De laatste jaren heeft het gebruik van elektrische pulsen cytosolische levering van extracellulaire moleculen vergemakkelijkt een aantrekkelijke manier manipuleren zoogdiercellen. 1 Deze werkwijze, ook bekend als elektroporatie, omkeerbaar permeabilizes het celmembraan, waardoor inherent ondoorlaatbaar membraan moleculen toegang krijgen intracellulaire milieu van de cellen. Omdat vrijwel elk molecuul in het cytosol worden ingebracht via tijdelijke gemaakt poriën in het membraan van een type cellen middels elektroporatie wordt de techniek gemeld als meer reproduceerbaar en universeel, en efficiënter dan andere methoden die virus-gemedieerde chemische en optische benaderingen. 2-3 Deze techniek is gebruikt om fluorescerende moleculen te introduceren, 4 5 drugs en nucleïnezuren 6-7 terwijl cellen levensvatbaar en intact houden. Gezien deze voordelen is elektroporatie is aangenomen als een gemeenschappelijke arbeidAtory techniek voor DNA transfectie in vivo gentherapie 8 en celvaccinatie studies. Het is echter nog steeds moeilijk conventionele elektroporatie systemen tegelijk het praktische efficiëntie en levensvatbaar monsters met grote heterogeniteit in grootte omdat de elektrische veldsterkte vereist voor succesvolle elektroporatie nauw correleert met de diameter van de cel. Bovendien hoeft deze systemen niet mogelijk een nauwkeurige controle van de verschillende moleculaire verschuldigde bedragen te worden geleverd aan de afhankelijkheid van bulk stochastische moleculaire leveringsproces. 9 Om deze kwesties aan te pakken, hebben veel groepen microfluïdisch elektroporatie platforms ontwikkeld en biedt het voordeel van lagere poratie- spanningen, betere transfectie-efficiëntie, een grote reductie in celsterfte en mogelijkheid om meerdere moleculen te leveren. 10-13 Deze voordelen zijn mogelijk gemaakt door de kleine sporen van microschaal elektroporatie systemen waarvan elektroden veldlengtes zijn sub-millimeter, drastisch verminderen van spanningen die nodig zijn voor een succesvolle levering. Bovendien kunnen deze microschaal elektroporatie systemen uniform elektrisch veld distributie te bereiken en te snelle oplossing van opgewekte warmte, waardoor een verminderde sterfte cel terwijl het verbeteren van de levering efficiëntie. Het gebruik van transparante materialen voor deze microchips verder laat in situ observatie van de elektroporatie proces voor snelle verandering van een parameter. 2,12 Echter, nauwkeurige dosering controle en moleculair en cellulair-afhankelijke parameter controle, die nodig zijn voor de opkomende onderzoek en therapeutische toepassingen, 6, 14-16 nog steeds niet opgelost.
Dit werk geeft een microfluïdische vortex-geassisteerde elektroporatie systeem waarmee meerdere moleculen sequentieel in een vooraf geselecteerde identieke populatie van doelcellen. Cellen met uniforme grootteverdeling worden geïsoleerd voorafgaand aan elektroporatie met eerder gerapporteerde siZE-selectieve trapping mechanisme. 17-18 Door een uniforme grootte distributie, minder variatie in elektroporatie efficiëntie en een verbeterde leefbaarheid per gegeven elektrische veldsterkte werden bereikt. 19 Bovendien, voortdurend roeren gevangen cellen met behulp van microschaal wervels toegestaan voor uniforme levering van moleculen door de gehele cytosol, in overeenstemming met de eerder gerapporteerde resultaten een andere vortex-geassisteerde elektroporatie platform. 20 Om aan te tonen dat dit systeem voor een breed scala aan moleculen gewoonlijk gebruikt in biologische toepassingen zou zijn macromoleculen met een uitgebreide lijst van molecuulgewichten werden geleverd uitgezaaide borstkankercellen. Bovendien, met behulp van real-time proces monitoring, dit werk geeft meer bewijs om een einde tijdens electrporation maken aan de jarenlange discussie over het mechanisme van de moleculaire levering, het zijn voornamelijk elektroforese-gemedieerde versus-diffusie bemiddelde. 14 In tegenstelling tot andere systemen elektroporatie, dit platform biedt unieke de gecombineerde voordelen van nauwkeurige multi-molecule levering, hoogmoleculaire levering efficiency, minimaal celsterfte, een veelvoud aan afmetingen en kosten van geleverde moleculen en real-time visualisatie van de elektroporatie proces. Gezien deze mogelijkheden, de ontwikkelde elektroporatie systeem heeft praktische potentieel als een veelzijdig instrument voor cellulaire herprogrammering studies, 6,14,21-22 drug delivery toepassingen 10,19 en toepassingen die voor een diepgaande kennis van elektroporatie moleculaire levering mechanismen.