流式細胞術(shù)（flow cytometry）技術(shù)推動了醫(yī)學(xué)和藥物研發(fā)領(lǐng)域的諸多進步。流式細胞術(shù)是一種單細胞分析技術(shù)，利用細胞在通過激光束時其化學(xué)標(biāo)簽發(fā)出的熒光進行分析。大多數(shù)流式細胞儀都配備微流體通道，這是一種調(diào)節(jié)熒光標(biāo)記分析物流動的小通道。流式細胞術(shù)能夠快速進行單細胞計數(shù)和分析，使其成為現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)研究的基石。

一種強大的變體——阻抗 流式細胞術(shù)，用電極代替激光，當(dāng)細胞或顆粒通過微流體通道時，電極可以檢測電阻抗（電氣設(shè)備對交流電的總電阻）的變化。這種方法無需使用通常成本高昂且耗費人力的熒光標(biāo)簽。

盡管阻抗流式細胞術(shù)具有諸多優(yōu)點，但它的靈敏度較低，讀數(shù)也不一致，因為流動細胞和電極之間的距離會根據(jù)通道高度和顆粒大小而變化。

為了填補這一空白，由日本奈良先端科學(xué)技術(shù)大學(xué)院大學(xué)（NAIST）副教授亞里昆·亞夏爾領(lǐng)導(dǎo)的研究團隊開發(fā)了一個創(chuàng)新的低成本平臺來克服這些限制。

他們的論文發(fā)表在《芯片實驗室》雜志上，由 Trisna Julian 先生、Naomi Tanga 博士、NAIST 的 Yoichiroh Hosokawa 教授等人共同撰寫。

該團隊的設(shè)計目標(biāo)很簡單：根據(jù)顆粒大小動態(tài)調(diào)整通道高度。他們通過將金屬探針連接到XYZ平臺的垂直軸上來實現(xiàn)這一目標(biāo)。XYZ平臺是一種能夠在三維空間內(nèi)進行高精度移動的實驗室設(shè)備。

通過控制探針的垂直位置，他們用探針的細尖壓住流式細胞儀30微米高的微流體通道頂部。這種壓縮會輕微擠壓通道，從而根據(jù)需要改變其高度。

通過實驗和模擬，研究團隊表明，通過降低通道的高度使流動粒子能夠更靠近傳感電極，從而顯著提高平臺的靈敏度和準(zhǔn)確性。

他們通過將通道高度降低三分之一，實現(xiàn)了阻抗信號的三倍放大，同時將信號變異性降低一半，使他們能夠輕松區(qū)分不同大小的多個細胞。

值得注意的是，通過引入攝像頭和物體檢測算法，研究人員找到了一種利用堵塞（阻止分析物進一步通過的不必要的顆粒沉積）作為優(yōu)化平臺性能的策略的方法。

“我們的系統(tǒng)通過故意使通道變形來誘導(dǎo)臨界收縮，以最大限度地提高靈敏度。然而，這種變形可以在實際堵塞發(fā)生之前釋放，”亞夏爾博士解釋說。“因此，我們的方法就像一個智能微通道，可以控制和利用堵塞現(xiàn)象。”

總體而言，這項研究為自適應(yīng)阻抗流式細胞術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化奠定了急需的基礎(chǔ)，為其融入需要精確細胞分析的臨床和研究環(huán)境鋪平了道路。

Yaxiaer 博士總結(jié)道：“我們的研究結(jié)果強調(diào)了通用、高性能阻抗流式細胞術(shù)平臺的潛力——該平臺簡單、抗堵塞，并且適用于廣泛的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用?！?/span>

與醫(yī)療機構(gòu)合作可以將這個創(chuàng)新平臺轉(zhuǎn)變?yōu)榧磿r診斷的診斷設(shè)備，也可以用于藥物開發(fā)和測試。

更多信息： Trisna Julian 等人，基于自適應(yīng)通道高度和實時堵塞釋放策略的長期通用阻抗流式細胞術(shù)平臺，Lab on a Chip (2025)。DOI ：10.1039/D5LC00673B

期刊信息： 芯片實驗室