這款新的微流控細(xì)胞分選器件擁有一條極低頻率下振動(dòng)的微流體通道。當(dāng)細(xì)胞流經(jīng)該通道時(shí)，由低頻振動(dòng)產(chǎn)生的聲波會(huì)與細(xì)胞產(chǎn)生相互作用，不同的細(xì)胞將分別被推向特定的位置。上圖為該器件的一個(gè)示例。

在醫(yī)學(xué)和基礎(chǔ)研究應(yīng)用領(lǐng)域，微流控器件具有快速分析細(xì)胞的潛力。研究人員已經(jīng)基于細(xì)胞尺寸、變形性、電學(xué)性質(zhì)及其它特性，設(shè)計(jì)出細(xì)胞分選系統(tǒng)。

       據(jù)報(bào)道，美國(guó)麻省理工學(xué)院的研究團(tuán)隊(duì)近日開發(fā)出一種新的細(xì)胞分選方法，細(xì)胞在聲波影響下，由不同的密度和可壓縮性而表現(xiàn)出的不同的聲學(xué)特性。

       細(xì)胞的聲學(xué)特性依賴于細(xì)胞內(nèi)含物和細(xì)胞結(jié)構(gòu)，而不受細(xì)胞尺寸影響，因此，這種方法可用于分離具有相似尺寸的細(xì)胞。該方法的另一大優(yōu)勢(shì)是不需要使用任何化學(xué)標(biāo)記來改變細(xì)胞。

       上述細(xì)胞分選技術(shù)可用于開發(fā)手持全血細(xì)胞計(jì)數(shù)(complete blood count, CBC)裝置，以實(shí)現(xiàn)更簡(jiǎn)便、更快速地測(cè)試。目前，相關(guān)測(cè)試需要把血樣送到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析，測(cè)試主要用于判斷病人血液中紅細(xì)胞和不同類型白細(xì)胞的數(shù)量。 

       麻省理工學(xué)院電機(jī)工程與計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院的教授Joel Voldman指出：“不需要任何細(xì)胞標(biāo)記，我們就可以完成全血細(xì)胞計(jì)數(shù)。” 

       新器件擁有一條極低頻率下振動(dòng)的微流道。當(dāng)細(xì)胞流經(jīng)通道時(shí)，由低頻振動(dòng)產(chǎn)生的聲波會(huì)與細(xì)胞產(chǎn)生相互作用，不同的細(xì)胞將分別被推向特定的位置。

       當(dāng)細(xì)胞通過該通道內(nèi)的水流時(shí)，由于細(xì)胞的密度比水大，幾乎所有的細(xì)胞都聚集在通道中間。因此，研究人員在流體中添加了一種叫做等滲對(duì)比劑（碘克沙醇）的混合物，這種混合物可以在通道內(nèi)建立密度梯度，液體流經(jīng)通道時(shí)，通道中間的流體密度最高，流體的密度由中心向通道壁遞減。 

       通常，這類密度梯度最終會(huì)因通道中間的液體的擴(kuò)散而破壞。不過，研究人員發(fā)現(xiàn)通道中微小地振動(dòng)所產(chǎn)生的聲波可以避免上述情況的發(fā)生。這一密度梯度迫使細(xì)胞順著通道橫向移動(dòng)，直到這些細(xì)胞抵達(dá)正確的區(qū)域。 

      “假如我們讓中間通道的液體密度超高，邊緣通道的液體密度降低，粒子或細(xì)胞就會(huì)因與聲波的相互作用而移動(dòng)，直到細(xì)胞的聲學(xué)特性與該區(qū)域的環(huán)境相符時(shí)才會(huì)停止。” Voldman指出。 

       使用這種方法，研究人員發(fā)現(xiàn)他們可以分離3種不同類型的白細(xì)胞——單核細(xì)胞、淋巴細(xì)胞和嗜中性白血球。盡管單核細(xì)胞和淋巴細(xì)胞的尺寸非常類似，靠這種方法還是可以分離出來。

       除了應(yīng)用于紅細(xì)胞和白細(xì)胞的分析，該技術(shù)也可用于從病人血樣中分離腫瘤細(xì)胞，或可應(yīng)用于監(jiān)測(cè)癌癥的發(fā)展。在該項(xiàng)研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)它們同樣可以基于腫瘤細(xì)胞的聲學(xué)特性，進(jìn)行不同種類腫瘤細(xì)胞的分離。