中科大工程学院: 同时实现高通量+高纯度的无标记单细胞分选新技术
细胞检测和分选技术在早期癌症诊断、细胞分化研究、药物筛选和单细胞测序等生物医学领域有着广泛的应用。为了免于在分选过程中造成细胞损伤，无标记单细胞分选技术受到了广泛关注。 然而，目前的无标记单细胞分选技术在同时满足高通量和高纯度的分选要求方面面临着挑战。 近日，中国科学技术大学李保庆副教授
本文开发了一种新的阻抗激活细胞分选技术，使用压电分选与阻抗检测技术将目标细胞从细胞混合液中分离。如图一所示，细胞悬浮液被注射泵注入微流控芯片，并被不导电粘弹性鞘液聚焦在微通道中间。锁相放大器发出激励信号并回收电流信号，该电路信号通过跨阻放大器被转换成电压信号。锁相放大器将此电压信号解调出不同频率激励信号对应的幅值和相位，并以模拟信号的形式传送到 FPGA 进行数字信号处理，来确定细胞的种类和流速。当满足分选条件时，FPGA 发送触发信号，经运算放大器触发压电致动器，使分选区目标细胞进入收集腔。 与传统的阻抗激活细胞分选相比，该方法采用 FPGA 进行阻抗信号处理，实时性好 ( 时延 < 0.3 ms ) ，可以在微秒级别完成数据计算，这保证了细胞的阻抗信号检测通量最高可到 10⁵ 个细胞 / 秒。结合双压电泵分选技术，理论分选通量可达 1000 个细胞 / 秒。实验表明，该技术在 28.57 % 的预分选纯度下可以将分选后纯度提高到 97.09% ，这表明该技术在无标记、高通量细胞分选方面具有巨大的应用潜力。 该成果以 “ Label-free high-throughput impedance-activated cell sorting ”为题，发表在英国皇家化学会期刊 Lab on a Chip 上 。
Label-free high-throughput impedance-activated cell sorting
Kui Zhang‡, Ziyang Xia‡, Yiming Wang‡, Lisheng Zheng, Baoqing Li* and Jiaru Chu*
Lab Chip , 2024, 24 , 4918-4929 10.1039/D4LC00487F 本文共同第一作者，中国科学技术大学工程科学学院硕士生。 本文共同第一作者，中国科学技术大学工程科学学院硕士生。 本文共同第一作者，安徽医科大学校聘副教授，硕士生导师。先后在西北农林科技大学获工学学士，中国科学技术大获博士学位。 Devices and applications at the micro- and nanoscale 2-年影响因子* 6.1 分 5-年影响因子* 6.3 分 JCR 分区* Q1 化学-分析Q1 化学-跨学科 仪器仪表Q1 生物医学研究方法 Q2 纳米科学与技术 CiteScore 分† 11.1 分 中位一审周期‡ 39 天
Lab on a Chip 报道微米和纳米尺度上的微型化研究，力求发表在物理技术（微米或纳米级的制造、流控、系统集成、分析分离技术等）和应用潜力方面都具有高影响力的原创性工作。该刊最为看重的是论文的创新性，所发表的论文通常要在以下两个方面都有所创新：(i) 微型化器件的物理、工程和材料；(ii) 在生物学、化学、环境科学、食品科学、医学、能源等领域中的应用。
Associate editors
Jean-Christophe Baret
Yoon-Kyoung Cho
Amy Herr
Xingyu Jiang (蒋兴宇)
* 2023 Journal Citation Reports (Clarivate, 2024) † CiteScore 2023 by Elsevier ‡ 中位数，仅统计进入同行评审阶段的稿件 欢迎联系我们发布论文报道RSCChina@rsc.org
