利用該新型微流控器件從人體血液中分離純化人類腫瘤干細胞（human cancer stem-like cells, HuSLCs）。（a）微流控器件；（b）顯微明場照片顯示，利用兩個微型漩渦腔室從人體紅血細胞中雙重分離純化人類腫瘤干細胞；（c）顯微明場照片顯示，未分選的細胞樣本（inlet），細胞分選后的照片（出口 O1、O2、O3），表明從出口3成功獲得了純化的人類腫瘤干細胞（O3）。

       “我們的微流控器件無需細胞標(biāo)記，基于細胞尺寸即可連續(xù)、自動地進行細胞分選。該器件的特點是能夠分離提取尺寸較大的目標(biāo)細胞，同時去除幾乎所有的非目標(biāo)細胞，獲得高純度的目標(biāo)細胞。純化后的細胞樣本有利于下游生物醫(yī)學(xué)研究及診斷?！毙列聊翘岽髮W(xué)教授及該論文的研究負責(zé)人Ian Papautsky教授說。

       盡管之前的微流控器件分選細胞的效率也能達到95%以上，但如果細胞樣本中非目標(biāo)細胞的含量高于目標(biāo)細胞幾個數(shù)量級的話，利用之前的微流控器件常常無法獲得高純度的目標(biāo)細胞。本課題提出了一種基于微型漩渦的慣性微流控芯片，能夠高效的進行連續(xù)雙重分選和純化，獲得高純度的生物微粒。該器件利用微流道中流體的慣性作用，將快速流動的細胞進行高度有序的排列。接下來，第一對微型腔體產(chǎn)生了微型漩渦，細胞通過這些漩渦時，尺寸較大的目標(biāo)細胞將從微型腔體的兩個角落的出口提取出來，尺寸較小的背景細胞則從中間出口排出。為進一步有效分離殘留的背景細胞，從微型腔體的兩個角落的出口提取出來細胞樣本將再次進入第二對微型腔體，實現(xiàn)雙重細胞分選功能，由此獲得高純度的目標(biāo)細胞樣本。為了證實其可行性，研究人員將少量的人類腫瘤干細胞添加到人體血液中進行試驗，該微流控器件成功地分離出了人類腫瘤干細胞，去除了99.97%的非目標(biāo)人體紅血細胞。

       “這種雙重分選和純化細胞的功能絕無僅有，但這還不是這款微流控器件唯一閃光的地方，”該論文第一作者Xiao Wang博士說，“細胞樣本中的細胞尺寸各異，因此，保持器件性能的關(guān)鍵是靈活地調(diào)整分選和純化的臨界值。對于如今大部分的微流控器件，分選臨界值的調(diào)整是通過器件的重新設(shè)計和重新制造來實現(xiàn)的。這將需要更長的開發(fā)時間、更高的成本，也可能會導(dǎo)致對時間敏感的生物樣本的處理延遲。但對于我們的微流控器件來說，我們只需要通過簡單地改變流體流速或者調(diào)整流體阻力，即可調(diào)整分選臨界值，而無需對器件進行重新設(shè)計或重新制造。