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)出一種新的細胞分選方法，與其他方法相比，可減少細胞的損傷。這項研究成果在線發(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、干細胞和再生醫(yī)學(xué))，從混合群體中分離選定細胞是一個重要的過程。近年來也開發(fā)了多種方法來分離活細胞，熒光激活細胞分選(FACS)和有限稀釋是兩種最常用的方法。然而，這兩種方法都需要在分選之前將細胞從培養(yǎng)表明解離，這可能會對細胞產(chǎn)生壓力或?qū)е鲁绦蛐约毎劳觯绕涫敲舾屑毎绺杉毎驮毎Ｒ虼耍詈瞄_發(fā)出一種無壓力的技術(shù)，進行溫和的細胞分離，同時讓細胞仍附著在培養(yǎng)表明。
同時，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芯片是細胞生長的平臺，但將它們抬離周圍的培養(yǎng)基一直是個挑戰(zhàn)。其他細胞分選技術(shù)會導(dǎo)致大量的細胞損失。據(jù)介紹，這種新方法的平均細胞存活率是92%。
此系統(tǒng)可大大改善芯片的應(yīng)用。例如，一塊細胞芯片上充滿了多個病人的癌細胞，之后用特定的抗癌藥物處理。那些生長受抑制的細胞會快速高效地從芯片上脫離，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。最終，此系統(tǒng)將成為自動化lab-on-a-chip技術(shù)的核心部分，實現(xiàn)細胞在多個基質(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機械工程系的Xiaoning Jiang副教授。他談道，這項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胞。
之前，Allbritton的研究小組利用激光來分離細胞。盡管這種方法對小于500 µm × 500 µm的micropallet很有用，但移動更大micropallet所需的強度會導(dǎo)致嚴重損傷和細胞損失。接著，Allbritton的小組嘗試使用機械方法。盡管這種技術(shù)能保留細胞功能，但太耗時。最后，利用超聲波，Allbritton和Jiang將單塊micropallet芯片分離，而細胞平均存活率達92%。與其他快速技術(shù)的50%相比，這是個很大的改進。
然而，在處理芯片時，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。
