不論你人在哪里，電話和短信都能聯系到你，那是因為你的手機有一個獨特的識別號碼，這種號碼在網絡上的設置把你與其他人區分開來。喬治亞理工學院的研究人員正在使用一個類似的原理來跟蹤微流控芯片中進行分類的細胞。

該技術使用一個很簡單的電路圖案，只需三個電極，并為每一個通過微流控芯片通道的細胞分配一個獨特的七位數字識別號碼。新技術還捕獲了細胞大小的信息，以及它們移動中的速度的快慢。這種識別和信息可以讓自動計數和分析的細胞被排序。

這項研究已經發表在《芯片實驗》Lab on a Chip雜志上，研究顯示這種結構可以提供電子信息，讓這種廉價的芯片上的進行醫學檢測的實驗持續一天的時間，而不必利用醫院和診所之外的檢測確認。該技術可以在一四通道芯片中跟蹤細胞，且具有的精度達百分之90以上。

“對于微流控芯片上的排序等工作我們是通過數字化信息分類” 法提赫·薩里奧格魯解釋說，他是佐治亞理工學院電氣和計算機工程系的助理教授。“通過結合微流控技術、電子及通信等原理，我們相信這將有助于解決在芯片實驗室技術輸出方面的一個重大挑戰。”

微流控芯片使用細胞獨特的生物物理或生化特性可以實現它們自身與病毒的分離。例如，抗原可以用來選擇細菌或癌細胞，并將它們分到單獨的通道。但要獲得排序結果的信息，這些細胞必須用光學方法進行計算。

新技術，被稱為微流體代碼，增加了一個微米尺度的網格狀的微流體芯片的電氣電路。流過電路的電流在網格上的微流體通道中創建一個電場。當一個細胞通過一個微流體通道時，它會在電路中產生一個阻抗的變化，即一個表明細胞通過的信號，并提供有關細胞的位置、大小和細胞通過通道時的速度信息。

這個阻抗的變化已經用了很多年，用來檢測液體中細胞的存在，是用于進行血細胞快速計數的可靠的庫爾特計數器的基礎。而微流體編碼技術則是超越了這種技術基礎。

當每一個細胞通過時，利用混合電路的正負電荷創造一個獨特的識別數字信號，并對阻抗變化的信息利用1和0序列的組合進行標定。從多個細胞中分離出來的獨特的信號可以被一臺計算機分離和讀取出來，讓科學家們不僅能夠跟蹤細胞的特性，而且可以識別通過每個通道的細胞數量。

“通過合理調整網格模式，我們可以在我們選擇的細胞經過的位置處生成代碼，”薩里奧格魯解釋。“通過測量整個系統的電流傳導，我們可以確定一個細胞通過的每個位置。”

由于每個通道的微流控芯片的細胞有某些共同的特征，該技術將允許自動檢測流體樣品中存在的腫瘤細胞、細菌或病毒。薩里奧格魯和他的學生們已經證明，他們可以跟蹤超過一千的卵巢癌細胞且具有優于百分之九十的準確率。

對于細胞識別的基本原理為碼分多址（CDMA），這對于幫助蜂窩網絡中每個用戶信號的分離是至關重要的。微流控通道是用塑料材料制成的軟光刻技術。在玻璃基板上制造電氣圖案，然后與塑料芯片對準。

“我們已經創建了一種沒有任何活性成分的電子傳感器，”薩里奧格魯說。“它只是一層進行巧妙構圖后金屬。細胞與金屬層共同產生數字信號，而這種過程恰是以蜂窩電話網絡中實現對每個用戶追蹤識別同樣的方式進行的。我們在一個微流體芯片上創建了一個手機網絡。”

研究的下一步是將電子傳感器與微流體芯片結合，能夠主動地進行細胞分類。除了能夠進行癌細胞、細菌和病毒的分離，這樣的系統還可以對無機粒子進行排序和分析。

該系統的計算需求應該是最小的，要求不超過現已在智能手機上的把CDMA信號的解碼處理器功率。這種功能性證實的主設備只包含四個通道，但薩里奧格魯認為恰當通過設計可以很容易地擴展到更多的渠道。

“這就像是在一個微流控芯片上設置一個USB端口一樣，”他解釋說。“我們的技術可以實現把所有發生在芯片上的微流體的操作轉化成定量的相關測量的數據。

最終，研究人員希望能夠制造出一種廉價的芯片，用于在醫生辦公室和偏遠地區的復雜醫療診斷檢測。芯片可能包含在墨盒內，且將自動化進行測試過程。

“對于這種檢測規模的擴展將是非常令人興奮的，我認為這將打開許多不同檢測電子化的可能性”薩里奧格魯說。“分散的衛生保健是一個重要的趨勢，我們的技術將有望有一天實現多種診斷檢測，而不必到醫院或通過大型的醫療設施。”