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過濾癌細(xì)胞!中科大團(tuán)隊(duì)3D打印出可遠(yuǎn)程控制的磁性微濾器

牙科生物醫(yī)療
2021
06/28
22:31
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評(píng)論
微流控設(shè)備常被采用3D打印技術(shù)制造,他們擁有小巧的外形,但懸浮在設(shè)備內(nèi)部液體中的顆粒卻要更小。很多化學(xué)和生物過程涉及從溶液中過濾某些顆粒,當(dāng)年想通過一個(gè)過濾器裝置來處理像微流控通道這樣小的東西時(shí),這恐怕很困難。因此,來自合肥工業(yè)大學(xué)和日本理化學(xué)研究所先進(jìn)光子學(xué)中心的一個(gè)研究小組提出一個(gè)絕妙的想法,即3D打印一個(gè)可以遠(yuǎn)程開啟和關(guān)閉的磁性旋轉(zhuǎn)微過濾器。

△微型旋轉(zhuǎn)式過濾器;比例尺:10微米 (圖片來自中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué))

研究人員制作了微小的磁驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)過濾器,用于微流控通道。這些過濾器只有70微米寬,60微米高,每邊有6.5微米的方形開口。

來自中國(guó)科技大學(xué)的研究小組成員Dong Wu表示:"通過改變外部磁場(chǎng)的方向,我們制作的微濾器可以根據(jù)需要進(jìn)行遠(yuǎn)程操控,以過濾某些尺寸的顆粒,或者讓它們?nèi)客ㄟ^。這種功能可用于在片上實(shí)驗(yàn)室設(shè)備中進(jìn)行的許多類型的化學(xué)和生物研究,而且重要的是,使芯片有可能被重復(fù)使用。"

研究團(tuán)隊(duì)采取了一些磁性納米粒子,并將其混合到光聚合物樹脂中,然后使用雙光子聚合,他們打印了旋轉(zhuǎn)微過濾器,使其具有磁性。由于它具有磁性,所以可以從微流控設(shè)備的外部用磁場(chǎng)對(duì)其進(jìn)行無線操控;保持這種設(shè)備的密封性是非常重要的,否則研究樣本可能會(huì)被污染,所以盡量減少電線的流出是保持密封的好方法。簡(jiǎn)單地將磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)90°就能激活或停用過濾器。

微過濾器在含有聚苯乙烯顆粒的酒精溶液中進(jìn)行了測(cè)試,這些顆粒的直徑為8微米和2.5微米。該團(tuán)隊(duì)的一名成員Chenchu Zhang解釋了它是如何順利通過的:"很明顯,小于孔徑的顆粒很容易通過微濾器,而較大的顆粒則被過濾掉了。當(dāng)處于通過模式時(shí),任何被過濾器捕獲的較大顆粒都被液體沖走,這防止了過濾器的堵塞,并允許重復(fù)使用微過濾器"。這意味著他們可以用該過濾器從溶液中拉出某些大小的顆粒,將其側(cè)轉(zhuǎn)并通過它進(jìn)行沖洗,以沖掉捕獲的顆粒,然后重新使用該過濾器。

醫(yī)藥科學(xué)家和醫(yī)學(xué)研究人員將能夠在他們的3D打印微流控設(shè)備中使用這些廉價(jià)的3D打印微過濾器,從而使他們的工作更加有效。中國(guó)科技大學(xué)的Chaowei Wang介紹了這項(xiàng)技術(shù)可能的一些發(fā)展方向:"這種過濾器最終可用于分揀不同大小的細(xì)胞,如分離循環(huán)腫瘤細(xì)胞進(jìn)行分析,或檢測(cè)可能表明疾病的異常大細(xì)胞。隨著進(jìn)一步的發(fā)展,甚至有可能將其用于放置在體內(nèi)的設(shè)備中進(jìn)行癌癥檢測(cè)"。



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