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。
Ultrasound-induced release of micropallets with cells
Guo, Sijia Wang, Yuli Allbritton, Nancy Jiang, Xiaoning
Separation of selected adherent live cells attached on an array of microelements, termed micropallets, from a mixed population is an important process in biomedical research. We demonstrated that adherent cells can be safely, selectively, and rapidly released from the glass substrate together with micropallets using an ultrasound wave. A 3.3-MHz ultrasound transducer was used to release micropallets (500 μm × 500 μm × 300 μm) with attached HeLa cells, and a cell viability of 92% was obtained after ultrasound release. The ultrasound-induced release process was recorded by a high-speed camera, revealing a proximate velocity of ∼0.5 m/s.
