1 引 言
巨型脂質體為粒徑大于 1 #m 的脂質體[1],由于其尺寸巨大，在光學顯微鏡下易于觀察和操控； 膜結構類似細胞膜，可模擬細胞膜或細胞； 具有雙親性，可以包載水溶性和脂溶性物質。它可用作細胞膜或細胞模型來研究其物理性質等[2 ~5]; 模擬細胞環境，進行蛋白質表達或者細胞功能等研究[6 ~8]; 用于運載蛋白質、DNA 等，研究基因轉移、藥物傳送等[9]; 作為生化反應器，提供超小反應體積等[10].因此，這一脂質結構可應用于分子生物學、細胞生物學、生物化學、醫藥等多個領域。
微米級巨型脂質體成型能力和穩定性都較納米級常規脂質體差，因而更難制備?，F有制備方法主要包括溫和水合法、溶劑蒸發法、微流控注入法、電形成法[11,12].相較而言，電形成法通過電場作用實現巨型脂質體的制備，具有速度快、可控性高、反應條件溫和、環境污染小等優點，得到了越來越多關注[13].但是，電形成法，特別是各種微型制備裝置的研究起步較晚，很不成熟，還有一些問題有待解決。
例如： 制備效率不高、脂質體粒徑分布廣、制備得到的脂質體缺乏高效收集方法?，F有收集方法常需要復雜的后處理操作，很多脂質體損壞或丟失，對實際制備產率造成了很大影響。
本研究提出一種基于微電極陣列的制備及收集微流控芯片，利用微電極陣列、多微通道結構精確控制巨型脂質體的形成，提高效率和粒徑均勻性； 通過集成過濾收集模塊，可實現巨型脂質體的溫和、高效收集，從而實現一種簡單、高效的巨型脂質體制備方法。
2 實驗部分
2. 1 微芯片的設計及加工
微流控芯片包括制備和分選收集兩個部分，之間通過微通道連接。用函數信號發生器向微電極陣列提供電信號，通過注射泵向微通道注入脂質溶液、收集緩沖液，抽出廢液等（ 圖 1A） .
在制備腔室中包含兩種微電極陣列結構進行對比分析。一種為交錯電極陣列結構（ 圖1B） ,包括兩個互不接觸、交叉排布的梳狀微電極陣列，每個梳脊上分布有多個梳齒，梳脊寬度為 200 #m,梳齒寬度為 80 #m; 梳齒上微電極寬度和長度均為 20 #m.每個梳齒上均勻地分布有大量微電極，相鄰微電極間距為 60 #m,相對微電極距離也為 60 #m.陣列中電場非均勻分布，微電極頂端電場強度最大（ 圖 1B） .
另一種微電極陣列為簡單的平板電極陣列結構（ 圖 1C） ,也由兩個互不接觸、交叉排布的梳狀微電極陣列共同組成，每個梳狀微電極上不再有梳齒，因而電場分布均勻，強度弱于交錯電極電場的較大區域（ 圖 1C） .微電極陣列也構成了微通道的側壁，所形成通道深度為 42 μm.
分選收集部分包含收集腔室和廢液腔室（ 圖 1A） ,采用聚二甲基硅氧烷（ Polydimethylsiloxane,PDMS） 構建。收集腔室分上下兩層，上層直徑為 14 mm,下層直徑為 8 mm,兩層腔室之間通過微孔濾膜（ 10. 0 μm 圓形濾孔，濾膜直徑13 mm,每盒100 張濾膜，Whatman,Britain） 分隔，制備腔室通過微通道與收集腔室上層連接，收集腔室下層通過微通道連接貫穿上下層 PDMS 的廢液腔室（ 直徑 14 mm） .
微電極陣列部分采用 MEMS 加工工藝，先將石英玻璃基底和硅片鍵合； 在硅表面濺射一層厚度為20 nm 的 Cr 以提高硅與金屬層（ 金） 之間的粘附性； 在 Cr 金屬層上濺射一層厚度為 2 #m 的金層（ Au） ,進一步降低微電極陣列的電阻率，提高其電氣性能； 使用 KI 溶液腐蝕 Cr-Au 雙金屬層； 采用感應耦合等離子工藝刻蝕硅，形成微電極陣列。
微通道和腔室部分則主要采用 PDMS 進行復制模塑法加工： 光刻聚丙烯基板作為模板； 將 PDMS 預聚物與固化劑按照 10∶1 的比例調配后倒于模板上固化，復制模板圖形； 然后將復制有結構的 PDMS 層與基底鍵合，構成腔室和微通道結構； 微孔濾膜用 PDMS 固定于收集腔室上層與下層交界處。
2. 2 儀器、試劑與材料
DMI4000 B 倒置熒光顯微鏡（ 德國 Leica 公司） ,BT223S 電子天平（ 德國 Sartorius 公司） ,細胞型1820A 摩爾超純水機（ 摩爾水處理設備公司） ,真空干燥箱（ 科恒達儀器公司） ,EE1410 合成函數信號發生器（ 新聯電訊儀器公司） ,顯微鏡專用溫控平臺（ 江南永新光學公司） .
磷脂酰膽堿（ 1,2-Diacyl-sn-glycero-3-phosphocholine,PC） 、膽固醇（ 3β-Hydroxy-5-cholestene,choles-terol,Chol） 購自美國 Sigma-Aldrich 公司； 乙醚、NaCl、蔗糖、葡萄糖購自中國科龍化工公司； PDMS 購自美國 Dow Corning 公司。聚丙烯基板（ 2 mm 厚） 購自中國新濤公司； 玻璃片、ITO 玻璃、導電膠布購自中國珠海凱為公司。
