基于细胞的筛选对于药用活性物质的识别和优化至关重要。
Aquarray 公司（德国埃根斯坦-勒奥波尔施塔芬）基于其专有的微滴阵列（DMA）技术开发了适用于微型细胞筛选应用的产品。将 DMA 技术与 I.DOT （位于德国斯图加特的 Dispendix 公司）这种非接触式低容量分配系统相结合，能够在纳升滴中对少量细胞（每次实验 1 - 200 个细胞）进行筛选，从而为干细胞、诱导多能干细胞和原代细胞的筛选开辟了新的前景，以获得更具预测性和更符合生理特性的数据。
I.DOT 能够将活细胞、化合物和试剂精确地分配到纳升体积的特定位置，这对于在 DMA 平台上进行稳健且可重复的筛选是必不可少的条件。在这篇应用说明中，我们提出了一种方法，可利用 I.DOT 设备将不同体积的液体和细胞精确地分配到由 DMA 滑片形成的单个纳升液滴中。
Figure 1 . Droplet MicroArray (DMA)
(Aquarray GmbH (Eggenstein Leopoldshafen, Germany)
Figure 2. I.DOT One MC, low-volume non-contact dispensing device
微滴阵列（DMA，图 1）用于以微型化的方式对含有各种化学库的活细胞进行高通量筛选。细胞可以在纳升体积的微滴中进行培养和处理，并通过常规读出检测方法（包括固定、染色以及随后的荧光显微镜观察）进行分析。
DMA 技术的核心是一个透明的亲水性（极易润湿）点阵，这些点之间由超疏水性（极难被水润湿）的屏障隔开。这种亲水性的巨大差异使得水溶液的微滴能够在亲水性点上形成并保持稳定，而无需物理屏障。
“微滴阵列板一号”由一个透明的亲水性点阵（“孔”）组成，该阵列被整合到标准的 SBS/ANSI 格式框架中，并与 I.DOT One MC 分配系统兼容。每个点能够容纳 50 至 250 纳升的体积。I.DOT （图 2）是一款低容量非接触式点胶系统。I.DOT 系统能够以纳升量级（即最小点胶量为低纳升）精确地滴出微小液滴，并且能够在数秒内实现数微升的点胶量。
为了保持细胞的良好状态，必须将蒸发量降至最低限度。I.DOT 系统可以配备湿度控制装置。为了在点胶过程中最大限度地减少蒸发，该系统还可以选择配备湿度控制装置，以减少微小细胞培养体积的蒸发，并保持细胞处于良好状态。
用于水和细胞的分配，我们使用了一套配备有湿度控制功能的 I-DOT分配系统。湿度被设定为 70%。I-DOT PURE 小孔（孔径 100微米，每个滴液的体积在 15 至 45 纳升之间）被注入 80 微升的水或细胞悬液。将滴微阵列插入 I-DOT 中。水以 50、100、150、200 和 250 纳升的体积进行分配；细胞以 100 纳升的体积进行分配。
在分配细胞之前，先对 Jurkat 细胞进行计数，并将其稀释至所需的细胞浓度，以细胞培养基为介质。HeLa 细胞按照标准程序进行胰蛋白酶消化，然后进行计数并稀释至所需的细胞浓度，同样以细胞培养基为介质。细胞被稀释至最终浓度为 1*10^6 和 1.5*10^6 个细胞/毫升，从而在 100 纳升中分别获得 100 和 150 个细胞/点。细胞用 Calcein AM 染色，将 3 毫升的两种细胞悬液放入无菌 Falcon 管中。加入 1.5 微升的 Calcein AM 溶液（1 毫克/毫升）后，将细胞置于细胞培养箱中孵育 15 分钟。分装后进行成像（分别见图 3 左侧和图 4 右侧）。使用键能 BZ-9000 和奥林巴斯 IX81 显微镜对细胞进行成像。细胞数量通过使用 ImageJ 软件对钙黄绿素阳性细胞进行计数估算得出。
通过使用 I.DOT 分配系统，成功在DMA玻片上分配不同水的体积（范围从 50 到 250 纳升）（图 6）。在分配过程中未观察到不同位置之间的交叉污染。
将 Jurkat 和 HeLa 细胞分配到一个包含 169 个位置的完整阵列区域中，整个操作完成仅需 80 秒。整个区域内的液滴大小均匀一致，在分配过程中未观察到蒸发现象。每个位置的细胞数量平均为 100 或 150 个细胞，如预期且具有标准的泊松分布（图 8），因为 I.DOT 不计算细胞数量，而是精确分配体积，所以不同位置的细胞量不同。为此，准备了不同浓度的细胞稀释液，并在每个位置的 100 纳升体积中分配细胞。如图 7 所示，每个位置的细胞数量评估与计算的细胞数量非常接近或相同。
在分配后 24 小时，对 Jurkat 和 HeLa 细胞的活力和形态进行了监测，结果显示两种细胞类型的活力值均超过 95%。正如在常规细胞培养平台中所预期的那样，HeLa细胞形态正常。
在本应用说明中，我们介绍了使用 I.DOT和微阵列（DMA）平台进行的初步实验。我们证明了通过 I.DOT可以精确且可控地将不同体积的液体点在微阵列上的不同位置，且不会在各点之间产生交叉污染。对于活细胞（Jurkat 和 HeLa 细胞系），机器能在每个点位上获得数量可控的细胞。在速度方面， 80 秒内就能精准分配出 169 个点，且在分配过程中未观察到蒸发现象。在该阵列上培养细胞 24 小时后，其存活率和形态与传统的细胞培养平台相当。综合来看，I.DOT 与微阵列（DMA）平台的结合，能够以自动化和小型化的方式执行多种基于细胞的检测，其中细胞、化合物或试剂可以被分配到不同的微滴中。这种系统能够使用微量的原代细胞和干细胞进行生理相关性的筛选，并为基础研究、药物发现和医疗保健开辟新的可能性。
