研究目的
研究高密度微发光二极管阵列在密集细胞群中实现单细胞水平细胞内钙离子动力学精确光遗传学控制的能力。
研究成果
高密度微LED阵列实现了单细胞水平上对钙离子信号的精准光遗传学调控，能够对间距小于10微米的单个细胞进行独立操控。这表明其有望作为芯片实验室平台应用于单细胞光遗传学领域，为药物筛选和细胞网络基础研究提供支持。
研究不足
LED像素的能量转换效率受到接触线间电压降的影响?？占浞直媛适芟抻贚ED的全向发射特性。该研究在室温下进行，可能随时间推移影响细胞活性。
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利用高密度微LED阵列对钙信号进行单细胞光遗传学控制
DOI：10.1016/j.isci.2019.10.024
期刊：iScience
出版年份：2019
更新时间：2025-09-19 17:13:59
摘要：
精确的光遗传学控制（理想情况下可精准到密集细胞群中的单个细胞）对于理解细胞网络的异质性至关重要。若能将具备此类功能的设备制成芯片级规模，将推动多种实验环境下细胞层面的光遗传学研究。本研究展示了一种采用16微米间距微LED阵列实现单细胞水平胞内钙离子动态光遗传学调控的技术，该阵列具有高亮度、小光斑尺寸、快速响应及低压驱动等特性。通过荧光显微镜观测、对照实验验证以及两种基因编码钙离子指示剂的交叉检验，证实单个LED像素能可靠触发胞内钙离子瞬变。尤为重要的是，我们的阵列可在密集排列的细胞群中（细胞间距小于10微米）实现单细胞光遗传学靶向调控。这些结果表明该微LED阵列有望应用于单细胞光遗传学的芯片实验室系统，从而为药物筛选及多种细胞网络的基础研究提供支持。
作者：
Dacheng Mao，Ningwei Li，Zheshun Xiong，Yubing Sun，Guangyu Xu
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