机械-节点-孔传感：一种用于多参数单细胞黏弹性测量的快速无标记平台

摘要

本文介绍一种利用基于电子学的微流控平台——机械节点孔传感（mechano-NPS）技术，对单个细胞进行机械表型分析的方法。该平台在测量细胞弹性与黏性等生物物理特性的同时，可保持每秒1至10个细胞的中等通量。

摘要

细胞的力学特性参与了多种生物过程和疾病，从干细胞分化到癌症转移均涉及其中。传统的细胞力学特性测量方法，如原子力显微镜（AFM）和微吸管抽吸法（MA），能够获取丰富的信息，反映细胞完整的黏弹性响应；然而，这些方法通量极低，存在明显局限性。高通量方法如实时变形性流式技术（RT-DC）仅能获取有限的力学信息，通常局限于单一参数读数，仅反映细胞的弹性特性。相比之下，力学节点孔传感技术（mechano-NPS）是一种灵活、无需标记的微流控平台，能够在中等通量条件下实现对细胞多参数黏弹性特性的测量，填补了上述方法之间的空白。该技术采用直流（DC）测量法，在细胞通过微流控通道时对其进行监测，记录细胞在通过狭窄收缩区域之前、期间和之后的尺寸与速度。这些信息（即尺寸和速度）被用于量化每个细胞的横向变形程度、抗变形能力以及变形后的恢复能力。总体而言，这种基于电子学的微流控平台可提供多种细胞黏弹性参数，从而更全面地揭示细胞的力学状态。由于该方法对样本前处理要求极低，采用简单的电子测量手段（而非高速相机），并利用标准的软光刻技术进行器件制备，因此该平台的实施简便、易于获取，且可灵活适配下游分析。该平台所具备的灵活性、实用性与高灵敏度，已为多种不同类型细胞提供了独特的力学信息，未来在基础科学研究与临床诊断中具有广泛的应用潜力。

引言

单个细胞是具有动态特性的黏弹性材料¹。多种内部和外部过程（例如有丝分裂的启动或细胞外基质[ECM]的重塑）会影响细胞的结构和组成^2,3,4，常常导致产生与其当前状态相适应的独特生物物理特性。特别是，机械特性已被证明是细胞发育、生理状态和病理状态的重要生物标志物，能够提供有价值的定量信息，从而补充传统的分子和遗传学研究方法^5,6,7。例如，Li 等人最近描述了耐药性与药物敏感性急性早幼粒细胞白血病细胞之间的力学差异，同时利用RNA-seq技术发现了差异表达的细胞骨架相关基因⁸。通过理解单细胞力学与细胞功能之间复杂的相互作用，机械表型分析在基础科学研究和临床诊断的革新中具有广泛的应用前景⁹。

目前测量单细胞力学性质最广泛采用的工具是原子力显微镜（AFM）。尽管AFM能够实现高分辨率、局部化的细胞力学特性测量，但其通量仍受限于<0.01 个细胞/秒¹⁰。另一种方法是光子拉伸器，其利用两束发散的激光捕获并形变悬浮的单个细胞¹¹，但通量仅略高，限制在<1 个细胞/秒¹²。近年来微流控技术的进步催生了新一代用于快速单细胞力学评估的装置^12,13。这些技术利用狭窄的收缩通道^14,15、剪切流¹⁶或流体动力拉伸¹⁷，可在10–1,000 个细胞/秒的通量下快速形变细胞¹⁸。尽管这些方法的测量速度远高于传统技术，但通常以牺牲高通量能力为代价，仅提供有限的力学读数（补充 表1）。 上述所有快速微流控方法均聚焦于基本的单参数指标，例如通过时间或形变率，这些指标仅反映细胞的弹性特性。然而，鉴于单细胞固有的黏弹性本质，对细胞进行可靠而全面的力学表征，不仅需要考虑弹性组分，还必须纳入黏性响应。

机械节点孔传感（mechano-NPS）^2,8（图1A）是一种微流控平台，可克服现有单细胞机械表型分析技术的局限性。该方法能够以每秒1-10个细胞的中等通量，同时测量多个生物物理参数，包括细胞直径、相对变形能力以及变形后的恢复时间。该技术基于节点孔传感（NPS）^{19,20,21,22,23,24}，其原理是采用四电极探针测量法，检测细胞通过被较宽区域（称为"节点"）分段的微流控通道时所调制的电流脉冲。调制电流脉冲的产生是由于细胞部分阻塞了各段（即"孔"）和节点中的电流流动，其中在前者中阻塞的电流多于后者。在mechano-NPS中，其中一个通道段——"收缩通道"——的宽度小于细胞直径；因此，细胞必须发生形变才能通过整个通道（图1B）。细胞直径可通过细胞在进入收缩通道前通过节点孔时产生的子脉冲幅度来确定（图1B、C）。此处，|ΔI_np| 表示细胞位于孔中时的电流下降值， 其与细胞体积与孔体积之比 V_cell/V_pore 成正比^2,8,19。细胞刚度可通过 ΔT_c 确定，即细胞通过收缩通道时产生的显著增大的子脉冲持续时间（图1B、C）。较硬的细胞通过通道所需时间比较软的细胞更长^2,8。最后，细胞的"恢复"能力，即细胞在形变后恢复至原始大小和形状的能力，可通过细胞在通过收缩通道后继续通过后续节点孔时产生的一系列子脉冲来评估（图1B、C）。恢复时间 ΔT_r 是指电流子脉冲恢复到细胞被挤压前子脉冲幅度所需的时间。总体而言，当细胞通过微流控通道时所产生的调制电流脉冲被记录并分析，以提取相关的单细胞力学参数（图1D）^2,8。

该基于电子技术的微流控平台的可重复性和易用性此前已有报道²⁵。此外，该平台为单细胞力学表型分析提供了较低的技术门槛。微流控器件采用标准的软光刻技术制备。测量硬件由低成本组件构成，包括一个简单的印刷电路板（PCB）、电源、前置放大器、数据采集板（DAQ）和计算机。最后，已有用户友好的代码可用于数据采集与分析，便于直接实施。该力学表型分析技术能够区分非恶性与恶性乳腺及肺上皮细胞系的细胞群体，分辨原代人乳腺上皮细胞中的不同亚群，并表征细胞骨架扰动及其他药理学试剂处理的影响^2,8。总体而言，该平台是一种有效的单细胞力学表型分析方法。

方案

1. 设计装置几何结构

1. 选择尺寸测量段和回收段的宽度，使其大于待测最大细胞的直径，同时保持足够的信噪比（SNR）。不同细胞系对应的尺寸测量段和回收段宽度示例见补充表2。
2. 选择收缩段的宽度，使接受力学表型分析的细胞平均尺寸承受30%–40%的应变。应变定义为 ，其中 d 为细胞直径，w_c 为收缩通道的宽度^2,8。不同细胞系对应的收缩段宽度见补充表2。
   注意：若需比较直径差异显著的不同细胞类型或条件，应使用针对每种细胞类型/条件专门设计的收缩段宽度，分别制作不同的装置。
3. 为每种独特的装置几何结构设计一个参考装置。这是确定微流控通道中尺寸测量孔段有效直径D_e所必需的。
   注意：参考装置采用与主装置相同的几何结构，唯一修改是将收缩段的宽度设置为与尺寸测量孔段相同，以便使用已知尺寸的聚苯乙烯微球进行校准。加宽收缩段可防止校准过程中聚苯乙烯微球堵塞收缩通道。校准过程详见步骤4.1和5.3.1。也可使用市售的细胞计数仪完成校准，此时无需参考装置。该方法在步骤4.2中描述。
4. 选择通道高度，确保目标细胞中最大的细胞能在收缩段内完全伸展而不受限制²。确保通道高度大于 h_min （此假设基于细胞在变形前为球形，且在变形过程中沿通道长度和高度方向发生等比例形变）。
   注意：根据子脉冲电流的幅度，，h_min 越大，整体信噪比（SNR）将越低。
5. 使用计算机辅助设计软件，根据选定的通道宽度设计并制作光刻掩模。示例文件见补充文件1。将微流控掩模设计放大1.5%，以补偿从负向母模剥离后聚二甲基硅氧烷（PDMS）的收缩。
   注意：只要整个阵列不超过晶圆尺寸，可在单个掩模上包含多个装置（见补充图1A）。
6. 设计并制作用于进行四探针法测量微流控装置电流的电极光刻掩模（图1D）。示例文件见补充文件1。
   注意：只要阵列不超过载玻片尺寸，可在单个掩模上包含多个电极（见补充图1B）。

2. 制备器件（图2）

1. 在玻璃基底上制备电极图案。
   1. 根据产品说明书，将正性光刻胶旋涂、图形化并处理到普通玻璃载片上。该操作的一个示例见于补充文件2。
   2. 进行金属沉积、剥离和金蚀刻。
      1. 在载片上沉积75 Å的钛（Ti）、250 Å的铂（Pt）和250 Å的金（Au）薄膜。使用电子束蒸发法执行此步骤的一个示例如补充文件3所述。
      2. 将载片浸入丙酮中15分钟，以去除多余的金属，完成剥离过程。
      3. 在通风橱中，使用一次性移液管将金蚀刻剂滴加到将暴露于微流控通道区域的电极部位，如补充图2所示。注意避免将蚀刻剂滴到载片的其他位置。
         警告：金蚀刻剂可能引起皮肤和眼睛刺激。切勿吸入其蒸气，切勿吞食。请小心操作，佩戴适当的个人防护装备（PPE），并根据当地废弃物处理规定妥善处置废液。
      4. 用去离子水（DI水）冲洗载片，并用干燥氮气（N₂）吹干。
   3. 若在同一玻璃载片上制作多个电极，需将载片切割成单个芯片。
      1. 使用玻璃切割工具沿电极图案边界在载片上划痕。
      2. 沿划痕处折断玻璃，将载片分割为单个芯片。
   4. 在显微镜下目视检查电极，确保各电极之间无开路，且电极之间无短路现象。
2. 制备通道的负型母模。
   1. 根据产品说明书，将SU-8环氧树脂光刻胶旋涂、图形化并处理到抛光的硅片上。该操作的一个示例如补充文件2所述。
   2. 使用轮廓仪测量结构高度，并在显微镜下目视检查结构（补充图3），确保所需几何形状清晰明确。
3. 采用软光刻技术模制PDMS通道。
   1. 在一次性杯子中按10:1的质量比称取弹性体和交联剂以配制PDMS。
      注：对于直径为3英寸的硅片，30 g PDMS已足够。
   2. 用一次性叉子剧烈搅拌PDMS约30秒，直至PDMS呈不透明且含有气泡。
   3. 将PDMS置于真空腔中脱气约30–90分钟，或直至PDMS变为透明且无可见气泡。
   4. 将带有SU-8母模的硅片放入一次性培养皿中，并将PDMS浇注于硅片中心。
   5. 将含有PDMS和硅片的培养皿放入真空腔中脱气约30分钟，或直至PDMS中无残留气泡。
   6. 在烘箱或加热板上于80 °C条件下烘烤PDMS 2小时。
   7. 使用锋利刀片将PDMS从SU-8负型母模上切割并取下。
   8. 使用锋利刀片将模制的PDMS块切割成单个模具。
   9. 使用一次性活检打孔器在PDMS上打出进样口和出样口的通孔。为获得最佳效果，建议每个PDMS块使用新的打孔器。更锋利的打孔器可产生边缘光滑的孔洞，减少可能堵塞收缩通道的颗粒物。
      注：通孔直径应略小于管路的外径。例如，若使用外径为1/32英寸的聚四氟乙烯（PTFE）管路，则应打1.5 mm的孔。
4. 将玻璃/电极基底与PDMS通道键合。
   1. 用甲醇（≥99.8%）清洗电极玻璃载片，并用干燥N₂吹干。
   2. 先用透明胶带清洁PDMS器件，然后用异丙醇（IPA）和去离子水（DI；18 MΩ/cm²）冲洗，再用干燥N₂吹干。随后再次用透明胶带清洁一次。
   3. 将带有预制电极的玻璃基底和已准备好的PDMS模具（结构面朝上）放入等离子清洗机中。
   4. 在氧气等离子体中处理2分钟（100–300 mTorr，30 W）。
   5. 将PDMS模具（结构面朝下）对准并贴合到带有预制电极的玻璃基底上。
      注：等离子处理后的PDMS与玻璃一旦接触即刻发生键合，因此后续无法再进行对准调整。为便于对准，可在等离子处理后的玻璃表面滴加20 µL去离子水与甲醇按2:1稀释的溶液。该甲醇溶液可在处理后的玻璃与PDMS之间形成物理屏障，允许进行对准调整。若使用甲醇溶液，应对准并贴合器件后在50 °C下烘烤2小时，以蒸发溶液并完成键合过程。
   6. 在显微镜下目视检查键合后的器件，确保电极与通道几何结构对准正确。

3. 测量细胞（图 1D）

1. 准备压力源、PCB、台式硬件和数据采集软件。
   1. 使用夹具将微流控装置连接到PCB。PCB的示例见补充文件4（GERBER文件）和补充文件5（原理图、电路板及PCB元件清单文件）。
      1. 将夹具的弹簧加载针与微流控装置上的电极接触焊盘对齐，并将夹具的排针与PCB上的孔对齐。
      2. 将夹具的排针牢固插入PCB的孔中，确保弹簧加载针保持与电极接触焊盘对齐。
   2. 设置并连接电子硬件。
      1. 使用双香蕉插头转卡口式Neill-Concelman（BNC）母头适配器和BNC电缆，将电源的两个输出端口连接至PCB的供电电压端口。
      2. 打开电源，将连接至BNC内导体的输出设为+15 V，另一个输出设为-15 V，并启用两个输出以供电给电路。
      3. 使用BNC电缆将电源的第三个输出端口连接至PCB的输入电压端口。将该输出设置为所需的施加电压，但在实验开始前不要启用。
      4. 使用BNC电缆将PCB的输出电流端口连接至电流前置放大器的输入端。
      5. 使用BNC电缆将电流前置放大器的输出连接至数据采集系统BNC接线端子块的一个模拟输入端。可选地，在BNC电缆线路中串联一个模拟低通滤波器，以滤除高频干扰。
         注：为提高信噪比（SNR），可将PCB和装置置于厚金属屏蔽罩内。所有BNC电缆和流体管路均可通过在屏蔽罩上钻孔引出。
   3. 在个人计算机（PC）上安装并配置所需软件。
      1. 开启压力控制器并将其连接至PC。根据制造商说明安装所需的压力控制器软件。
      2. 在PC上安装MATLAB及数据采集工具箱。确保已安装数据采集系统所需的驱动程序，以便MATLAB数据采集工具箱接口能够识别该系统。
      3. 从 https://github.com/sohnlab/node-pore-sensing-public 下载随附的数据采集脚本“NPS.m”。
   4. 打开并配置数据采集脚本。
      1. 设置正确的值以初始化数据采集会话，包括厂商ID、DAQ设备ID和模拟输入通道号（脚本中的第34–36行）。
         注：可通过函数“daq.getDevices”或“daqlist”查找设备ID。
      2. 设置所需的采样率（脚本中的第23行）。为获得最佳效果，应至少设置为10 kHz。
2. 准备细胞悬液。
   1. 配制含2%胎牛血清（FBS）的1×磷酸盐缓冲液（PBS）溶液，并用0.22 µm滤膜过滤。
   2. 根据所选细胞系的标准细胞培养方案进行细胞培养和制备。将细胞重悬于上述含2% FBS的1×PBS溶液中，浓度为1–5 × 10⁵ 个细胞/mL。实验期间将细胞置于冰上保存。
3. 测量细胞的物理特性。
   1. 将细胞样品装入管路并连接至装置入口。
      1. 使用剃刀或锋利刀片切割30 cm长的PTFE管路。
      2. 将管路一端连接至鲁尔锁式注射器，用注射器从管路另一端吸取细胞样品。
      3. 小心地将管路插入装置的入口。
      4. 将管路的另一端连接至微流控压力控制器。
         注：可在微流控压力控制器与管路之间加装滤器，以防止液体倒流进入压力控制器。
   2. 运行实验。
      1. 在压力控制器软件中设置所需的恒定驱动压力，使样品充满装置。
         注：压力通常为2–21 kPa。流速应足够慢以产生清晰的脉冲信号，但又足够快以保证足够的通量。
         1. 若微流控通道中形成气泡，采用盲端填充法：堵塞装置出口，并在入口施加低压，迫使空气通过透气性PDMS材料排出。通道中残留气泡会导致电流基线不稳定，影响测量准确性。
         2. 若微流控通道被碎屑堵塞，可在施加驱动压力的同时轻压PDMS装置顶部、通过开关压力实现“脉冲”高压，或拔出并重新插入管路以清除堵塞。若碎屑仍无法清除，可能需要更换新装置。
      2. 旋转电源上的电压旋钮设置所需电压，并按下开启按钮启用电压。
         注：电压通常为1–5 V。应选择能满足足够信噪比的最低电压。所有待比较条件应使用相同电压。
      3. 打开电流前置放大器，并将灵敏度（A/V）设为尽可能低；或在不使前置放大器过载且不超过DAQ最大模拟输入电压的前提下，将增益（V/A）设为尽可能高。本研究中灵敏度设为10^-7 A/V。
         注：合适的灵敏度/增益值取决于施加电压以及微流控通道的基线电阻。
      4. 点击MATLAB功能区菜单中的绿色运行按钮，启动数据采集脚本NPS.m，开始采样并保存数据。
      5. 结束实验时，点击图形窗口左下角的停止按钮以终止数据采集脚本。按下电源的开启按钮关闭输出。在压力控制器软件中将压力源设为零压力。
      6. 此时可暂停实验，进行以下一项或多项操作：
         1. 更换当前装置为新装置。
         2. 重新装填管路，加入更多细胞样品。
            注：为避免样品交叉污染，测量不同类型或条件的细胞时应使用新装置。
         3. 将装置从PCB上卸下，在显微镜下检查通道状态。若需使用同一装置重新开始实验，需注意避免引入气泡。插入管路至装置入口时，可能需要轻轻推动注射器活塞，使细胞样品始终位于管路末端。

4. 校准微流控装置

1. 选项1：在参考装置中测量聚苯乙烯微球。
   1. 选择一种尺寸小于定径通道的聚苯乙烯微球。
   2. 将1.5%的Tween和聚苯乙烯微球加入细胞实验中使用的经滤膜过滤的PBS和FBS溶液中，微球终浓度为1–3 × 10⁵ 个/mL。
   3. 按照第3节所述步骤进行实验，使用步骤1.3中描述的参考装置，并施加与实验过程中相同的电压。根据微球通过定径孔时产生的电流下降平均幅度以及微球的已知直径，按照第5节所述方法计算D_e。
2. 选项2：使用独立的测量设备单独测量细胞大小。
   1. 不采用步骤4.1中的方案，而是使用 commercially available 的细胞大小测量仪器测量样品中细胞的平均尺寸。此情况下无需使用参考装置。根据细胞通过定径孔时产生的平均电流下降幅度以及测得的细胞平均直径，按照第5节所述方法计算D_e。

5. 分析数据以提取细胞表型

注意：数据处理可使用 MATLAB 命令行接口程序文件 mNPS_procJOVE.m 在 https://github.com/sohnlab/NPS-analysis-JOVE 获取。更多操作说明请参见补充文件 6。

1. 预处理数据（图3A).
   1. 通过将电流-电压前置放大器所用的增益值应用于数据采集系统（DAQ）获取的原始数据，计算测得的电流值。
   2. 通过对接收的原始电流测量数据应用矩形平滑函数和/或低通滤波器，去除高频噪声。随后，将滤波后的数据重采样至较低的采样率，并计算对应于此较低采样率的时间戳数据。
   3. 通过应用非对称最小二乘平滑等方法，计算拟合的基线电流信号²⁶.
   4. 通过计算预处理后电流数据中相邻数据点之间的差值，得到其近似一阶导数（差分信号）。
2. 识别细胞事件并提取子脉冲数据图3B).
   1. 通过检查预处理后的数据来筛选候选细胞事件。排除与其他细胞事件重叠的事件（即符合事件）。补充图4），基线拟合较差，或出现意外或错误的脉冲形状（例如，通道中可能存在堵塞）。
   2. 提取每个细胞事件的子脉冲数据。
      1. 每个节点-孔道段将在整体信号脉冲内表现为相应的子脉冲（图1B、C）通过计算差分信号达到局部最小值的时间点来确定每个子脉冲的起始位置。通过计算差分信号达到局部最大值的时间点来确定每个子脉冲的结束位置。
      2. 将每个子脉冲的宽度确定为起始时间点与结束时间点之间的时间间隔。通过计算起始时间点至结束时间点之间所有数据点的测量电流与基线电流之差的平均值，确定每个子脉冲的幅度。
3. 基于子脉冲数据确定每个细胞事件的细胞力学表型。
   1. 测定细胞直径 d 根据Deblois和Bean定义的方程²⁴:
      
      其中 ΔI/I 是定尺亚脉冲中亚脉冲幅度与基线电流的平均比值， D_e 是通道的有效直径（在步骤4中测量），以及 L 是节点-孔道的总长度。
      1. D_e 通过计算平均值来确定 ΔI/I 由一组已知直径的颗粒（细胞或微珠，参见步骤4）产生，以该已知直径作为 d，以及解决 公式 1 用于 D_e.
   2. 量化细胞对变形的抵抗能力。
      1. 测定流体流速 U_流 通过利用已知的片段长度和测量得到的每个子脉冲持续时间，计算尺寸测定子脉冲中的平均细胞速度。
      2. 测定全细胞变形指数（wCDI），由 Kim 等人定义² 作为：
         
         其中 L_c 是收缩段的长度， h_通道 是通道高度，以及 ΔT_c 是收缩子脉冲的持续时间。
   3. 确定细胞从形变中恢复的时间，定义为恢复子脉冲的首次出现，其振幅在定容子脉冲平均振幅的8%范围内².
   4. 计算细胞在收缩段内的横向形变。
      1. 计算收缩段的有效直径（D_e，c由 Kim 等人所定义²: ，其中 w_c 是收缩段的宽度，以及 w_np 是所有其他片段的宽度。
      2. 计算等效球体直径 d_c 通过再次使用Deblois和Bean定义的方程，计算细胞在收缩过程中的相关参数²⁴:
         
         其中 ΔI_c/I_c 是收缩亚脉冲中亚脉冲幅度与基线电流的比值 L_c 是收缩段的长度。
      3. 计算细胞的伸长长度 L_变形 如 Kim 等人所述²:
         
      4. 最后，计算细胞的横向形变 δ_变形，由 Kim 等人定义² 是 .

结果

本文介绍的力学表型分析平台是一种简单且多功能的方法，可用于中等通量地测量单个细胞的生物物理特性。细胞在恒定压力驱动下流经微流控通道（图1A）。当细胞通过时，利用数据采集硬件记录微流控通道的长度以及产生的电流脉冲信号。所采集的信号（图1B、C）随后通过基于MATLAB开发的定制软件进行处理，以提取相关的单细胞力学特性。图1D展示了该实验方案的图形化概述。

在制备器件时，首先制备负极性的母模，并用于浇铸聚二甲基硅氧烷（PDMS）（图2）。成功的母模如补充图3所示，其微流体通道具有光滑且垂直的侧壁，且无任何缺陷（图4Ai）。在制备初始母模时应格外谨慎，因为在制备不良的晶圆中（补充图3），任何缺...

讨论

使用这种机械表型分析技术测量单个细胞的机械特性包括三个阶段：器件制备、数据采集和数据分析。在每个阶段中，都有一些关键因素可能显著影响实验结果。在器件制备过程中，通道几何结构的一致性以及器件之间的均匀性对于获得准确且可重复的结果至关重要。具体而言，每个器件的侧壁应相对光滑（图4Ai），且在重复制备的器件中通道高度应相近。任何存在部分阻碍细胞流动缺陷的器件，尤其是收缩通道中的缺陷（图4Aii），均应予以弃用。使用通道几何结构中存在明显缺陷的器件将导致不准确且不可重复的结果。在数据采集过程中，用户必须能够识别数据收集期间通道中是否发生堵塞。一个示例脚本"NPS.m"（可在 https://github.com/sohnlab/node-pore-sensing-public 获取）可显示实时电流测量值，使用户能够实时监测通道状态和细胞通过事件。堵塞特征性的脉冲信号如 图4B所示。特别需要注意的是收缩通道中仍允许部分细胞通过的堵塞情况，因为细...

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
丙酮	J.T. Baker	5356-05	纯度（GC）  ≥ 99.5%（https://us.vwr.com/store/product/6057739/acetone-99-5-vlsi-j-t-baker）
铝箔	n/a	n/a
模拟低通滤波器	ThorLabs	EF504	≤240 kHz 通带，同轴 BNC 馈通 （https://www.thorlabs.com/thorproduct.cfm?partnumber=EF504#ad-image-0）
活检打孔器	Integra Miltex	33-31AA-P/25	1mm，一次性，带柱塞 （https://mms.mckesson.com/product/573313/Miltex-33-31AA-P25）
刀片	n/a	n/a
BNC 电缆	Pomona Electronics	2249-C-12	https://www.digikey.com/en/products/detail/pomona-electronics/2249-C-12/603323?utm_adgroup=Coaxial%20Cables%20%28RF%29&utm_source=google&utm_ 中等=CPC&utm_campaign= Shopping_Product_Cable%20Assemblies_NEW&utm_term= &utm_content=同轴%20电缆%20%28RF%29&gclid=Cj0KCQjwlK-WBhDjARIsAO2sErQqnVJ pj5OXVObuTI8ZUf1ZeIn7zvzGnx mCWdePrG6SdEJMF3X6ubUaAs w-EALw_wcB
洁净室聚酯棉签	Thermo Fisher Scientific	18383	https://www.fishersci.com/shop/products/texwipe-cleantip-alpha-polyester-series-swabs-6/18383
电流前置放大器	DL仪器	1211	https://www.brltest.com/index.php?main_page=product_info&products_ id=1419
定制PCB（带组件）	n/a	n/a	，参见补充文件4和5
DAQ接线端子	National Instruments	BNC-2120	https://www.ni.com/en-in/support/model.bnc-2120.html
DAQ转BNC-2110电缆	National Instruments	SHC68-68-EPM	https://www.ni.com/en-in/support/model.shc68-68-epm.html
数据采集板（DAQ）	National Instruments	PCI-6251
https://www.ni.com/docs/en-US/bundle/pci-6251-feature/page/overview.html Dessicator	Thermo Fisher Scientific	5311-0250	https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/5311-0250
母头BNC 转香蕉插头适配器	Pomona Electronics	72909	https://www.digikey.com/en/products/detail/pomona-electronics/72909/1196318
牛血清 （FBS）	VWR	89510-186	https://us.vwr.com/store/product/18706419/avantor-seradigm-select-grade-usda-approved-origin-fetal-bovine-serum-fbs
玻璃切割	Chemglass	CG-1179-21	https://chemglass.com/plate-glass-cutters-diamond-tips
Gold Etchant TFA	Transene	NC0977944	https://www.fishersci.com/shop/products/NC0977944/NC0977944
热板Thermo	Fisher Scientific	SP131825
异丙醇	光谱化学	I1056-4LTPL	纯度 （GC）  ≥99.5% （https://www.spectrumchemical.com/isopropyl-alcohol-99-percent-fcc-i1056）
金属硬件外壳	Hammond 制造	EJ12126	https://www.digikey.com/en/products/detail/hammond-manufacturing/EJ12126/2423415
甲醇	Sigma-Aldrich	34860	纯度 （GC）  ≥99.8% （https://www.sigmaaldrich.com/IN/en/substance/methanol320467561）
MF-321 显影	Kayaku Advanced Materials	n/a	https://kayakuam.com/products/mf-321/
MICROPOSIT S1813 正性光刻胶	杜邦	n/a	https://kayakuam.com/products/microposit-s1800-g2-series-photoresists/
磷酸盐缓冲盐水 （PBS）	Thermo Fisher Scientific	10010049	https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/10010049?SID=srch-hj-10010049
Photomask	Fineline Imaging	n/a	Photomask是从我们的CAD设计中定制订购的（https://www.fineline-imaging.com/）
普通玻璃显微镜载玻片	Fisher Scientific	12-553-5B	材料：钠钙，L75 x W50毫米，厚度：0.90–1.10 毫米
等离子清洗器	Harrick Plasma	PDC-001	https://harrickplasma.com/plasma-cleaners/expanded-plasma-cleaner/
塑料培养皿	Thermo Fisher Scientific	FB0875712	100 mm （https://www.fishersci.com/shop/products/fisherbrand-petri-dishes-clear-lid-raised-ridge-100-x-15mm/FB0875712）
压力控制器	Fluigent	MFCS-EZ	https://www.fluigent.com/research/instruments/pressure-flow-controllers/mfcs-series/
压力控制器软件	Fluigent	MAESFLO
编程 &用于数据采集和分析的计算软件	MATLAB	R2021b	（https://www.mathworks.com/products/matlab.html）
PTFE 管	Cole Parmer	06417-31	0.032" ID x 0.056" （https://www.coleparmer.com/i/masterflex-transfer-tubing-microbore-ptfe-0-032-id-x-0-056-od-100-ft-roll/0641731）
Scepter 2.0 手持式自动细胞计数器	Millapore Sigma	PHCC20060	https://www.sigmaaldrich.com/IN/en/product/mm/phcc20060
硅片	Wafer World	2885	76.2 mm，单面抛光 （https://www.waferworld.com/product/2885）
旋涂机	n/a	n/a
SU-8 3025 负光刻胶	Kayaku Advanced Materials	n/a	https://kayakuam.com/products/su-8-2000/
SU8 显影	Kayaku Advanced Materials	n/a	https://kayakuam.com/products/su-8-developer/
Sygard 184 聚二甲基硅氧烷	陶氏化学	4019862	https://www.ellsworth.com/products/by-market/consumer-products/encapsulants/silicone/dow-sylgard-184-silicone-encapsulant-clear-0.5-kg-kit/
胶带	苏格兰威士忌	810-341296	https://www.staples.com/Scotch-Magic-Tape-810-3-4-x-36-yds-1-Core/product_130567?cid=PS:GS:SBD:PLA:OS&gclid= Cj0KCQjwlK-WBhDjARIsAO 2sErRwzrrgjU0NjFkDkne1xm vT7ekS3tdzvAgiMDwPoxocgH VTQZi7vJgaAvQZEALw_wcB
钛、铂、金	n/a n	/a
重输出电源	Keysight	E36311A	https://www.newark.com/keysight-technologies/e36311a/dc-power-supply-3o-p-6v-5a-prog/dp/15AC9653
UV 口罩对准器	Karl Suss America	MJB3 口罩对准器