林金明：開放式微流控及其在細胞研究中的應用

　　細胞操縱是生化研究的基礎，它需要用戶友好，多功能和精確的工具。基于流動限域原理，開放式微流控技術可以精準控制液體在微尺度開放空間中的運動。不同于傳統的封閉式微流控體系，開放式微流控系統中的任意位置都可以被外部裝置所觸及，因此人們可以對該體系內任意目標位置的細胞樣品選擇性地進行高時空精度的刺激、取樣、原位分析等操作。得益于該系統獨特的優勢，圖案化細胞培養、3D 組織建模、原位在線細胞因子分析、單細胞局部化學刺激、原位單細胞采樣、亞細胞修飾等多種操作可輕易實現。

　　在本文中，作者總結了開放式微流控設計的兩個基本思想，解釋了主流開放微流控方法的原理，介紹了它們最近的重要應用，并討論了開放微流體的挑戰和發展趨勢。兩個基本設計思想是開放式微流控網絡和探針。微流體網絡可以通過移除封閉通道的固體壁得到，它可以被用來操控流體在 X-Y 方向的流動，適用于大規模、長時間、多功能的細胞培養和刺激操作，典型的方法有槽狀通道、懸浮微流控、“free style”微流控等。微流控探針可以被認為是將封閉通道折斷，然后將通道折起來，使其斷口對準細胞進行操作：它通常是在豎直（Z）方向上操控流體流動，適用于高時空分辨率的細胞操作，典型的裝置有微納玻璃管、流體力顯微鏡、推拉式探針及多出口微流控探針等。微流控網絡和探針相互配合可以很好地滿足多種多樣的細胞研究需求，尤其是在單細胞乃至亞細胞水平。

　　該成果以題為" Emerging open microfluidics for cell manipulation "發表在英國皇家化學會期刊Chemical Society Review 上，該文章被選為封面文章(front cover)。該工作第一作者為清華大學化學系博士研究生張強，通訊作者為清華大學化學系林金明教授和北京工商大學生物工程系林玲教授。本研究工作得到國家自然科學基金資助（22034005, 21727814, 21804026, 21621003）。

　　論文信息

　　Emerging open microfluidics for cell manipulation

　　Qiang Zhang, Shuo Feng, Ling Lin,*(林玲，北京工商大學) Sifeng Mao and Jin-Ming Lin*(林金明，清華大學)

　　Chem. Soc. Rev., 2021, 50, 5333–5348

　　http://doi.org/10.1039/D0CS01516D