微流體技術可幫助工程師實時觀察病毒感染

毒附著在細胞上，敲開鎖并進入，然后控制遺傳生產，并抽出許多自身版本，并通過細胞壁爆炸。拿爆米花 工程師和病毒學家有一種觀察病毒感染下降的新方法。該技術使用微流體技術-在精確的幾何結構內對流體進行亞毫米級控制。密歇根理工大學的化學工程師基本上可以從顯微鏡上的顯微鏡載玻片上獲得電場，從而能夠在微流控設備中操縱病毒。這項研究于今年夏天在Langmuir發表，研究了細胞膜的變化，使研究人員對抗病毒劑如何在細胞中阻止感染擴散的方法有了更清晰的認識。

病毒攜帶著稱為衣殼的蛋白質外殼。這些蛋白質的作用就像鎖鉤一樣，附著并撬開細胞膜。病毒隨后劫持了細胞的內部運作，迫使其大量生產病毒的遺傳物質并構建了許多病毒復制品。就像爆米花仁推開一個裝滿鍋的鍋蓋一樣，新病毒會通過細胞壁爆炸。而且，這種循環繼續進行，有越來越多的病毒被盜。

“當您研究傳統技術時，即在不同階段進行熒光標記，成像，檢查生存力時，重點是要知道膜何時受損。”計算機學院院長，該學院教授，??研究合著者Adrienne Minerick說。化學工程。“問題在于這些技術是一種間接手段。我們的工具著眼于電荷分布，因此它主要集中在細胞膜和病毒表面之間發生的事情。當病毒真正進入細胞時，我們發現了更高的分辨率。”

觀察病毒感染周期并監測其階段對于開發新的抗病毒藥物以及更好地了解病毒的傳播方式至關重要。當可極化細胞在不均勻的電場中被推動時，就會發生介電泳。這些細胞的運動非常有助于診斷疾病，分型，研究癌癥和許多其他生物醫學應用。在研究病毒感染時，必須注意病毒具有表面電荷，因此在微流體裝置的狹窄空間內，介電電泳顯示病毒衣殼與細胞膜蛋白之間的電對話。

“我們使用微流控設備研究了病毒和細胞之間的相互作用與時間的關系，”密歇根理工學院化學工程博士學位的學生Sanaz Habibi說。“我們證明了我們可以在電場中看到時間依賴性病毒與細胞的相互作用。”

觀看病毒感染實時發生就像僵尸恐怖電影，油漆干燥和寶萊塢史詩之間的穿越。微流控設備中的細胞隨處跳動，并通過介電音樂提示轉變為不同的模式。需要正確的病毒與細胞比例來觀察感染的發生，而且這種感染不會很快發生。哈比比(Habibi)的實驗進行了10小時輪班，隨后出現了病毒附著現象，長時間的入侵，最后是新病毒爆發時的悲慘結局，從而破壞了細胞。

細胞膜破裂前會形成稱為氣泡的結構，該結構會改變在微流體裝置中測得的電信號。這意味著介電電泳測量可對整個循環中細胞表面發生的電位移提供高分辨率的了解。