南洋理工大學(xué)研究人員發(fā)明新的生物晶片,,只需要一滴血,就能進(jìn)行血細(xì)胞計(jì)數(shù),、分離和逐個(gè)檢測(cè),,從而發(fā)現(xiàn)癌癥和其他疾病的信息。
南大電子與電氣工程學(xué)院的劉愛群副教授透露,,傳統(tǒng)檢測(cè)方法是用X光,、B型超聲和電腦體層攝影(CT)等技術(shù)來(lái)拍攝組織影像,還有直接做手術(shù)或做活組織抽樣檢查(biopsy),,對(duì)人體有較大傷害,,且很難對(duì)腫瘤做出早期診斷。
他說(shuō),,在癌癥腫瘤形成前,,病人血液中已存在少量的異常細(xì)胞。對(duì)一些疾病如白血?。╨eukemia),,血細(xì)胞的變化更是直接的指標(biāo)。
他說(shuō):“我們的檢測(cè)方法好處是病人不需開刀,,只需采集少量血液樣本就可以測(cè)出病人是否患有癌癥,。這么一來(lái),,病人就可以及早發(fā)現(xiàn)病情并接受治療,痊愈的機(jī)會(huì)也就更大,。”
劉副教授與南大生物科學(xué)學(xué)院的陀戈副教授合作,,花了一年半時(shí)間研制這種晶片。新的生物晶片是在一個(gè)2厘米長(zhǎng),、1厘米寬的透明片上,,由一種高分子材料(polymer)構(gòu)成。
研究人員以所開發(fā)的微流體專利技術(shù),,用電場(chǎng)產(chǎn)生電滲透力(electroosmotic force),,將血液變成如頭發(fā)絲大小的流體,,推動(dòng)血液中的紅血球,、白血球、血小板等不同的細(xì)胞逐個(gè)快速移動(dòng),,然后再利用雷射逐一檢測(cè)每個(gè)細(xì)胞,,記錄不同細(xì)胞的數(shù)量,最后通過(guò)電場(chǎng)切換液流的方向,,把不同的細(xì)胞送到不同的收集槽(reservoir),。
檢測(cè)時(shí),只需滴入病人血樣,,晶片就可完成流體控制,、計(jì)數(shù)、檢測(cè)和分離等功能,。研究人員可根據(jù)不同血細(xì)胞的比例,,或者細(xì)胞的大小、形狀,、結(jié)構(gòu),、光譜等方面的變化,測(cè)出病人是否患有癌癥,,或是患有哪一種癌癥,。例如,患有血癌(leukemia)的病人血液中的白血球比例會(huì)很高,。
癌細(xì)胞體積一般比正常細(xì)胞大,,相當(dāng)容易辨認(rèn)。更精細(xì)的細(xì)胞檢測(cè)和分離,,可用多級(jí)的(cascaded)晶片來(lái)實(shí)現(xiàn),。例如在分離出白血球后,可把不同種類的白血球再分離開,。以同樣的原理,,也可找出血樣里面的微量異常細(xì)胞,,甚至是單個(gè)細(xì)胞。
成本僅1元
劉副教授指出,,有個(gè)這個(gè)檢測(cè)晶片,,即使是一般的家庭醫(yī)生也可以為病人作癌癥檢測(cè),降低病人接受檢查的門診費(fèi),。目前,,在醫(yī)院進(jìn)行血液檢測(cè),過(guò)程需要3至5天,,器材耗資數(shù)十萬(wàn)元,。新的生物晶片可將檢測(cè)過(guò)程縮短到1至2小時(shí),而每片晶片成本也只需約1元,。
劉副教授說(shuō):“這種檢測(cè)晶片有很高的靈敏度,。不過(guò),由于血液和細(xì)胞是很復(fù)雜的系統(tǒng),,因此,,生物晶片較適用于前期檢測(cè)。如果檢測(cè)出癌癥或其他的疾病,,需要結(jié)合傳統(tǒng)檢測(cè)方法,,相互對(duì)照,才可以確診,。”
研究小組正在積極地和商家洽談,,將這個(gè)生物晶片盡快商業(yè)化,以造福社會(huì),。接下來(lái),,研究小組的主要研究方向是利用納米光學(xué)(nano-optics)技術(shù),探測(cè)病人癌細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)變化,,以便使人類真正能夠了解癌癥的演變和人體內(nèi)各細(xì)胞之間的關(guān)系,。