微流控芯片+光学时域拉伸成像系统实现高通量细胞成像

成像流式细胞仪（IFC）是一种极为强大的工具，可应用于微生物学、免疫学、病毒学、癌症生物学、干细胞生物学和代谢工程等多个领域。传统基于CCD或CMOS的成像流式细胞仪可以每秒10000个的典型通量快速计数和检测悬浮细胞（例如血细胞、干细胞、癌细胞和微生物），并对细胞的大小、粒度和成分等形态特性进行表征。

但遗憾的是，即便基于CCD或CMOS的流式细胞已经拥有较高的通量，对于需要检测的目标细胞的庞大数量，如何持续大幅度提高通量仍然是流式细胞术技术一个核心问题。

基于时域拉伸成像技术的光流控成像流式细胞仪，凭借其超短曝光时间和连续实时成像能力，可以实现恒速、无模糊的高通量细胞检测。理论检测通量可达每秒1,000,000个细胞以上，较传统的成像流式细胞仪高了2 ~ 3个数量级。但是受限于目前微流控芯片所允许的最大流速，未能发挥光流控成像流式细胞仪高通量的所有潜力。

近日，武汉大学雷诚教授和奈良先端科学技术大学院大学的Yalikun Yaxiaer教授带领研究团队使用了全新的微流控芯片和光学时域拉伸成像系统实现了对全血细胞以及癌症组织细胞40 m/s的超高速度下的成像。

具体而言，该工作提出了一个全新的微流控芯片设计，通过将微流控芯片的入口及出口从PDMS主体的侧面设置，可以完美规避芯片与光学系统的干涉，从而可以缩小微通道的长度以获得更小的流阻。基于这种玻璃-PDMS-玻璃的结构，该微流控芯片具有低成本、高强度和防泄漏的特点。

微流控芯片在三台注射泵以最大推力同时输出的情况下，通过16.8 mL/min的总流量驱动细胞以40 m/s的速度通过成像区。这种新的微流控芯片结构可以为各种高通量及高速度细胞检测或研究提供一个更为经济和高效的平台。

超快成像流式系统及微流控芯片

审核编辑：刘清