在醫(yī)學(xué)和基礎(chǔ)研究中，微流控設(shè)備在迅速分析細(xì)胞方面，顯示出巨大的潛力。研究人員已經(jīng)設(shè)計(jì)了可根據(jù)細(xì)胞的大小、可變形性和電氣性能等特點(diǎn)來區(qū)分它們的系統(tǒng)。
zui近，麻省理工學(xué)院（MIT）的一組研究人員開發(fā)出一種新方法，根據(jù)聲學(xué)屬性來分選細(xì)胞，——也就是說，它們是如何受聲波影響的，這取決于細(xì)胞的密度和可壓縮性。
這些聲學(xué)特性依賴于細(xì)胞的內(nèi)含物和結(jié)構(gòu)，并不依賴細(xì)胞的大小，因此該方法可被用來分選相同大小的的細(xì)胞類型。這種方法的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，它不需要以任何方式用化學(xué)標(biāo)簽來改變細(xì)胞。
我們可以使用這種技術(shù)開發(fā)一種手持設(shè)備，這將使一個(gè)被稱為全血計(jì)數(shù)（CBC）的測試變得更為容易和更快。這種測試——目前需要血液樣本被送往實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析，通常是為了確定患者的血液中存在多少血紅細(xì)胞和不同類型的白細(xì)胞。你可以進(jìn)行一個(gè)完整的血細(xì)胞計(jì)數(shù)，不需要對細(xì)胞做任何標(biāo)記。
這種新設(shè)備是由一個(gè)微流體通道組成，它在一個(gè)非常低的頻率上振動(dòng)。隨著細(xì)胞流經(jīng)這個(gè)通道，根據(jù)細(xì)胞如何與振動(dòng)產(chǎn)生的聲力相互作用，它們被推到了一定的位置。
如果細(xì)胞流經(jīng)通道中的水，它們幾乎所有都聚集在通道中心，因?yàn)樗人芗?。然而，研究人員加入了一種叫*（iodixanol）的化合物，其在通道中創(chuàng)建了一個(gè)密度梯度。流經(jīng)通道的液體在通道中間是zui密集的，接近通道壁的密度減少。
通常，這種梯度zui終會(huì)瓦解，因?yàn)橹虚g密集的液體會(huì)向外蔓延。然而，研究人員發(fā)現(xiàn)，通道微小振動(dòng)所產(chǎn)生的聲學(xué)力量，可防止這種情況的發(fā)生。這種密度梯度迫使細(xì)胞橫向移動(dòng)，沿著通道流動(dòng)，直到它們達(dá)到正確的區(qū)域。
如果我們讓中間的液體密度超高，而讓邊緣的液體密度較低，那么顆粒或細(xì)胞將移動(dòng)，直到它們的聲學(xué)屬性與任何當(dāng)?shù)丨h(huán)境相匹配。
使用這種方法，研究人員發(fā)現(xiàn)，他們可以區(qū)分三種不同類型的白細(xì)胞——單核細(xì)胞、淋巴細(xì)胞和中性粒細(xì)胞，盡管單核細(xì)胞和中性粒細(xì)胞的大小非常相似。
除了分析紅血細(xì)胞和白血細(xì)胞之外，這種技術(shù)也可以用于從病人的血液樣本中分離腫瘤細(xì)胞，也許是為了監(jiān)測癌癥的進(jìn)展。在這項(xiàng)研究中研究人員還表明，他們可以基于細(xì)胞的聲學(xué)特性，區(qū)分不同類型的腫瘤細(xì)胞。
早在2012年10月，北卡羅來納州立大學(xué)（NCSU）的研究人員就采用超聲波技術(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。2014年8月，麻省理工、賓夕法尼亞州立大學(xué)和Carnegie Mellon大學(xué)的研究人員，發(fā)明了一種以聲波為基礎(chǔ)的新細(xì)胞分離技術(shù)。這一設(shè)備只有一個(gè)硬幣大，但卻可以在癌癥患者的血液里檢測到極為罕見的腫瘤細(xì)胞，有助于醫(yī)生們判斷腫瘤是否會(huì)發(fā)生擴(kuò)散。
去年4月份，斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)，提出了一種分析單細(xì)胞類型的新方法。這種方法類似于分析一杯奶昔，以找到什么水果加入其中。本研究描述的方法稱為Cibersort。
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