用压力泵实时检测细胞增殖（培养）

这是微纳立方第28篇微流控推文

咱做细胞增殖检测，有计数法、染色法……但很多方法都只能检测一个时间点，就是说只能看到细胞增殖的结果，而不清楚过程，并且往往需要额外的仪器和试剂。这次和你分享一个不一样的视角，用压力泵去实时检测细胞增殖，这个实验由康比涅技术大学 (UTC)的一个生物工程实验室完成。

实验比较简单：用1个压力泵往1块细胞培养芯片里泵入培养基（5组采用同款芯片，且均含流量计）。

老规矩，咱先来看一组实验数据，下图里的纵坐标是压力泵的输出压力，横坐标是芯片里的细胞数。

图里值得说的是3个颜色区域的点：

绿色点位，设置恒定流量10μL/min，这时微流控芯片里还没有细胞。

蓝色点位，芯片里有细胞贴壁了，恒流模式使得所需压力增大。

红色点位，养了3天的细胞，细胞增殖数目变多，恒流所需压力更大。

图中蓝色虚线是拟合出的压力和细胞数的线性函数——到这你可能看不下去了，就这么点数据还拟合函数？有没有点数学常识？但事实上，这个函数的样子，正好符合了数学公式：微流控芯片里流道的流量=压力/流阻（Q=△P/R），Q表示流量，△P表示压力，R表示流阻。

如果细胞正常增殖，细胞数增多了，会造成芯片内流道变窄，肯定会导致流阻变大（流阻R与h^3*w成反比，h和w分别为芯片流道道的高和宽，点这看流阻是怎么计算的），为了满足咱设定的10μL/min的流量，压力泵的输出压力一定会增大。就是说，恒流模式下，细胞正常增殖，流阻变大，压力泵输出压力就应该变大，如果压力不变或者缩小（细胞被冲走），反而是问题。

所以重要的不是拟合出什么样的函数，而是这个函数要符合压力和细胞数的正相关关系，就是说这个函数上某个点的斜率，一定得是正的，不然细胞增殖就有问题。也许在你的实验里，它就变成了个指数函数（有点夸张了，如果压力像指数函数那样增加，一定是发生堵塞了）。

你可能觉得检测要精准，不能这样看大概，但做一次细胞增殖（培养）动不动就好几天，等做完才发现问题，浪费时间还耽误进度，而这个办法，只需要你看一眼压力泵的输出压力。就像是如果你发烧了，一定要去医院让医生来告诉你吗？自己摸摸额头也能知道。

P.s. 以上说的细胞增殖为理想情况，如果染菌，菌类生长也会让压力变大。

最后附上这个实验的配置：法国Fluigent的压力泵Flow EZ和流量计，加细胞培养芯片、细胞系和培养基，以及连接配件。