據(jù)麥姆斯咨詢報(bào)道，為了檢測(cè)惡性腫瘤或監(jiān)測(cè)癌癥治療的有效性，必須提取病人的組織，送到實(shí)驗(yàn)室，由病理學(xué)家染色并分析，這一過程可能需要花費(fèi)數(shù)天才能完成，并且有可能會(huì)出現(xiàn)人為錯(cuò)誤。

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

理海大學(xué)（Lehigh University）材料科學(xué)與工程系助教Xuanhong Cheng，以及電氣工程與計(jì)算機(jī)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(shè)想利用微波技術(shù)表征小型微流控裝置捕獲的單個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞核，以實(shí)現(xiàn)即時(shí)癌癥篩查和治療監(jiān)測(cè)。這種芯片實(shí)驗(yàn)室方法不僅具有便攜的優(yōu)勢(shì)，而且比現(xiàn)有方法更快、更便宜且更簡(jiǎn)化。兩位工程師最近獲得美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)（National Science Foundation, NSF）頒發(fā)的為期3年的獎(jiǎng)學(xué)金，以探索這種獨(dú)特的方法。

Cheng和Hwang的技術(shù)始于一款可以捕獲，然后釋放單個(gè)細(xì)胞的微流控裝置。

Cheng解釋道，“該裝置的工作方式類似于機(jī)場(chǎng)安檢，你被短暫包圍，掃描然后走出去。我們?cè)O(shè)計(jì)的微流控裝置將短暫保留一個(gè)細(xì)胞，分析然后釋放。”

Hwang表示，“一旦細(xì)胞被捕獲，微波技術(shù)就能穿透進(jìn)細(xì)胞，并檢測(cè)到細(xì)胞內(nèi)部。”

Cheng繼續(xù)說道，“高頻微波具有能夠穿透細(xì)胞并進(jìn)入細(xì)胞核的優(yōu)勢(shì)，就像X射線應(yīng)用于人體，而且不會(huì)傷害細(xì)胞。”

Cheng和Hwang想要?jiǎng)?chuàng)建微波版光學(xué)相干斷層掃描，用于單細(xì)胞的深度剖析，以揭示細(xì)胞內(nèi)細(xì)節(jié)，如核形態(tài)和DNA含量的變化。

基于他們以前所做的工作——使用微波技術(shù)檢測(cè)細(xì)胞活力，現(xiàn)在他們利用該技術(shù)來表征細(xì)胞核周圍的細(xì)胞質(zhì)，以區(qū)分活細(xì)胞和死細(xì)胞。

Cheng說道，“異常的細(xì)胞核看起來不同于正常細(xì)胞核，正常細(xì)胞一般具有相當(dāng)均一的形態(tài)，一致的核質(zhì)比率。異常的細(xì)胞核看起來或大于、或小于正常的細(xì)胞核，或形態(tài)奇異。”

現(xiàn)在，Cheng和Hwang想要改進(jìn)他們的技術(shù)，以便能夠表征或“看見”細(xì)胞核內(nèi)部的情況。

他們正在努力改進(jìn)硬件以實(shí)現(xiàn)更高的檢測(cè)靈敏度，他們?cè)O(shè)計(jì)的軟件則可以創(chuàng)建更詳細(xì)的計(jì)算模型。此外，他們也正在嘗試應(yīng)用一系列傳感器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。作為微波技術(shù)和計(jì)算機(jī)模型領(lǐng)域的專家，Hwang堅(jiān)信他們可以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。

Hwang說道，“我們?cè)谶@項(xiàng)技術(shù)上已經(jīng)取得成功，現(xiàn)在，我們希望邁向前一步，獲取更高的分辨率將細(xì)胞核從細(xì)胞質(zhì)中分離出來。”目前，該團(tuán)隊(duì)正在進(jìn)行基礎(chǔ)研究，以實(shí)現(xiàn)細(xì)胞核的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，這樣有助于對(duì)細(xì)胞發(fā)育和惡性腫瘤的進(jìn)展過程形成基本的了解。