一种新型的超声波细胞分选技术

北卡罗来纳州立大学（NCSU）的研究人员采用超声波技术，开发出一种新的细胞分选方法，与其他方法相比，可减少细胞的损伤。这项研究成果在线发表于10月16日的《Applied Physics Letters》杂志上。

在许多生物医学研究领域（包括基因工程、干细胞和再生医学），从混合群体中分离选定细胞是一个重要的过程。近年来也开发了多种方法来分离活细胞，荧光激活细胞分选（FACS）和有限稀释是两种最常用的方法。然而，这两种方法都需要在分选之前将细胞从培养表明解离，这可能会对细胞产生压力或导致程序性细胞死亡，尤其是敏感细胞，如干细胞和原代细胞。因此，最好开发出一种无压力的技术，进行温和的细胞分离，同时让细胞仍附着在培养表明。

同时，人们也在不断开发芯片技术，利用芯片上可释放的微型元件（micropallet）来分离贴壁细胞。在这篇文章中，研究小组介绍到，他们的系统可利用超声波将micropallet芯片轻轻抬起。micropallet芯片是细胞生长的平台，但将它们抬离周围的培养基一直是个挑战。其他细胞分选技术会导致大量的细胞损失。据介绍，这种新方法的平均细胞存活率是92%。

此系统可大大改善芯片的应用。例如，一块细胞芯片上充满了多个病人的癌细胞，之后用特定的抗癌药物处理。那些生长受抑制的细胞会快速高效地从芯片上脱离，这样研究人员就能够了解与药物敏感性相关的基因变异。最终，此系统将成为自动化lab-on-a-chip技术的核心部分，实现细胞在多个基质上的连续分析，而无需人工干预。

文章的通讯作者是NCSU机械工程系的Xiaoning Jiang副教授。他谈道，这项工作源于他与一位生物工程师Nancy Allbritton的交谈。Allbritton问他是否可利用超声波来安全快速地释放细胞。

之前，Allbritton的研究小组利用激光来分离细胞。尽管这种方法对小于500 µm × 500 µm的micropallet很有用，但移动更大micropallet所需的强度会导致严重损伤和细胞损失。接着，Allbritton的小组尝试使用机械方法。尽管这种技术能保留细胞功能，但太耗时。最后，利用超声波，Allbritton和Jiang将单块micropallet芯片分离，而细胞平均存活率达92%。与其他快速技术的50%相比，这是个很大的改进。

然而，在处理芯片时，聚焦的超声波必须从一块micropallet芯片转移至另一块。为了改善系统的功效，研究小组正在开发一种芯片超声波转换器，可聚焦在单块micropallet芯片上。

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