基于培养池阵列微流控芯片的单线虫并行分离条件考察.pdf

微流控技术是一种在微米尺度空间对流体进行操控的技术，它具有微型化、自动化、高时效性、高通量及大规模检测等诸多优势。微流控芯片，又称为芯片实验室（Lab-on-a-Chip），可以实现常规化学或生物实验室的各种功能。微流控技术在生物医学研究方面实现了微型化、自动化、高时效性、高通量及大规模检测等诸多优势。 秀丽隐杆线虫是一种微小的多细胞无脊椎动物，主要特点包括易于培养、雌雄同体、较快的繁殖速度、较短的寿命、较小的身体尺寸、通身透明、神经系统简单、基因组测序已完成、遗传背景清楚等。秀丽隐杆线虫是一种重要的模式生物，已广泛应用于生物医药、农业和植物方面的研究。 本研究基于微流体控制技术，设计了培养池阵列微流控芯片，提出一种单线虫并行分离方法。通过考察液体培养时的线虫密度、线虫体宽及其分布等影响因素，分析在芯片上进行单线虫并行分离的条件。结果显示，采用无菌液体培养时，线虫密度对线虫体宽及其分布具有明显影响，高密度（约７００条／ｍＬ）培养组和低密度（约３００条／ｍＬ）培养组的线虫体宽分别为（３５．５±５．２）μｍ和（４０．０±１．８）μｍ，且低密度下培养的线虫可获得较好的芯片分离效果，所得含线虫与含单线虫培养池的比例分别为８３．３％和６６．７％。 该并行分离方法相对简便、可靠，结合其微流控芯片结构和流体控制方式，有望用于自动化单线虫长期培养和观测研究。单线虫的研究充分考虑了线虫的个体差异，可以获得更丰富、更准确的信息，从而在一定程度上影响了结果的准确性和研究深度。传统研究手段难以实现对一定数量单线虫的精确控制，且现有方法可能会对线虫生理产生影响。本试验结果将为后续进一步优化单线虫分离条件提供基础数据，并为构建自动化单线虫并行培养和长期观测微流控分析系统奠定技术基础。 关键词包括秀丽隐杆线虫、模式生物、微流控芯片、微流控技术、农业。中图分类号Ｓ３，文献标志码Ａ，文章编号１００４１３８９（２０２０）１２１８９８０７。基金项目包括中央高校基本科研业务费（３１３２０１９３３５）和载人航天空间应用系统重点领域科研项目－军装航（２０１８）２８号。第一作者钟润涛，男，讲师，硕士生导师，从事生物标志物微全分析研究。通信作者孙野青，女，教授，博士生导师，主要从事环境系统生物学研究。