本报讯 近日,我校工程科学学院微纳米工程实验室在单颗粒/细胞捕获研究领域取得重要进展。提出使用实时飞秒激光双光子光刻技术,成功实现了单颗粒或细胞的捕获,成果发表在微流控领域国际顶级期刊Lab on a Chip上,并被选为inside back cover封面。同时被Nature Photonics以“Instant trap formation” 为题亮点报道。
在单细胞分析研究中,捕获目标细胞是实现单细胞分析的第一步。该工作首次报道了结合可控流体的实时飞秒激光双光子光刻技术,通过快速加工微柱结构实现了100%颗粒或细胞的单捕获。研究团队首先设计制造了一定高度的微流控芯片,向芯片中通入包含有目标微颗粒或细胞的光刻胶或水凝胶;通过图像实时观测筛选目标颗粒,然后快速控制液体停流;使用飞秒激光在目标颗粒或细胞周围加工微柱阵列;最后洗掉光刻胶或水凝胶,得到目标结构用于后续单细胞分析。单细胞或颗粒的捕获效率接近100%,且捕获目标的几何尺寸和形状实时可调,另外还可以实现可控数目的颗粒团簇的捕获。
Nature Photonics杂志副主编Noriaki Horiuchi在news&views专栏评述该项工作:该研究组提出了一个新的捕获策略——实时流体控制的飞秒激光双光子光刻技术,该技术能够有效在原位捕获目标颗粒;该工作相比于传统的微捕获阵列方法,具有捕获效率大幅度提升,接近100%,且单细胞捕获时间仅仅为400 ms等很多优点。
工程科学学院微纳米工程实验室长期从事飞秒激光微纳加工用于粒子/细胞捕获的研究,在微结构加工和微物体捕获方面具有良好的工作基础和积累。在前期工作中利用毛细力自组装方法加工了长管道结构,利用微管结构捕获微颗粒和细胞并用于细胞培养,利用全息方法快速加工了微柱结构组装体和微流体分选捕获器件封面文章。工程科学学院博士生许兵为论文的第一作者,吴东教授、胡衍雷副教授为论文的通讯作者。
(工程科学学院 科研部)