用表面聲波操控細胞更精準
- 發佈時間：2015-01-09 01:30:46 來源：科技日報 責任編輯：羅伯特
科技日報訊 最近，美國賓夕法尼亞州立大學開發出一種新方法，通過表面聲波來操控細胞，能把細胞放在精確位置，讓它們分開、接近或接觸而不會改變或傷害細胞。相關論文發表在最近的美國《國家科學院院刊》上。
“在這一領域，光鑷是黃金標準的技術，它能把兩個細胞捕獲到合適位置，但由於它們能量很高，往往會對細胞造成影響，有時還會傷害它們。”該校工程科學與力學系教授托尼·黃説。而聲鑷所用的聲波能量很低，和現有超聲波機器上用的一樣，非常溫和能保持細胞完好無損。
研究人員一直在研究控制細胞的方法，以觀察兩個細胞膜之間的直接接觸，或精確控制它們保持各種距離，研究細胞之間是怎樣通訊的。“聲鑷的價值在於可用它來研究細胞之間的資訊傳遞。它能把細胞分開精確的距離，或讓細胞按預定設計相互接觸。”斯蒂芬·J·本科維克説，“光鑷也能在某種程度上做到這些，但會把樣本加熱。”
研究人員預想的聲鑷設備和手機大小差不多，能控制數千通量的細胞。通過改變聲場可精確操控細胞而不會造成傷害。由於聲鑷是以一種垂直隧道的方式工作，細胞能保持所含液體，研究人員能捕獲細胞使其懸浮，或把它們排在基質表面。
據物理學家組織網12月22日報道，在實驗中，研究人員把4個聲源相對放在基質上。當聲源相對發出表面聲波時，它們交匯成一個結點，聲壓相互抵消，細胞在結點處被捕獲。通過調節聲源功率和頻率，能控制細胞數量和它們的位置，移動兩個細胞讓它們彼此接觸，或離得很近，還能把細胞排列成不同的模式，如排成幾行直線、一簇菊花或三角形。
“用現有技術産生的細胞與細胞互動一般是隨機的，或受數量限制。用聲學駐波，能實現多細胞精確定位，還能按計劃排出細胞陣列。”本科維克説，。“科學家可以設想用一種細菌來感染細胞的研究，或將細胞排成像神經細胞那樣的集合。”
由於聲鑷可以在透明基質上生成，能用顯微鏡觀察生成的細胞隊列，所以用這種設備能跟蹤研究細胞間是怎樣進行化學通訊的。研究人員把熒光染料放入距離很近的兩個中的一個裏，看到染料通過二者之間建立起來的微小蛋白質通道進入了另一個細胞中。（常麗君）
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