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清华大学用电火花产生微气泡实现微液流分选

流式细胞术是一种功能强大且广泛使用的方法,可以精确地以每秒10E2-10E5个事件的高速率分析或分选细胞。目前常见的流式分选仪体积大,其原理大多是在空气中喷射式加静电电荷实现分选,所以容易造成交叉污染或气溶胶暴露风险。

微流体流式细胞仪使用低成本的一次性微流控芯片将微通道、光学器件和驱动器集成在一起并提供完全封闭的环境来解决这些问题。芯片分选器是微流控流式细胞仪的基本组成部分,不同公司生产的芯片物理机制不同,有电泳式、电渗式、介电泳、光学镊式、热可逆凝胶聚合物、和压力控制软微型阀等。这些电流分选器的主要缺点是开关速度慢。

清华大学的Zhao J等人,发明了利用电火花激发微气泡,再利用微气泡挤压液流实现高速分选的微流控芯片,思路比较新颖。芯片结构模式图和实物图如下:

用电火花产生微气泡实现微液流分选

这个结构图我稍微解读一下,样本是从左上向右下流动的,左上的Sample Flow是进样处,左上两边的Sheath Flow是鞘液流,三者汇集后,鞘液流包裹样本沿着A、B、C、D聚焦,通过Laser Beam激发点,被激光激发检测到信号,根据信号可进行分选。激光激发点的左下侧黄色部分为PE(阳极)和NE(阴极),Actuation Chamber是用于激发气泡的,对面的Absorption用于吸收冲击力,减弱对主通道中的样本流反复冲击。

每当目标信号出现时,阳级便会向阴极发射电火花,产生大量微气泡,这些微气泡一旦产生,就像一个拳击手向左侧中间这条稳定的微液流轰出一拳,将其打偏,目标细胞就被收集到Collection Tube去了

参考文献:Zhao, J. and You, Z. (2018), Spark-generated microbubble cell sorter for microfluidic flow cytometry. Cytometry. doi:10.1002/cyto.a.23296

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