手机原理有助于追踪疾病细胞

无论您身在何处，电话和短信都会与您联系，因为您的手机有一个唯一的识别号码，使您与网络上的其他人区分开来。佐治亚理工学院的研究人员正在使用类似的原理来跟踪在微流控芯片上分选的细胞。该技术使用只有三个电极的简单电路模式，为通过微流控芯片通道的每个细胞分配一个唯一的七位数字标识号。小区识别的基本原理称为码分多址 (CDMA)，它对于帮助蜂窝网络分离来自每个用户的信号至关重要。新技术还捕获有关细胞大小以及它们移动速度的信息。

这项研究可以提供电子智能，有朝一日可能使廉价的芯片实验室能够在医院和诊所范围之外进行复杂的医学测试。该技术可以在四通道芯片中以超过 90% 的准确度跟踪细胞。这些微流控芯片利用细胞和病毒独特的生物物理或生化特性将它们分开。例如，抗原可用于选择细菌或癌细胞并将它们引导到不同的通道中。但要获得有关分选结果的信息，必须使用光学方法对这些细胞进行计数。

这项被称为微流控代码的新技术在微流控芯片下方增加了一个微米级电路网格。流经电路的电流在网格上方的微流体通道中产生电场。当细胞通过其中一个微流体通道时，它会在电路中产生阻抗变化，从而发出细胞通过的信号，并提供有关细胞位置、大小和通过通道的速度的信息。多年来，这种阻抗变化一直用于检测液体中是否存在细胞，并且可以快速可靠地进行血细胞计数。来自多个细胞的独特识别信号可以被计算机分离和读取，科学家们不仅可以追踪细胞的特性，还有多少细胞通过了每个通道。由于分选到微流控芯片每个通道中的细胞具有某些共同特征，因此该技术将允许自动检测流体样本中的癌细胞、细菌甚至病毒。研究人员已经证明，他们可以追踪 1000 多个卵巢癌细胞，准确率超过 90%。研究的下一步将是将电子传感器与可以主动分选细胞的微流控芯片相结合。除了癌细胞、细菌和病毒之外，这样的系统还可以对无机颗粒进行分类和分析。甚至是液体样本中的病毒。研究人员已经证明，他们可以追踪 1000 多个卵巢癌细胞，准确率超过 90%。研究的下一步将是将电子传感器与可以主动分选细胞的微流控芯片相结合。除了癌细胞、细菌和病毒之外，这样的系统还可以对无机颗粒进行分类和分析。甚至是液体样本中的病毒。研究人员已经证明，他们可以追踪 1000 多个卵巢癌细胞，准确率超过 90%。研究的下一步将是将电子传感器与可以主动分选细胞的微流控芯片相结合。除了癌细胞、细菌和病毒之外，这样的系统还可以对无机颗粒进行分类和分析。

该系统的计算要求将是最低的，只需要已经处理 CDMA 信号解码的智能手机的处理器能力。原理验证设备仅包含四个通道，但可以扩大规模以包含更多通道。最终，研究人员希望制造出廉价的芯片，可用于医生办公室或偏远地区的复杂诊断测试。芯片可能包含在使测试过程自动化的墨盒上。有朝一日，这项技术可能允许在医院和大型医疗设施之外进行多种诊断测试。

审核编辑 黄昊宇