利用激光在微流控芯片中實現細胞分選的研究

仲小祥，冒衛星，張華麗

（南通大學機械工程學院，江蘇南通 226019）

1 引言

激光光鑷作為一種非接觸式的操縱方式，可實現對單個細胞的操縱和定向控制[1?3]。因其對細胞無損傷且可實現微尺度下的單細胞操縱甚至細胞內的生物分子操縱，這項技術廣泛應用在醫藥、生物工程、化學分析等各個領域，同時隨著光鑷在細胞分析領域的發展，光鑷技術逐漸在疾病治療、診斷上發揮重大作用[4?7]。文獻[8?9]利用熔拉的方法制作了拋物線型光纖，在顯微鏡試驗臺下實現了對酵母菌細胞的三維操縱，并利用兩根光纖實現了對細胞的轉移交接，對捕獲物實現空間狀態的調節，后又利用微結構光纖制作表面等離子體共振傳感器，可極大地縮小表面等離子體共振系統的體積，更易于光學器件在微芯片中的集成。

文獻[10]使用對端面進行微處理過的光纖束構建的光纖光鑷實現了對微顆粒和生物細胞的穩定非接觸捕獲，通過設計和開發微型化光學微處理器，使芯片操作和單細胞熒光顯微鏡具有可行性，該系統具有高通用性、低成本、易于制造和組裝等優點，可作為分離稀有細胞或觀察局部環境變化對診斷或篩查的影響的通用方法。另外，文獻[11]首次使用光鑷控制神經元的生長和伸展，同時利用光鑷解剖神經元，研究神經元對局部損傷的后續反應，并且在高功率下完成了捕獲細胞的裂解。

文獻[12]利用CFD軟件進行Y型芯片的流場分析，驗證了Y型溝道的水力聚焦寬度與鞘流液流速/細胞液流速之間的關系，優化設計出了便于利用激光以及其他操縱方式分離細胞的芯片結構?！?br>