一種新型的超聲波細胞分選技術

北卡羅來納州立大學（NCSU）的研究人員采用超聲波技術，開發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表于10月16日的《Applied Physics Letters》雜志上。

在許多生物醫學研究領域（包括基因工程、干細胞和再生醫學），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表明解離，這可能會對細胞產生壓力或導致程序性細胞死亡，尤其是敏感細胞，如干細胞和原代細胞。因此，最好開發出一種無壓力的技術，進行溫和的細胞分離，同時讓細胞仍附著在培養表明。

同時，人們也在不斷開發芯片技術，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基一直是個挑戰。其他細胞分選技術會導致大量的細胞損失。據介紹，這種新方法的平均細胞存活率是92%。

此系統可大大改善芯片的應用。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的基因變異。最終，此系統將成為自動化lab-on-a-chip技術的核心部分，實現細胞在多個基質上的連續分析，而無需人工干預。

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芯片轉移至另一塊。為了改善系統的功效，研究小組正在開發一種芯片超聲波轉換器，可聚焦在單塊micropallet芯片上。

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