無論您身在何處，電話和短信都會(huì)與您聯(lián)系，因?yàn)槟?a target="_blank">手機(jī)有一個(gè)唯一的識(shí)別號(hào)碼，使您與網(wǎng)絡(luò)上的其他人區(qū)分開來。佐治亞理工學(xué)院的研究人員正在使用類似的原理來跟蹤在微流控芯片上分選的細(xì)胞。該技術(shù)使用只有三個(gè)電極的簡(jiǎn)單電路模式，為通過微流控芯片通道的每個(gè)細(xì)胞分配一個(gè)唯一的七位數(shù)字標(biāo)識(shí)號(hào)。小區(qū)識(shí)別的基本原理稱為碼分多址 (CDMA)，它對(duì)于幫助蜂窩網(wǎng)絡(luò)分離來自每個(gè)用戶的信號(hào)至關(guān)重要。新技術(shù)還捕獲有關(guān)細(xì)胞大小以及它們移動(dòng)速度的信息。

這項(xiàng)研究可以提供電子智能，有朝一日可能使廉價(jià)的芯片實(shí)驗(yàn)室能夠在醫(yī)院和診所范圍之外進(jìn)行復(fù)雜的醫(yī)學(xué)測(cè)試。該技術(shù)可以在四通道芯片中以超過 90% 的準(zhǔn)確度跟蹤細(xì)胞。這些微流控芯片利用細(xì)胞和病毒獨(dú)特的生物物理或生化特性將它們分開。例如，抗原可用于選擇細(xì)菌或癌細(xì)胞并將它們引導(dǎo)到不同的通道中。但要獲得有關(guān)分選結(jié)果的信息，必須使用光學(xué)方法對(duì)這些細(xì)胞進(jìn)行計(jì)數(shù)。

這項(xiàng)被稱為微流控代碼的新技術(shù)在微流控芯片下方增加了一個(gè)微米級(jí)電路網(wǎng)格。流經(jīng)電路的電流在網(wǎng)格上方的微流體通道中產(chǎn)生電場(chǎng)。當(dāng)細(xì)胞通過其中一個(gè)微流體通道時(shí)，它會(huì)在電路中產(chǎn)生阻抗變化，從而發(fā)出細(xì)胞通過的信號(hào)，并提供有關(guān)細(xì)胞位置、大小和通過通道的速度的信息。多年來，這種阻抗變化一直用于檢測(cè)液體中是否存在細(xì)胞，并且可以快速可靠地進(jìn)行血細(xì)胞計(jì)數(shù)。來自多個(gè)細(xì)胞的獨(dú)特識(shí)別信號(hào)可以被計(jì)算機(jī)分離和讀取，科學(xué)家們不僅可以追蹤細(xì)胞的特性，還有多少細(xì)胞通過了每個(gè)通道。由于分選到微流控芯片每個(gè)通道中的細(xì)胞具有某些共同特征，因此該技術(shù)將允許自動(dòng)檢測(cè)流體樣本中的癌細(xì)胞、細(xì)菌甚至病毒。研究人員已經(jīng)證明，他們可以追蹤 1000 多個(gè)卵巢癌細(xì)胞，準(zhǔn)確率超過 90%。研究的下一步將是將電子傳感器與可以主動(dòng)分選細(xì)胞的微流控芯片相結(jié)合。除了癌細(xì)胞、細(xì)菌和病毒之外，這樣的系統(tǒng)還可以對(duì)無機(jī)顆粒進(jìn)行分類和分析。甚至是液體樣本中的病毒。研究人員已經(jīng)證明，他們可以追蹤 1000 多個(gè)卵巢癌細(xì)胞，準(zhǔn)確率超過 90%。研究的下一步將是將電子傳感器與可以主動(dòng)分選細(xì)胞的微流控芯片相結(jié)合。除了癌細(xì)胞、細(xì)菌和病毒之外，這樣的系統(tǒng)還可以對(duì)無機(jī)顆粒進(jìn)行分類和分析。甚至是液體樣本中的病毒。研究人員已經(jīng)證明，他們可以追蹤 1000 多個(gè)卵巢癌細(xì)胞，準(zhǔn)確率超過 90%。研究的下一步將是將電子傳感器與可以主動(dòng)分選細(xì)胞的微流控芯片相結(jié)合。除了癌細(xì)胞、細(xì)菌和病毒之外，這樣的系統(tǒng)還可以對(duì)無機(jī)顆粒進(jìn)行分類和分析。

該系統(tǒng)的計(jì)算要求將是最低的，只需要已經(jīng)處理 CDMA 信號(hào)解碼的智能手機(jī)的處理器能力。原理驗(yàn)證設(shè)備僅包含四個(gè)通道，但可以擴(kuò)大規(guī)模以包含更多通道。最終，研究人員希望制造出廉價(jià)的芯片，可用于醫(yī)生辦公室或偏遠(yuǎn)地區(qū)的復(fù)雜診斷測(cè)試。芯片可能包含在使測(cè)試過程自動(dòng)化的墨盒上。有朝一日，這項(xiàng)技術(shù)可能允許在醫(yī)院和大型醫(yī)療設(shè)施之外進(jìn)行多種診斷測(cè)試。

審核編輯 黃昊宇