向細胞內(nèi)遞送DNA探針和質(zhì)粒等功能分子來探索細胞內(nèi)的分子機制與操控細胞命運，一直是生物醫(yī)學領(lǐng)域目標工作。從小分子到如今火熱的核酸mRNA疫苗遞送都離不開藥物遞送技術(shù)。然而，由于大多數(shù)外源功能分子都帶有負電荷，無法直接通過同樣帶有負電荷的細胞膜，阻礙了細胞內(nèi)分子機制的探索與細胞功能的改造。

基于微流控芯片的細胞電穿孔技術(shù)

目前，生物醫(yī)學已開發(fā)了多種方法輔助功能分子進入到細胞內(nèi)。其中，電穿孔技術(shù)作為一種通用的細胞內(nèi)遞送工具，指在外部增加短時強電脈沖時，細胞膜會形成瞬時微孔，大多數(shù)外源功能分子可以進出細胞。  

近年來，隨著微流控技術(shù)的發(fā)展，基于微流控芯片的細胞電穿孔技術(shù)提高了傳統(tǒng)電穿孔的效率。微流控芯片中微電極的間距短，產(chǎn)生同樣的電場強度只需幾伏至十幾伏的電壓，避免了傳統(tǒng)電穿孔中超高壓帶來的各種問題。同時，消耗樣品及試劑更少，降低實驗成本。 

此外，在連續(xù)流動環(huán)境中細胞膜通透性的阻抗檢測達到了更高的靈敏度。電穿孔技術(shù)在微流控相助下遞送效率、劑量均勻性和細胞安全性方面均獲得了顯著提高。

應(yīng)用案例

美國麻省理工學院機械工程院采用HeLa細胞進行電穿孔實驗，由于電穿孔產(chǎn)生的細胞膜孔洞非常微小且不穩(wěn)定，因此采用綠色熒光蛋白進行電穿孔的表征，利用細胞內(nèi)的熒光強度程度反映電穿孔效果。

為了更好記錄電穿孔的完整動態(tài)過程以及提高實驗效率,設(shè)計了基于微流控細胞遞送平臺。在交流電壓下有效導(dǎo)入熒光蛋白的活細胞超過總數(shù)50%，保持高達90%的細胞活力，成功實現(xiàn)了細胞電穿孔。

該系統(tǒng)主要包括纖維狀摩擦電納米發(fā)電機（FS-TENG）、基于納米通道的器件、微流控芯片和微量注射泵。

微量注射泵再微流控中作為動力源，通過機械裝置推動注射器，可實現(xiàn)高精度、平穩(wěn)的液體傳輸。該實驗過程中采用了蘭格的LSP02-18注射泵以200uL/min輸送低電導(dǎo)率細胞懸液，有效保護細胞的同時進一步輔助細胞電穿孔,實現(xiàn)了細胞電穿孔動態(tài)過程的實時跟蹤。