微流控结合微波技术实现即时癌症筛查和治疗监测

据麦姆斯咨询报道，为了检测恶性肿瘤或监测癌症治疗的有效性，必须提取病人的组织，送到实验室，由病理学家染色并分析，这一过程可能需要花费数天才能完成，并且有可能会出现人为错误。

理海大学（Lehigh University）材料科学与工程系助教Xuanhong Cheng（图左），以及电气工程与计算机系的教授James Hwang（图右）

理海大学（Lehigh University）材料科学与工程系助教Xuanhong Cheng，以及电气工程与计算机系的教授James Hwang萌生了一些不一样的想法。

两位工程师展望未来，设想利用微波技术表征小型微流控装置捕获的单个细胞的细胞核，以实现即时癌症筛查和治疗监测。这种芯片实验室方法不仅具有便携的优势，而且比现有方法更快、更便宜且更简化。两位工程师最近获得美国国家科学基金会（National Science Foundation, NSF）颁发的为期3年的奖学金，以探索这种独特的方法。

Cheng和Hwang的技术始于一款可以捕获，然后释放单个细胞的微流控装置。

Cheng解释道，“该装置的工作方式类似于机场安检，你被短暂包围，扫描然后走出去。我们设计的微流控装置将短暂保留一个细胞，分析然后释放。”

Hwang表示，“一旦细胞被捕获，微波技术就能穿透进细胞，并检测到细胞内部。”

Cheng继续说道，“高频微波具有能够穿透细胞并进入细胞核的优势，就像X射线应用于人体，而且不会伤害细胞。”

Cheng和Hwang想要创建微波版光学相干断层扫描，用于单细胞的深度剖析，以揭示细胞内细节，如核形态和DNA含量的变化。

基于他们以前所做的工作——使用微波技术检测细胞活力，现在他们利用该技术来表征细胞核周围的细胞质，以区分活细胞和死细胞。

Cheng说道，“异常的细胞核看起来不同于正常细胞核，正常细胞一般具有相当均一的形态，一致的核质比率。异常的细胞核看起来或大于、或小于正常的细胞核，或形态奇异。”

现在，Cheng和Hwang想要改进他们的技术，以便能够表征或“看见”细胞核内部的情况。

他们正在努力改进硬件以实现更高的检测灵敏度，他们设计的软件则可以创建更详细的计算模型。此外，他们也正在尝试应用一系列传感器进行实验研究。作为微波技术和计算机模型领域的专家，Hwang坚信他们可以实现目标。

Hwang说道，“我们在这项技术上已经取得成功，现在，我们希望迈向前一步，获取更高的分辨率将细胞核从细胞质中分离出来。”目前，该团队正在进行基础研究，以实现细胞核的实时动态监测，这样有助于对细胞发育和恶性肿瘤的进展过程形成基本的了解。