微流控芯片+光學(xué)時(shí)域拉伸成像系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高通量細(xì)胞成像

成像流式細(xì)胞儀（IFC）是一種極為強(qiáng)大的工具，可應(yīng)用于微生物學(xué)、免疫學(xué)、病毒學(xué)、癌癥生物學(xué)、干細(xì)胞生物學(xué)和代謝工程等多個(gè)領(lǐng)域。傳統(tǒng)基于CCD或CMOS的成像流式細(xì)胞儀可以每秒10000個(gè)的典型通量快速計(jì)數(shù)和檢測懸浮細(xì)胞（例如血細(xì)胞、干細(xì)胞、癌細(xì)胞和微生物），并對細(xì)胞的大小、粒度和成分等形態(tài)特性進(jìn)行表征。

但遺憾的是，即便基于CCD或CMOS的流式細(xì)胞已經(jīng)擁有較高的通量，對于需要檢測的目標(biāo)細(xì)胞的龐大數(shù)量，如何持續(xù)大幅度提高通量仍然是流式細(xì)胞術(shù)技術(shù)一個(gè)核心問題。

基于時(shí)域拉伸成像技術(shù)的光流控成像流式細(xì)胞儀，憑借其超短曝光時(shí)間和連續(xù)實(shí)時(shí)成像能力，可以實(shí)現(xiàn)恒速、無模糊的高通量細(xì)胞檢測。理論檢測通量可達(dá)每秒1,000,000個(gè)細(xì)胞以上，較傳統(tǒng)的成像流式細(xì)胞儀高了2 ~ 3個(gè)數(shù)量級。但是受限于目前微流控芯片所允許的最大流速，未能發(fā)揮光流控成像流式細(xì)胞儀高通量的所有潛力。

近日，武漢大學(xué)雷誠教授和奈良先端科學(xué)技術(shù)大學(xué)院大學(xué)的Yalikun Yaxiaer教授帶領(lǐng)研究團(tuán)隊(duì)使用了全新的微流控芯片和光學(xué)時(shí)域拉伸成像系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對全血細(xì)胞以及癌癥組織細(xì)胞40 m/s的超高速度下的成像。

具體而言，該工作提出了一個(gè)全新的微流控芯片設(shè)計(jì)，通過將微流控芯片的入口及出口從PDMS主體的側(cè)面設(shè)置，可以完美規(guī)避芯片與光學(xué)系統(tǒng)的干涉，從而可以縮小微通道的長度以獲得更小的流阻?；谶@種玻璃-PDMS-玻璃的結(jié)構(gòu)，該微流控芯片具有低成本、高強(qiáng)度和防泄漏的特點(diǎn)。

微流控芯片在三臺注射泵以最大推力同時(shí)輸出的情況下，通過16.8 mL/min的總流量驅(qū)動細(xì)胞以40 m/s的速度通過成像區(qū)。這種新的微流控芯片結(jié)構(gòu)可以為各種高通量及高速度細(xì)胞檢測或研究提供一個(gè)更為經(jīng)濟(jì)和高效的平臺。

超快成像流式系統(tǒng)及微流控芯片

審核編輯：劉清