北卡羅來納州立大學(xué)（NCSU）的研究人員采用超聲波技術(shù)，開發(fā)出一種新的細(xì)胞分選方法，與其他方法相比，可減少細(xì)胞的損傷。這項(xiàng)研究成果在線發(fā)表于10月16日的《Applied Physics Letters》雜志上。
在許多生物醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域（包括基因工程、干細(xì)胞和再生醫(yī)學(xué)），從混合群體中分離選定細(xì)胞是一個(gè)重要的過程。近年來也開發(fā)了多種方法來分離活細(xì)胞，熒光激活細(xì)胞分選（FACS）和有限稀釋是兩種zui常用的方法。然而，這兩種方法都需要在分選之前將細(xì)胞從培養(yǎng)表明解離，這可能會(huì)對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生壓力或?qū)е鲁绦蛐约?xì)胞死亡，尤其是敏感細(xì)胞，如干細(xì)胞和原代細(xì)胞。因此，開發(fā)出一種無壓力的技術(shù)，進(jìn)行溫和的細(xì)胞分離，同時(shí)讓細(xì)胞仍附著在培養(yǎng)表明。
同時(shí)，人們也在不斷開發(fā)芯片技術(shù)，利用芯片上可釋放的微型元件（micropallet）來分離貼壁細(xì)胞。在這篇文章中，研究小組介紹到，他們的系統(tǒng)可利用超聲波將micropallet芯片輕輕抬起。micropallet芯片是細(xì)胞生長(zhǎng)的平臺(tái)，但將它們抬離周圍的培養(yǎng)基一直是個(gè)挑戰(zhàn)。其他細(xì)胞分選技術(shù)會(huì)導(dǎo)致大量的細(xì)胞損失。據(jù)介紹，這種新方法的平均細(xì)胞存活率是92%。
此系統(tǒng)可大大改善芯片的應(yīng)用。例如，一塊細(xì)胞芯片上充滿了多個(gè)病人的癌細(xì)胞，之后用特定的抗癌藥物處理。那些生長(zhǎng)受抑制的細(xì)胞會(huì)快速地從芯片上脫離，這樣研究人員就能夠了解與藥物敏感性相關(guān)的基因變異。zui終，此系統(tǒng)將成為自動(dòng)化lab-on-a-chip技術(shù)的核心部分，實(shí)現(xiàn)細(xì)胞在多個(gè)基質(zhì)上的連續(xù)分析，而無需人工干預(yù)。
文章的通訊作者是NCSU機(jī)械工程系的Xiaoning Jiang副教授。他談道，這項(xiàng)工作源于他與一位生物工程師Nancy Allbritton的交談。Allbritton問他是否可利用超聲波來安全快速地釋放細(xì)胞。
之前，Allbritton的研究小組利用激光來分離細(xì)胞。盡管這種方法對(duì)小于500 µm × 500 µm的micropallet很有用，但移動(dòng)更大micropallet所需的強(qiáng)度會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重?fù)p傷和細(xì)胞損失。接著，Allbritton的小組嘗試使用機(jī)械方法。盡管這種技術(shù)能保留細(xì)胞功能，但太耗時(shí)。zui后，利用超聲波，Allbritton和Jiang將單塊micropallet芯片分離，而細(xì)胞平均存活率達(dá)92%。與其他快速技術(shù)的50%相比，這是個(gè)很大的改進(jìn)。
然而，在處理芯片時(shí)，聚焦的超聲波必須從一塊micropallet芯片轉(zhuǎn)移至另一塊。為了改善系統(tǒng)的功效，研究小組正在開發(fā)一種芯片超聲波轉(zhuǎn)換器，可聚焦在單塊micropallet芯片上。
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