向細胞內遞送DNA探針和質粒等功能分子來探索細胞內的分子機制與操控細胞命運,，一直是生物醫(yī)學領域目標工作,。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,。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

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,。其中，電穿孔技術作為一種通用的細胞內遞送工具,，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,，隨著微流控技術的發(fā)展，基于微流控芯片的細胞電穿孔技術提高了傳統(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,設計了基于微流控細胞遞送平臺。在交流電壓下有效導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。