汶顥提供微流控流量控制儀器（包括：注射泵、壓力控制器-正負壓恒壓泵等）和芯片。

細胞的生長、基因的表達和分化通常與機械環(huán)境有關(guān)，如限制或壓力。使用微流控芯片可以控制細胞的形狀和壓力，即使在單個細胞水平。

使用微流體技術(shù)，研究人員可以產(chǎn)生大量的細胞形狀變化和機械壓力：細胞可以用受控的壓力動態(tài)擠壓，細胞可以被迫在給定幾何形狀的通道中生長，或者細胞可以受控于受控的剪切壓力。

控制細胞的力學行為有三種主要方法:

最簡單的方法是強制細胞在特定形狀的微流體通道或腔室中生長。例如，非粘附細胞如酵母或細菌可以使用“高”壓力被迫進入微通道。諸如Hela哺乳動物癌細胞的貼壁細胞可以定居在微流體室中并且被迫以給定的形狀生長。

第二種方法使用可變形的“ PDMS Quake valve ” 實現(xiàn)動態(tài)細胞變形。在這種情況下，細胞可以使用細微的壓力變化以受控的方式被動態(tài)擠壓  。

最后一種常用的方法是利用粘附在基質(zhì)上的粘附細胞上的微流體流動產(chǎn)生的剪壓力。改變流動可以改變對細胞的機械壓力。使用這種方法，細胞可以進行層流或拉伸流動。

哪種裝置和哪種微流控芯片可控制細胞形狀和壓力？

有幾種微流體裝置設(shè)計可實現(xiàn)細胞形狀修改。設(shè)計的選擇取決于您的特定實驗。

要將非貼壁細胞（如酵母菌或細菌）注入微流體通道，只需使用手動注射器將細胞推入具有給定形狀的通道。這是最便宜的方法，但由于用手控制壓力非常困難，因此您的細胞和微流體裝置有時可能會受損。（但是我已經(jīng)在幾年內(nèi)用注射器完成了它，并且我的大部分細胞都存活了）

在這種特殊情況下，您應該特別避免使用注射泵，因為注射過程中細胞會軟化您的微通道，您的設(shè)備的流體阻力會隨著時間增加而增加，這會導致壓力升高，從而破壞您的微流體裝置。更好的方法是使用壓力控制器（壓力范圍高達1或2巴），以確保不會損壞細胞和設(shè)備，因為噴射壓力始終相同。

要使用集成的PDMS防震閥動態(tài)擠壓貼壁細胞，您還需要在此使用壓力控制器。在這種情況下，您應該使用的壓力范圍取決于細胞類型。您不能使用帶有防震閥的注射泵，因為它會導致無限的壓力增加，從而導致設(shè)備損壞。

要在基質(zhì)上的貼壁細胞上施加流動剪切應力，您可以使用注射泵或壓力控制器。當然在這種情況下，您需要高響應性（低于1秒）和低流量時的非常精確的流量，與往常一樣，建議使用壓力控制器。

細胞形狀變化和機械壓力的應用

使用微流體裝置的細胞的機械變形已被用于許多情況：

它已被用于研究細胞骨架行為，反應擴散機制，模擬機械傳導的機械傳導行為或細胞運動在受限環(huán)境中，模擬組織結(jié)構(gòu)如脈管系統(tǒng)并研究癌細胞的力學性質(zhì)。

如果細胞的精確幾何形狀不受關(guān)注，則細胞可以在宏觀上承受應力。作為一個例子，壓力可以是壓縮的，以研究骨細胞對機械應力的反應[9]; 或壓力可以拉伸，例如，拉伸一個柔性膜，細胞附著在其上。

通過迫使一個細胞進入一個小空間，就強加了它的幾何形狀。例如，Takeuchi等人 使用瓊脂糖和PDMS微室迫使大腸桿菌細胞以圓形或正弦形狀生長，Terenna等人 使用曲線PDMS微通道來限制生長的酵母細胞（通常是直的）為了研究其細胞骨架的重組而生長彎曲。Minc等人 通過將長酵母細胞推入PDMS微孔實現(xiàn)了類似的結(jié)果，這使得細胞彎曲和彎曲。該方法已被用于研究酵母極化和確定細胞壁的彈性模量和細胞膨壓。除了形狀改變之外，人造約束可以誘導細胞行為，這照亮了底層機制。

例如，Faure-Andre等人 將樹狀細胞注射到微通道中，發(fā)現(xiàn)細胞恢復了它們在活組織中發(fā)現(xiàn)的不依賴于整聯(lián)蛋白的運動行為。Chau等人 使用PDMS /基質(zhì)膠裝置通過微通道中癌細胞的遷移和變形來研究癌癥轉(zhuǎn)移。