利用在小水滴中包裹多個(gè)單細(xì)胞或單細(xì)胞器的方法，可以將光學(xué)誘捕法和微流控小滴生成技術(shù)結(jié)合在一起,。
目前,，傳統(tǒng)的試管檢測技術(shù)正逐步被淘汰。由于微流控技術(shù)使得在日益小型化的容積內(nèi)研究生化反應(yīng)過程變得可能,，實(shí)驗(yàn)室級的研究正向納米級方向深入發(fā)展,。美國華盛頓大學(xué)的Daniel Chiu及其同事，在最近發(fā)明了一種新方法,，即僅用10-12升到10-15升的小水滴就可以包裹住多個(gè)單細(xì)胞或單細(xì)胞器,。
在近期《分析化學(xué)》雜志上的一篇文章中，Chiu及其同事提出了兩種新方法,，這兩種方法可以將微流控小滴生成技術(shù)和光學(xué)誘捕法結(jié)合在一起,，以便有選擇性地、穩(wěn)定地包裹某個(gè)單細(xì)胞或細(xì)胞器,。一種方法是利用T型槽,，在T型槽內(nèi)水相可以被垂直地導(dǎo)入到流動的油相內(nèi)。當(dāng)對水相施加壓力時(shí),，流動的油可以連續(xù)切斷小水滴,。另一種方法是利用壓縮槽,，在壓縮槽內(nèi)水相被擠壓通過狹窄的管道，并流入到一個(gè)大的油池中,。被堵住的水在管道內(nèi)形成小水滴,，然后進(jìn)入油池中。在這兩種方法中,，利用光學(xué)鑷子將細(xì)胞或細(xì)胞器放在油水界面上,，這樣微粒就被包裹在正在形成的小滴中。Chiu認(rèn)為,，與以前的微流控技術(shù)設(shè)計(jì)相比,，這兩種方法有了明顯改進(jìn)，“利用光學(xué)方法移動細(xì)胞具有極好的可控制性和靈活性”,。
具有較高表面電荷的微粒（如細(xì)胞或細(xì)胞器）一旦在小水滴中被捕獲,，它們就不能穿過水油界面恢復(fù)到原來的狀態(tài)，并被穩(wěn)定地限制,。Chiu的研究小組現(xiàn)已成功對單個(gè)B淋巴細(xì)胞和單個(gè)線粒體進(jìn)行了包裹,，這表明利用該方法研究單細(xì)胞和單細(xì)胞器頗具潛力。Chiu解釋說,，“研究單細(xì)胞很有意義,，因?yàn)槊總€(gè)細(xì)胞都是不同的”，“這種方法不僅僅用于研究普通細(xì)胞,，也可以用于研究稀有細(xì)胞,。”
由于微粒被固定在比其自身體積還小的小滴中,，因而細(xì)胞內(nèi)含物在溶解前和溶解后的濃度保持不變,，這一點(diǎn)對于利用單細(xì)胞進(jìn)行生化分析非常關(guān)鍵。為了說明利用該方法進(jìn)行此類研究的作用,，研究者進(jìn)行了酶活性分析實(shí)驗(yàn),。一個(gè)包含熒光素β-D-2-吡喃半乳糖（FDG，是細(xì)胞內(nèi)β-半乳糖苷酶的熒光底物）的小水滴捕獲了一個(gè)堅(jiān)果細(xì)胞,，隨著光解和β-半乳糖苷酶的釋放,，小水滴中的反應(yīng)產(chǎn)物—熒光素不斷積累，這使小水滴中熒光素含量非常高,。如果沒有微小水滴容積的限制,，稀釋作用會使熒光素難以被示蹤顯示。Chiu說,，“你可以用分辨率很高的顯微鏡來觀察細(xì)胞和亞細(xì)胞的結(jié)構(gòu),，但你無法通過顯微鏡獲得更多的生化信息。”“我們正努力開發(fā)一個(gè)平臺,，使我們能夠在非常小的尺度上做些改變,，并能在細(xì)胞或細(xì)胞器水平上獲取一些信息,，而通常這些信息只有通過大量的生化分析才能得到。”
