這款新的微流控細胞分選器件擁有一條極低頻率下振動的微流體通道。當細胞流經(jīng)該通道時，由低頻振動產(chǎn)生的聲波會與細胞產(chǎn)生相互作用，不同的細胞將分別被推向特定的位置。上圖為該器件的一個示例。

在醫(yī)學(xué)和基礎(chǔ)研究應(yīng)用領(lǐng)域，微流控器件具有快速分析細胞的潛力。研究人員已經(jīng)基于細胞尺寸、變形性、電學(xué)性質(zhì)及其它特性，設(shè)計出細胞分選系統(tǒng)。

       據(jù)報道，美國麻省理工學(xué)院的研究團隊近日開發(fā)出一種新的細胞分選方法，細胞在聲波影響下，由不同的密度和可壓縮性而表現(xiàn)出的不同的聲學(xué)特性。

       細胞的聲學(xué)特性依賴于細胞內(nèi)含物和細胞結(jié)構(gòu)，而不受細胞尺寸影響，因此，這種方法可用于分離具有相似尺寸的細胞。該方法的另一大優(yōu)勢是不需要使用任何化學(xué)標記來改變細胞。

       上述細胞分選技術(shù)可用于開發(fā)手持全血細胞計數(shù)(complete blood count, CBC)裝置，以實現(xiàn)更簡便、更快速地測試。目前，相關(guān)測試需要把血樣送到實驗室進行分析，測試主要用于判斷病人血液中紅細胞和不同類型白細胞的數(shù)量。 

       麻省理工學(xué)院電機工程與計算機科學(xué)學(xué)院的教授Joel Voldman指出：“不需要任何細胞標記，我們就可以完成全血細胞計數(shù)。” 

       新器件擁有一條極低頻率下振動的微流道。當細胞流經(jīng)通道時，由低頻振動產(chǎn)生的聲波會與細胞產(chǎn)生相互作用，不同的細胞將分別被推向特定的位置。

       當細胞通過該通道內(nèi)的水流時，由于細胞的密度比水大，幾乎所有的細胞都聚集在通道中間。因此，研究人員在流體中添加了一種叫做等滲對比劑（碘克沙醇）的混合物，這種混合物可以在通道內(nèi)建立密度梯度，液體流經(jīng)通道時，通道中間的流體密度最高，流體的密度由中心向通道壁遞減。 

       通常，這類密度梯度最終會因通道中間的液體的擴散而破壞。不過，研究人員發(fā)現(xiàn)通道中微小地振動所產(chǎn)生的聲波可以避免上述情況的發(fā)生。這一密度梯度迫使細胞順著通道橫向移動，直到這些細胞抵達正確的區(qū)域。 

      “假如我們讓中間通道的液體密度超高，邊緣通道的液體密度降低，粒子或細胞就會因與聲波的相互作用而移動，直到細胞的聲學(xué)特性與該區(qū)域的環(huán)境相符時才會停止?！?Voldman指出。 

       使用這種方法，研究人員發(fā)現(xiàn)他們可以分離3種不同類型的白細胞——單核細胞、淋巴細胞和嗜中性白血球。盡管單核細胞和淋巴細胞的尺寸非常類似，靠這種方法還是可以分離出來。

       除了應(yīng)用于紅細胞和白細胞的分析，該技術(shù)也可用于從病人血樣中分離腫瘤細胞，或可應(yīng)用于監(jiān)測癌癥的發(fā)展。在該項研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)它們同樣可以基于腫瘤細胞的聲學(xué)特性，進行不同種類腫瘤細胞的分離。