在生物微機電領(lǐng)域,,單細胞捕獲技術(shù)在生物細胞操作和分析中具有重要的應用,這一技術(shù)近年來也取得了極大的關(guān)注和顯著的發(fā)展,。
但在以往的研究中,,當細胞懸浮液注入生物芯片后,細胞往往以隨機的方式進入流道,,少量細胞通過窄口或流道中的凹槽被限制在流道內(nèi),,而其他多數(shù)細胞隨懸浮液流出出口,細胞在流道中能否進入捕獲單元的概率呈現(xiàn)為高斯分布,,因此此類方式的捕捉效率非常有限,。
而精密儀器系2013級本科生米璐則在單細胞捕獲方面的研究上有了進一步的突破。她以第一作者身份撰寫的論文《基于流阻網(wǎng)絡的高效率大規(guī)模單細胞捕獲技術(shù)》在生物微機電領(lǐng)域著名期刊Lab on a Chip上發(fā)表,,并入選當期封面(Outside Back Cover),。精儀系博士生黃亮為本文的共同第一作者,精儀系王文會為本文通訊作者,,生命學院研究員吳瓊等為本文合作作者,。
“我們在研究中主要提出了一種新穎的單細胞捕獲器件”,米璐介紹道,。這種器件能夠巧妙地利用等效電阻網(wǎng)絡原理設(shè)計了數(shù)以萬記的大規(guī)模捕獲單元矩陣,,遵循最小流阻原理捕獲單細胞,每個單元均可以保證很高的捕獲效率,,并且之間相對獨立,,最終實現(xiàn)高效和靈活的大規(guī)模和圖案化單細胞陣列操作。
米璐的研究成果得到了審稿人的一致高度肯定,,這篇論文被評價為有望解決單細胞捕捉中同時滿足大規(guī)模陣列和高效率要求(it can be scaled up and still keep a high trapping efficiency)的這一挑戰(zhàn)性問題,,而她也為之付出了難以想象的努力。
盡管在最初的研究中,,米璐花費了大量的時間不斷優(yōu)化實驗方案,,也未能取得任何突破??蒲凶钇D難的時候她甚至被建議更換課題,。但憑著一股不愿服輸?shù)木瘢阻匆挥袝r間就會到實驗室開展工作,,經(jīng)常熬夜做實驗,、改文章,。今年暑假,米璐也得到清華“闖世界”計劃的支持,,到哈佛大學David A. Weitz教授實驗室從事相關(guān)的研究工作,。
探索未知的熱情和想要攻克難題的堅定信念讓她最終收獲到了科研的碩果,論文所刊登的期刊Lab on a Chip是英國皇家化學學會 (RSC) 旗下的旗艦期刊之一,,在生物微機電研究領(lǐng)域擁有很高的聲譽和地位,。值得一提的是,該論文的前期工作也在今年7月召開的Optofluidics2016國際會議上也獲得了最佳會議論文獎,,并申請了一項國家專利,。
對于此次論文的發(fā)表,米璐感到倍受鼓舞,。但興奮之后,,她又回到了實驗室,希望基于已有的單細胞捕獲芯片,,在單細胞層面上的細胞遷移等問題進行更深入的研究,,米璐也期待著能將已有的技術(shù)真正轉(zhuǎn)換成生物研究中有意義的發(fā)現(xiàn)。