLI鎖相放大器動態(tài)差分輸入檢測PDMS芯片中產(chǎn)生的微液滴視頻如下所示。

提到細胞分選實驗，大家首先想到就是流式細胞分選，該方法使用熒光抗體標記單細胞懸液，再通過調節(jié)合適的電壓、補償?shù)?，可以將目的細胞與非目的細胞區(qū)分開來。

由于可以對多參數(shù)、不同熒光強度的細胞進行鑒定、分類、定量和分離，流式分選技術在同時進行多標記的細胞分選時，其地位無可替代。但是當需要快速獲得某種分選后的細胞時，流式分選的操作較為復雜，且花費的時間過長，對細胞的刺激也比較大。

因此，使用免疫納米磁珠進行快速細胞分選的方法應運而生，該方法不僅對細胞刺激性小、速度快，而且操作簡單，稍等片刻就可快速獲得目的細胞。

（▲瑞沃德細胞分選新品）

新品來襲，自主研發(fā)

瑞沃德細胞分選產(chǎn)品包括自主研發(fā)的磁珠分選試劑盒和細胞分選柱，能在短時間內(nèi)通過簡單、快速的操作分選得到高純度、高活率的目標細胞。

使用流程

同時，納米級別磁珠無需洗脫，分選得到的細胞可直接應用于流式分析、細胞培養(yǎng)、單細胞測序等下游實驗。

結果展示

純度

*注：小鼠脾 臟細胞樣本CD3分選后純度流式檢測結果，A為分選后陰性管（流出組分），B為分選后陽性管（滯留組分）。

Marker激活情況

注：小鼠脾 臟細胞樣本CD3分選后激活Marker CD69檢測結果，A為分選后Day0檢測結果，B為分選后用CD3/CD28單抗激活Day3檢測結果

應用場景多，助力科學研究

免疫學研究

腫瘤學研究

神經(jīng)生物學研究

干細胞研究

細胞治療

四大特點，輕松獲取目標細胞

1、可獲得高純度，高活率，高得率的目的細胞

2、獲得細胞可直接用于細胞培養(yǎng)，測序等下游實驗

3、溫和，低刺激，不改變細胞原本生物學特性

4、高效便捷，操作簡單

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