數位微流控技術助篩選腫瘤藥物

文│葉浩男
圖│編輯部,部分由受訪者提供

微電子研究院、模擬與混合信號超大規模集成電路國家重點實驗室助理教授賈艷偉和博士後研究員翟蛟等組成的團隊研發了一款嶄新的數位微流控系統,協助醫療人員培養單細胞和選擇腫瘤藥物。

很多科研和臨床治療都牽涉細胞培養。例如,醫療人員會從癌症病人身上抽取癌細胞和正常細胞,混合不同種類和濃度的藥物,放到培養皿或多孔盤觀察。

數位微流控系統助篩選藥物

不過,單細胞在這些器皿內會聚合起來,令人難以觀察它們各自的變化。針對這一難題,澳大研究人員在數位微流控芯片內設計許多三維微結構,分別形成近千個半封閉式微孔,每個微孔邊長20微米,剛好足以容納一個細胞。

相關論文已在《自然》旗下權威期刊《Microsystems & Nanoengineering》刊登。賈教授表示:「這些半封閉式的微孔能讓在同一個液滴內的單細胞保持通訊,有助準確反映藥物對於群體細胞的作用。同時,這些半開放的微孔可以使液滴界面形成一個個凹面,在整個培養過程中維持單細胞狀態。」

澳大研究員開發的數位微流控芯片

比起一般的培養器皿,澳大開發的系統體積較小,所需的藥物和細胞量可以減少上百倍,大大減低成本。翟博士說:「要測試一個藥物濃度的反應,用96孔盤大概需要100微升試劑量,而我們的數位微流控系統只需要一微升甚至更少。」

目前,研究人員仍在改良系統,期望讓醫生和研究人員將腫瘤細胞和藥物分別加入到芯片,用電腦在芯片內混合細胞與藥物,進一步把整個過程自動化。

賈艷偉教授從新加坡國立大學獲博士學位,後曾於美國布蘭迪斯大學從事博士後研究。目前主力研究用於疾病診斷和精準醫療的數位微流控技術。賈教授在第九屆光流體交叉學科國際研討會上獲頒創新獎。

翟蛟博士從中國科學院大學獲生物無機化學博士學位,研究生物學分析和腫瘤治療。在澳大進行博士後研究期間聚焦數位微流控藥物篩查技術。

第22期 | 2020年

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2020-08-06T10:50:15+08:00