對(duì)于細(xì)胞功能研究來說，能夠高效建立能兼容多種細(xì)胞類型，并維持細(xì)胞活性的高精度單細(xì)胞陣列很重要。不過，目前的技術(shù)還很難同時(shí)滿足上述要求。為此，科學(xué)家們開發(fā)了一個(gè)新型微流體裝置。

在傳統(tǒng)的細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)中，培養(yǎng)皿內(nèi)的細(xì)胞是隨機(jī)分布的。如果你想要精確定位這些細(xì)胞，控制它們的間隔、排列及相互作用，那應(yīng)該怎么辦呢？一般細(xì)胞培養(yǎng)無法提供這一層面上的控制，但一個(gè)微流體單細(xì)胞印刷裝置可以幫你做到這一點(diǎn)。

休斯敦衛(wèi)理公會(huì)研究所的秦立冬博士（音譯Lidong Qin）及其同事，在木板印刷術(shù)的啟發(fā)下，設(shè)計(jì)了單細(xì)胞印刷裝置BloC-Printing（Block-Cell-Printing）。這項(xiàng)研究發(fā)表在美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊PNAS雜志上。秦博士早年畢業(yè)于吉林大學(xué)，在那里取得了學(xué)士學(xué)位（化學(xué)）和碩士學(xué)位（高分子化學(xué)和物理學(xué)）。之后又在美國(guó)西北大學(xué)獲得了化學(xué)博士學(xué)位。

木板印刷技術(shù)非常古老，是指在刻有圖案的木板上涂墨水，并將圖案按壓到紙上。BloC-Printing就相當(dāng)于是木板印刷術(shù)的現(xiàn)代分子版。

在BloC-Printing中，“木板”是一個(gè)聚二甲基硅氧烷（PDMS）制造的微流體裝置，而“紙”是一個(gè)組織培養(yǎng)皿。在微流體裝置中，細(xì)胞流經(jīng)一系列管道并被鉤狀結(jié)構(gòu)捕獲，形成了模子。這樣的模子可以被“印”在培養(yǎng)皿或載玻片上并取走，而細(xì)胞以特定模式留了下來。據(jù)作者們介紹，這一技術(shù)對(duì)細(xì)胞完全無害，“細(xì)胞活性接近100%”。

加州大學(xué)的Luke Lee教授也致力于開發(fā)用于單細(xì)胞分析的微流體工具，他稱這一新方案“非常高明”。據(jù)介紹，此前的微流體設(shè)計(jì)都使用封閉的管道進(jìn)行細(xì)胞捕獲和培養(yǎng)，結(jié)果很難直接對(duì)細(xì)胞進(jìn)行分離或化學(xué)干涉。而Qin的設(shè)計(jì)則利用了真空，模子可以很方便的取下。

“這項(xiàng)研究展示了排列細(xì)胞并進(jìn)行培養(yǎng)的簡(jiǎn)潔途徑，”Lee說，這一技術(shù)對(duì)細(xì)胞生物學(xué)研究的發(fā)展很有幫助。

Lee認(rèn)為，BloC-Printing可以通過定位和監(jiān)控，分析細(xì)胞間的相互作用。其他可能的應(yīng)用還包括組織工程和藥物研發(fā)，該技術(shù)特別適合篩選能改變細(xì)胞粘附或細(xì)胞通訊的化合物。

研究人員利用這一技術(shù)，將染色的成纖維細(xì)胞放在未染色的成纖維細(xì)胞旁邊，觀察了染料通過間隙連接的轉(zhuǎn)移過程。文章指出，單細(xì)胞印刷裝置不僅可以檢測(cè)癌細(xì)胞的遷移能力，還能夠兼容初級(jí)神經(jīng)元。