生物电子芯片

摘要\n背景\n传统方法产生心肌成肌细胞费时费力。我们在培养过程中呈现一种用于刺激细胞心肌成肌细胞增殖的片上生物电子学。方法\n生物电子芯片的制造方法涉及两个不同的过程。第一步，利用物理气相沉积法在钠钙玻璃衬底上沉积200 nm的铝层，并利用调Q Nd：YVO4激光器选择性地去除铝层，形成电痕。为了进行实验，我们研制了一种由聚二甲基硅氧烷( PDMS )制作的细胞培养室与玻璃盖玻片或置于电路轨道上的细胞培养皿组成的生物芯片。通过使用这样的玻璃盖片或细胞培养皿，我们避免了培养中电极引起的任何毒性反应或可能与细胞介质发生电化学反应而降解，这对于确定有效的细胞-器件耦合至关重要。结果\n利用该芯片研究电场刺激大鼠心室成肌细胞( H9c2 )的作用，结果显示，刺激样品的H9c2细胞数量显著增加，其中72 h后细胞密度是对照样品细胞密度的两倍。结论\n利用生物电子芯片对大鼠心室肌细胞( H9c2 )进行电刺激后，细胞增殖增强。分析了电路几何特性对产生电场峰值和均匀性的依赖关系，得到了保证细胞培养室电场均匀的合适参数。还可以观察到电场对电刺激电路轨道几何的高度依赖性，并设想通过电场的应用在电生理学研究、监测和调制细胞行为方面的潜在应用。

传统方法产生心肌成肌细胞费时费力。我们提出了一种用于培养过程中刺激细胞心肌成肌细胞增殖的生物电子学芯片，该芯片制备方法涉及两个不同的过程。第一步，用物理气相沉积法在钠钙玻璃衬底上沉积200 nm的铝层，然后用调Q的Nd：YVO4激光器选择性地去除铝层，形成电磁铁轨。为了进行实验，我们研制了一种生物芯片，由聚二甲基硅氧烷( PDMS )制成的细胞培养室与玻璃盖玻片或置于电路轨道上的细胞培养皿组成。通过使用这种玻璃盖玻片或细胞培养皿，避免了培养过程中电极引起的任何毒性反应或可能与细胞介质发生电化学反应而降解，这对于确定有效的细胞-装置耦合至关重要。结果表明，电刺激后大鼠心室成肌细胞( H9c2 )细胞数量显著增加，72 0 0h后细胞密度是对照组细胞密度的2倍。电刺激可促进大鼠心室成肌细胞( H9c2 )细胞增殖。分析了电路几何特性对产生电场峰值和均匀性的依赖关系，得到了保证细胞培养室电场均匀性的合适参数。还可以观察到电场对电刺激电路几何的高度依赖性，并设想通过电场的应用在电生理研究、监测和调制细胞行为等方面的潜在应用。