加州大学洛杉矶分校萨缪尔工程学院 来自加州大学洛杉矶分校和东京大学的生物工程学家已经显著提高了大液滴的速度,这些液滴可能包含单个活细胞,可以被完整和大量地分类
根据发表在《科学进展》上的研究,这一进展可能会导致对细胞制造的产品(如生物燃料或抗体)进行更快的筛选,比目前可用的技术快20倍
微滴微流体技术已经成为医学和生物技术中的有力工具
在这些微流体设备中,有微小的通道帮助输送数百万的液滴,这些液滴充当微型试管来培养细胞和促进化学反应
包含独特生长或反应的液滴可以自动分类,以将感兴趣的细胞与其他细胞分离
较小的液滴,直径约为人类头发厚度的三分之一,以前曾用于细胞生长或反应几个小时
这些液滴的质量较小,使得它们更容易通过仪器进行高速分类
但是液滴不够大,不能让大多数细胞生长和长期存活
将液滴的直径增加两倍多会产生10倍的体积,足以用一个足够大的垫子将细胞完全包裹起来
这种液体垫可以让细胞存活更长时间,甚至允许它们在液滴中生长和分裂
纤细眼虫,一种微藻,分选后以较大的液滴生长
长的单细胞生物可以跨越整个液滴
学分:戈达大学
东京的 然而,在以前的系统中,这些较大的液滴在处理过程中会分裂,主要是因为它们在移动时惯性较大
“到目前为止,移动这些较大液滴所需的较慢速度削弱了使用微流体的许多优势,所以我们开始改变这种情况,”加州大学洛杉矶分校的阿蒙德和埃琳娜·海拉普田工程和医学教授、该研究的资深作者之一迪诺·迪·卡尔洛说
“这项研究的关键是:我们不是同时施加非常强的电场来移动和分类液滴,通常会将液滴分开,而是以连续的方式在每个液滴周围施加小得多的电场,使其慢慢偏离路径
想象一下,偏转一个有许多小风扇的气球,只有当气球通过时,这些小风扇才会对齐并同步吹气,而不是使用一个大的狂暴的风扇
" 研究人员用含有多种细胞的大液滴演示了这项技术,这些细胞包括癌细胞、干细胞、微藻和酵母
他们发现,新的方法可以让细胞存活,在更大的液滴中生长和分泌生物产品的时间更长,并允许团队以更高的速度对细胞进行分类
这一进步使大液滴的自动分类和分析处理速度与小液滴一致
“这为生物和细胞治疗制造、精密医学、再生医学和绿色生物技术开辟了一些新的途径,”迪·卡尔洛说
“例如,我们现在可以孵化和培养各种细胞,然后使用微流体处理来搜索具有特别重要的生长或生产特性的细胞
这可能包括寻找最有希望对抗癌症的T细胞,或者是分泌针对新冠肺炎等传染病的抗体的细胞
" 迪·卡尔洛说,这项技术可以应用于农业生物技术,因为该系统可以更快地分选生物燃料或维生素生产所需的藻类
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