微流控結合微波技術，實現更精確的癌症篩查

最新 08-21

理海大學（Lehigh University）材料科學與工程系助教Xuanhong Cheng（圖左），以及電氣工程與計算機系的教授James Hwang（圖右）

據麥姆斯諮詢報道，為了檢測惡性腫瘤或監測癌症治療的有效性，必須提取病人的組織，送到實驗室，由病理學家染色並分析，這一過程可能需要花費數天才能完成，並且有可能會出現人為錯誤。

理海大學（Lehigh University）材料科學與工程系助教Xuanhong Cheng，以及電氣工程與計算機系的教授James Hwang萌生了一些不一樣的想法。

兩位工程師展望未來，設想利用微波技術表徵小型微流控裝置捕獲的單個細胞的細胞核，以實現即時癌症篩查和治療監測。這種晶元實驗室方法不僅具有便攜的優勢，而且比現有方法更快、更便宜且更簡化。兩位工程師最近獲得美國國家科學基金會（National Science Foundation, NSF）頒發的為期3年的獎學金，以探索這種獨特的方法。

Cheng和Hwang的技術始於一款可以捕獲，然後釋放單個細胞的微流控裝置。

Cheng解釋道，「該裝置的工作方式類似於機場安檢，你被短暫包圍，掃描然後走出去。我們設計的微流控裝置將短暫保留一個細胞，分析然後釋放。」

Hwang表示，「一旦細胞被捕獲，微波技術就能穿透進細胞，並檢測到細胞內部。」

Cheng繼續說道，「高頻微波具有能夠穿透細胞並進入細胞核的優勢，就像X射線應用於人體，而且不會傷害細胞。」

Cheng和Hwang想要創建微波版光學相干斷層掃描，用於單細胞的深度剖析，以揭示細胞內細節，如核形態和DNA含量的變化。

基於他們以前所做的工作——使用微波技術檢測細胞活力，現在他們利用該技術來表徵細胞核周圍的細胞質，以區分活細胞和死細胞。

Cheng說道，「異常的細胞核看起來不同於正常細胞核，正常細胞一般具有相當均一的形態，一致的核質比率。異常的細胞核看起來或大於、或小於正常的細胞核，或形態奇異。」

現在，Cheng和Hwang想要改進他們的技術，以便能夠表徵或「看見」細胞核內部的情況。

他們正在努力改進硬體以實現更高的檢測靈敏度，他們設計的軟體則可以創建更詳細的計算模型。此外，他們也正在嘗試應用一系列感測器進行實驗研究。

作為微波技術和計算機模型領域的專家，Hwang堅信他們可以實現目標。

Hwang說道，「我們在這項技術上已經取得成功，現在，我們希望邁向前一步，獲取更高的解析度將細胞核從細胞質中分離出來。」目前，該團隊正在進行基礎研究，以實現細胞核的實時動態監測，這樣有助於對細胞發育和惡性腫瘤的進展過程形成基本的了解。

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