研究目的
开发一种基于声光混合芯片的无标记、非侵入性方法,用于精确分离白细胞亚群(淋巴细胞、单核细胞、粒细胞),应用于白血病诊断与分析。
研究成果
这种混合声光芯片能够实现白细胞亚群的高纯度(淋巴细胞高达99%,单核细胞98%,粒细胞95%)、无标记的精准分离,且细胞活性良好。这种非侵入性方法克服了传统技术的局限性,在白血病诊断与分析的临床应用中展现出前景,并有望在未来改进稀有细胞检测方面取得突破。
研究不足
与某些高通量系统相比,该方法在通量方面可能存在局限性,且设备制造的复杂性可能成为障碍。为保持高纯度,有必要对流速和激光功率等参数进行优化,该技术可能还需要通过多样化的临床样本进行进一步验证。
1:实验设计与方法选择:
本研究在微流控芯片中整合声学与光学技术。采用驻表面声波(SSAW)实现三维聚焦及基于尺寸的初步分离,同时利用光力进行基于折射率差异的精准分离。理论模型包含声辐射力与光力计算方程。
2:样本选择与数据来源:
人外周血样本经知情同意获取。通过不连续梯度离心法分离外周血单个核细胞(PBMCs)与粒细胞。样本在含胎牛血清的RPMI 1640培养基中培养保存。
3:实验设备与材料清单:
铌酸锂基底PDMS微流控芯片、叉指换能器(IDTs)、激光源(1064 nm波长)、共聚焦显微镜(尼康A1R)、高速摄像机(滨松ORCA-Flash 4.0 v2)、荧光显微镜(奥林巴斯IX81)、细胞计数仪(Nexcelom Cellometer Mini)、光刻胶(SU-8)、染色抗体(如FITC标记抗CD3、Cy5标记抗CD14)。
4:0 v2)、荧光显微镜(奥林巴斯IX81)、细胞计数仪(Nexcelom Cellometer Mini)、光刻胶(SU-8)、染色抗体(如FITC标记抗CDCy5标记抗CD14)。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:采用软光刻技术制备微通道,在基底上图案化IDTs。制备血样并进行可视化染色。通过向IDTs施加射频信号产生声波以实现聚焦分离,使用激光束进行光学分离。通过显微成像与高速摄像监测记录细胞轨迹及分离效率。
5:数据分析方法:
根据出口样本细胞计数计算分离纯度与回收率。统计分析包含多次测试的标准差。采用理论方程对声光作用力进行模拟。
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获取完整内容-
High-Speed Camera
ORCA-Flash 4.0 v2
Hamamatsu
Used for recording bright field images and dynamic separation processes.
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Fluorescence Microscope
IX81
Olympus
Used for observing nucleus features and verifying cell purity.
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Laser
1064 nm wavelength
Changchun new industries Optoelectronics Technology
Used for generating optical force in the separation process.
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Confocal Microscope
A1R
Nikon
Used for capturing 3D images of cell trajectories and separation processes.
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Cell Counter
Cellometer Mini
Nexcelom
Used for counting cells and determining viability using trypan blue exclusion method.
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Photoresist
SU-8
MicroChem Corp
Used in the fabrication of the micro-channel and IDTs.
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Antibodies
FITC-labeled anti-human CD3, Cy5-labeled anti-human CD14
Abcam
Used for staining cells to identify lymphocytes and monocytes for visualization and verification.
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