内容发布更新时间 : 2024/9/20 3:33:31星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

用于巨型脂质体制备及收集的微流控芯片研究

磷脂酰胆碱（1，2Diacylsnglycero3phosphocholine， PC）、胆固醇（3βHydroxy5cholestene， cholesterol， Chol）购自美国SigmaAldrich公司；乙醚、NaCl、蔗糖、葡萄糖购自中国科龙化工公司；PDMS购自美国Dow Corning公司。聚丙烯基板（2 mm厚）购自中国新涛公司；玻璃片、ITO玻璃、导电胶布购自中国珠海凯为公司。

3 结果与讨论 3.1 巨型脂质体制备

脂质膜的情况和电场参数是影响巨型脂质体电形成效果的重要因素。其中，脂质膜的形成由脂质溶液的浓度、体积、腔室的形状及尺寸等决定；电场参数涉及电场分布、电压、频率、施加时间等。在两种微电

极阵列中分别开展多种参数（脂质溶液浓度、电压、频率、施加时间，见表1）的脂质体制备实验。根据前期研究结果[14]，磷脂酰胆碱（PC）和胆固醇（Chol）浓度比维持在5∶1。

将脂质溶液输入并充满两种微电极阵列所在微通道，真空干燥后，使溶剂完全蒸发形成脂质膜；注入水溶液后，在45 ℃下施加交流电场（正弦信号），观察巨型脂质体形成情

况。

在电形成过程的最初阶段，巨型脂质体形成主要受脂质膜影响。电极附近的脂质膜较微通道中间厚，更利于巨型脂质体的形成。当脂质溶液浓度较低时（0.5 mg/mL PC和0.1 mg/mL Chol），仅电极附近的脂质膜厚度足以膨胀形成单层巨型脂质体，但是产量很低。之后，巨型脂质体的电形成产量、比率和速度脂质溶液浓度增加而递增，但其浓度超出了一个阈值（9 mg/mL PC和1.8 mg/mL Chol）后，所形成巨型脂质体互相叠加为不稳定条状结构（图2），巨型球形脂质体产量也不再增加。当PC和Chol浓度分别为6和1.2 mg/mL时，巨型球形脂质体产率较高。

在电形成过程后期，电场分布、幅值、频率、电场施加时间均对巨型脂质体的形成有影响（图3）。在电场较强区域，脂质体能更快膨胀形成。两种不同的微电极阵列中形成的巨型脂质体形状较相似，但交错电极阵列上的形成速率更快。此外，当脂质浓度逐渐增大时，在平板电极阵列中脂质体形成于整个通道，到后期边缘和中间的脂质体的膨胀会逐渐受到阻碍；而交错电极阵列上的巨型脂质体常形成在电极附近，中间位置的脂质膜就几乎不膨胀。在电场强的位置，脂质膜的膨胀速度也快于平板电极阵列，所形成巨型脂质体的形态也更好。这表明电场强度的增加有助于脂质体的快速形成。随着电场幅值的增加，脂质体膨胀形成速度增加，但由此产

生的大粒径球形脂质体（粒径>50SymbolmA@ m）稳定性减弱、容易损坏，所以最终收集到的巨型脂质体比例在电压增加后并没有明显增加。在微电极阵列中，由于较小的电极间距有助于产生更大的场强，很小的电压就足以实现巨型脂质体（球形，粒径≤50SymbolmA@ m）的快速电形成，实验结果较佳的电压为0.45 V。

随着频率增加，脂质体膨胀和封闭也更快。当频率达到1000 Hz时，收集到的巨型脂质体较多，而频率继续增高时收集量没有明显的增加；电场施加时间影响巨型脂质体的膨胀和封闭，在时间远小于60 min时，巨型脂质体还较少形成，很多巨型脂质体还在膨胀过程中；当时间达到60 min后，多数巨型脂质体基本形成；进一步增加电场施加时间，产量没有明显的变化。因此，就本研究所采用的芯片制备装置，适宜的脂质浓度、电场分布、电压、频率、电场施加时间等参数分别为：磷脂酰胆碱和胆固醇浓度为6.0和1.2 mg/mL，交错电极、0.45 V，1000 Hz、60 min。此时，稳定的巨型球形脂质体的产率可以达到约60%。采用目前常用的ITO玻璃电极+PDMS垫片搭建的电形成腔室进行对照实验，在相同腔室体积、脂质用量、已报道的实验参数[15]，巨型球形脂质体的产率仅为32%。 3.2 巨型脂质体收集

制备完成后，向制备腔室中缓慢注入等渗的葡萄糖、NaCl