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高效细胞电融合芯片中的电场分析
  • ISSN号:0253-3820
  • 期刊名称:《分析化学》
  • 时间:0
  • 分类:TQ924[轻工技术与工程—发酵工程;化学工程] TN402[电子电信—微电子学与固体电子学]
  • 作者机构:[1]重庆大学生物工程学院,重庆400030, [2]重庆城市管理职业学院电子信息工程系,重庆400055, [3]第三军医大学附属西南医院眼科,重庆400038
  • 相关基金:本文系国家自然科学基金(Nos.30500120,30770569),国家高技术研究发展计划(863计划)(No.2006AA042343)资助项目
中文摘要:

细胞电融合芯片内的电场分布对细胞的控制及细胞融合效率有非常重要的意义,它是该类芯片设计的主要因素。电场分布主要由芯片内微通道和微电极的结构决定。在一个新研制的融合芯片中,采用大量微电极构成的阵列来提高融合效率。由于电极数量很多,微通道和微电极的结构和形状复杂,理论计算芯片内部电场分布具有较大难度。利用ANSYS有限元分析软件,对细胞电融合芯片中的电场分布进行模拟分析,得到其强度分布及变化梯度。通过不同设计的对比分析,提出了更加适合于细胞电融合的电极阵列结构模型——矩形梳状交叉微电极阵列,为高效细胞电融合芯片的实现奠定了基础。在矩形梳状交叉微电极阵列原型芯片的实验研究中,细胞融合(植物原生质体融合)效率约为40%,超过了传统的化学融合(小于1%)、电融合(小于10%),以及最初所采用的矩形对称梳状电极(小于20%)。表明在该融合芯片上可以实现高效的细胞电融合。

英文摘要:

In the cell-fusion chip, the microelectrode array composed of a large number of microelectrodes was used to obtain the high cell-fusion efficiency. Its simulation was difficult because there were too many electrodes, complex channel geometry and microelectrode structure on this chip. ANSYS software was used to simulate electric field profile (strength and gradient) in cell fusion chip. Comparing different designs, the layout of electrodes was optimized and an interdigital, pectinate, rectangular microelectrode arrays were selected as the main components of the cell-electrofusion chip. In the preliminary experiments on this chip prototype, many plant protoplasts could be fused simultaneously. The fusion efficiency (about 40% ) was much larger than those in traditional chemical induced fusion ( 〈1% ), electrofusion ( 〈10% ) and rectangular symmetrical electrodes based method ( 〈 20% ) , which validated that this new chip could be used as a high-throughput cell-fusion tool.

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期刊信息
  • 《分析化学》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国化学会 中国科学院长春应用化学研究所
  • 主编:杨秀荣
  • 地址:长春市人民大街5625号
  • 邮编:130022
  • 邮箱:fxhx@ciac.ac.cn
  • 电话:0431-85262017
  • 国际标准刊号:ISSN:0253-3820
  • 国内统一刊号:ISSN:22-1125/O6
  • 邮发代号:12-6
  • 获奖情况:
  • 1999获首届国家期刊奖,2000年获中国科学院优秀期刊特别奖,2001年入选中国期刊方阵“双高”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国乌利希期刊指南,美国剑桥科学文摘,美国科学引文索引(扩展库),日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:52455