细胞生物学方法 第148卷 细胞生物学中的微流体 第C部分：用于细胞和亚细胞分析的微流体----- Microfluidics in Cell Biology Part C: Microfluidics for Cellular and Subcellular Analysis
作者：Daniel A. Fletcher, Junsang Doh, Matthieu Piel
出版：Zoe Kruze
索书号： Q2/M592/2018/V.148/Y
ISBN: 978-0-12-814284-4
藏书地点： 武大外教中心
在生物、化学、材料等科学实验中，经常需要对流体进行操作，很多操作都是在液相环境中进行，比如样品DNA的制备、液相色谱、PCR反应、电泳检测等。生物芯片被视为是后基因时代(Post-Genome Era)用来解读基因序列之重要工具，如果能将样品制备、生化反应、结果检测等步骤集成到生物芯片上，那么实验所用流体的量就从毫升、微升级降至纳升或皮升级，因此，随着生物芯片技术的发展，微流体技术作为生物芯片的一项关键支撑技术也得到了人们越来越多的关注。
微流体学(Microfluidics)， 指的是上世纪90年代从工程和物理科学实验室迅速发展起来的一套最新技术，几乎立即应用于生物学，尤其是细胞生物学。细胞生物学家之所以能如此迅速地采用这种方法，主要原因是因为有了可微加工的生物相容材料，使活细胞和生物分子能够工作。值得注意的是，在这样的设备中培养细胞是非常直接的，一些难以培养的细胞，比如神经元，在微流体设备中比在普通的培养皿中生长得更好。此外，微流体学在生物学上迅速成功的第二个原因是，它能够定量地和暂时地控制活细胞和多细胞装配体或生物体的环境，并且简单地实现了单细胞分类和封装，能够执行小型化的分析程序。总的来说，该技术具有以下特点：
①规模集成性，芯片集成的单元部件功能化越来越完善，且集成的规模也越来越大。
②分析速度快，体积小，互相之间反应灵敏，对物品检测速度快。
③廉价，安全。微流控分析系统在便携性、集成化的优势下，为生物医学、药物筛选、环境水质监测、司法鉴定等等提供了有效省时的帮助。
④高通量。高通量样品筛选。
⑤能耗低，物耗少，污染小。每个分析样品所消耗的试剂仅几微升至几十个微升，样品物质的体积小之又小，减少排放。
要实现微流体技术这些优点，功能强大的微流体装置就显得必不可少了。与微电子技术不同，微流体技术不强调减小器件的尺寸，它着重于构建微流体通道系统来实现各种复杂的微流体操纵功能。与宏观流体系统类似，微流体系统所需的器件也包括泵、阀、混合器、过滤器、分离器等，但这些微型器件往往都与相应的宏观器件差别甚大。为了精确设计微流体系统中所需的器件，首先要确定微通道中流体的流动性质。现在人们利用共焦显微镜成像技术可以方便地对微通道中的流动过程进行量化，达到了以往无法实现的高分辨率。
微流体芯片，又被称为“芯片实验室”（Lab-on-a-chip），它是利用微机电技术将一般实验室所使用的分离纯化混合，以及酵素反应等装置微小化到芯片上，以进行生化反应、过程控制或分析，其构造远较微数组芯片复杂得多，依其应用范围可再细分为：样品前处理芯片、反应型芯片及分析型芯片等三大类。微流体芯片可对微量流体（包括液体和气体）进行复杂、精确的操作，比如：混合和分离微量流体、化学反应、微量分析等。微流体芯片还可以在稀有细胞的筛选、信息核糖核酸的提取和纯化、基因测序、单细胞分析、蛋白质结晶等方面发挥独特的作用，因为其具有体积轻巧、使用样品/试剂量少、反应速度快、大量平行处理及可抛弃式等优点，因此在生物技术研究上的应用范围非常广泛。
喷射技术是目前最成熟的微流体技术，它使用直径小于100微米的孔来产生微滴。这项技术可用于输运微反应中的微量试剂，以及将微量DNA样品分发到载体表面形成微阵列。
《用于细胞和亚细胞分析的微流体》一书于2018年第一次出版，作者是Daniel A. Fletcher, Junsang Doh, Matthieu Piel。
《用于细胞和亚细胞分析的微流体》是细胞生物学方法系列图书的第148卷，主要讨论微流体在细胞分析中的应用，总共分为3个部分，共包含11个章节，包括细胞培养和分类、基于液滴的微流体和单细胞分析等内容。此外，该系列还有两卷也涉及细胞生物学中的微流体，分别是：A部分：《多细胞系统的微流体》（第146卷），包括细胞单层和球形微流体、器官上的芯片和用于模型生物的微流体学3个模块；B部分：《单细胞中的微流体》(第147卷)，包括微流体的微生物、用于哺乳动物细胞培养和细胞分选的微流体学、细胞迁移的微流体、细胞力学微流体学和用于单细胞分析的微流体学5个模块。
《用于细胞和亚细胞分析的微流体》从细胞培养和分类、基于液滴的微流体和单细胞分析三个方面介绍了微流体在细胞生物学中的最新研究进展，涵盖了微流体在细胞生物学中的广泛应用，并对具体的案例提供了详细的方法。因此，本书是了解微流体技术和发展不可或缺的工具用书，适用于分子生物学、细胞生物学和生物物理等相关专业的高年级本科生、研究生，也可作为教师的教学和科研的参考书，亦可供微电子、微机械、生物工程和纳米技术及相关领域的研究人员参考。
《用于细胞和亚细胞分析的微流体》一书作为细胞生物学和分子生物学专业研究读物，观点新颖独到，内容饱满详实，此外，还包括一些其他的特点：
1.该书由一篇篇的最新文献编绘而成，通过用同一类问题归类的方法解决一系列科研人员感兴趣的问题，如：基于液滴的微流体定量单个细胞的表型问题，高通量微流体单细胞捕获阵列问题，内容前沿，为奋斗在该方向的研究人员提供新思路新观点。
2.该书收录的文献汇集了相关领域的权威的专家，保证了本书的专业性和权威性。
3.该书每个章节图文结合，读者能够根据图表更加清楚地理解文献中相关重难点问题。
总的说来，《用于细胞和亚细胞分析的微流体》一书是一本细胞生物学和分子生物学领域的前沿研究图书，为想要了解细胞生物学中微流体的研究进展、液滴法定量单个细胞表型、高通量微流体单细胞捕获阵列的人员提供了清晰的导读路径，是一本值得推荐的专业书籍。
本书目录：
贡献者
前言
第一部分：细胞培养、细胞操作和细胞分类的微流体学
第一章 在基于PDMS的微流体器件中培养活细胞
Melikhan Tanyeri, Savaş
Tay
第二章 用于生物分子和成像分析的高通量微流体单细胞捕获阵列
Xuan Li, Abraham P. Lee
第三章 人工生态位微阵列识别细胞命运的外在决定因素
Samy Gobaa, Raphael V. Gayet,
Matthias P. Lutolf
第四章 非对称微通道微流体装置中定向神经元网络的重建
Josquin Courte, Renaud Renault, Audric Jan,
Jean-Louis Viovy, ... Catherine Villard
第五章 单细胞三维电子旋转
Liang Huang, Peng Zhao, Fei Liang, Wenhui Wang
第二部分：基于液滴的微流体
第六章 使用无微流体数字液滴PCR法直接定量无细胞DNA中EGFR变异等位基因频率
Benjamin Demaree, Daniel Weisgerber, Ata Dolatmoradi, Makiko Hatori, Adam
R. Abate
第七章 用液滴微流体定量单个细胞的表型
Fengjiao Lyu, Lucas R. Blauch,
Sindy K.Y. Tang
第八章 用于双乳液形成的模块化微流体
Bryant Thompson, Nareh Movsesian, Christine Cheng,
Prathamesh Karandikar, ... Noah Malmstadt
第九章 细胞生物测定的通用锚定液滴装置
Gabriel Amselem, Sébastien Sart, Charles N. Baroud
第三部分：用于细胞分析的微流体
第十章 纳米生物传感器与微流体界面的细胞生物学
Nikhil Bhalla, Hung-Ju Chiang, Amy Q. Shen
第十一章 BET-seq：微流体和高通量测序揭示的结合能拓扑结构
Arjun K. Aditham, Tyler C. Shimko, Polly M. Fordyce