[关键词] 生物芯片; 细胞芯片; 细胞免疫芯片; 细胞检测

    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。本文中扼要介绍细胞芯片的概念以及几种已报道的细胞芯片, 并对细胞免疫芯片进行了简述。

     1 细胞芯片概念

    生物芯片技术系指先将大量探针分子固定于支持物上, 然后与标记的样品分子进行杂交, 通过检测每个探针分子的杂交信号强度进而获取样品分子的数量和序列信息, 以实现对细胞、 蛋白质、 基因及其他生物组分的准确、 快速、 大信息量的检测。细胞作为生物有机体结构和功能的基本单位, 其生物学功能容量巨大。利用生物芯片技术研究细胞, 在细胞的代谢机制、 细胞内生物电化学信号识别传导机制、 细胞内各种复合组件控制以及细胞内环境的稳定等方面, 都具有其它传统方法无法比拟的优越性。目前, 细胞芯片在国内外已有报道, 一般指的是充分运用显微技术或纳米技术, 利用一系列几何学、 力学、 电磁学等原理, 在芯片上完成对细胞的捕获、 固定、 平衡、 运输、 刺激及培养等精确控制, 并通过微型化的化学分析方法, 实现对细胞样品的高通量、 多参数、 连续原位信号检测和细胞组分的理化分析等研究目的。新型的细胞芯片应满足以下3个方面的功能: ①在芯片上实现对细胞的精确控制与运输; ②在芯片上完成对细胞的特征化修饰; ③在芯片上实现细胞与内外环境的交流和联系[1]。

     2 细胞芯片的特点

    基于细胞芯片的研究分析是一种具有较高通量的技术, 以细胞作为实验平台的细胞芯片至少具有以下3个方面的特点: ①在芯片上实现对活细胞的原位监测, 可以多参数高通量的直接获得与细胞相关的大量功能信息(即关于细胞对各种刺激的应答信息), 这是细胞芯片最重要的特点; ②通过活细胞分析, 获得细胞相关的分析信息(主要是关于各种刺激物的数量、 质量等相关方面的信息); ③利用显微技术和纳米技术能精确的控制细胞内的生物化学环境, 以细胞作为化学反应的纳米反应器, 便于详细的研究揭示细胞内一系列过程和原理的本质[1]。

     3 细胞芯片的分类和应用

    3.1 整合的微流体细胞芯片(an integrated microfluidic system) 整合的微流体细胞芯片是一种高度平行化、 自动化的集成微型芯片装置, 对细胞样品具有预处理和分析的能力, 又称微全分析系统(integrated micro total analysis system, μTAS)[1] ......