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可调节微通道高度提升阻抗流式细胞术灵敏度

Adjustable microchannel height boosts sensitivity in impedance flow cytometry

日本英语微流控技术/生物医学工程
新闻源:Phys.org
2025-09-12 05:05:44阅读时长2分钟572字
阻抗流式细胞术微通道高度调节灵敏度提升细胞检测生物医学检测临床诊断药物开发即时诊断设备

内容摘要

日本奈良先端科学技术大学院大学研究团队开发出新型阻抗流式细胞术平台,通过动态调节微流控通道高度提升检测灵敏度。该技术利用金属探针压缩微通道(原始高度30微米),使细胞更贴近传感电极,实现信号强度提升三倍且变异性降低50%。创新性地采用实时阻塞释放策略,通过摄像头与目标检测算法将颗粒堵塞现象转化为性能优化手段,为精准细胞分析和临床诊断设备开发奠定基础。

流式细胞术作为现代生物医学研究的核心技术,通过荧光标记物检测细胞特性。而新型阻抗流式细胞术采用电极替代激光,通过检测微流控通道内细胞通过时的阻抗变化实现无标记分析。但现有技术存在灵敏度不足和信号不稳定问题,主要受微通道高度与颗粒尺寸导致的细胞-电极间距变化影响。

日本奈良先端科学技术大学院大学(NAIST)的小岩靖幸副教授团队在《Lab on a Chip》期刊发表的研究显示,通过安装连接XYZ三维移动平台的金属探针,可动态调节微通道高度。该装置通过精确控制探针垂直位移,利用探针尖端压缩微流控通道(原高30微米)实现高度调整。实验显示:将通道高度缩小三分之一时,阻抗信号强度提升3倍,同时信号变异性降低至原来的50%,显著提高了不同尺寸细胞的分辨能力。

研究团队创新性地引入摄像头和目标检测算法,将传统视为缺陷的颗粒堵塞现象转化为优化工具。系统通过监测微流控通道变形状态,在实际堵塞发生前释放压力,形成"智能微通道"控制机制。该成果为自适应阻抗流式细胞术的标准化奠定基础,未来有望在临床诊断、药物开发等领域实现应用。

"我们的系统通过主动诱导临界收缩最大化灵敏度,但能在实际堵塞前释放形变。"小岩副教授解释称,这种自适应平台具有结构简单、抗堵塞和参数可调等特性,为生物医学检测提供了新方案。研究团队正与医疗机构合作推进该技术向即时诊断设备转化,同时探索其在药物开发和测试中的应用潜力。

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