Dr Ye Ai副教授牵头的新加坡科技设计大学（SUTD）研究小组正在研究超声和悬浮在水溶液中的微米级物体（例如，生物细胞）之间的相互作用。Ai博士的研究小组近期开发了一项使用高聚焦声波束（50 μm宽，约人一根头发直径的1/4）的高精度单细胞水平分选技术。此项新技术近日发表在《Lab on a Chip》。

这项新的细胞操作技术能在复杂生物样本中，高精度分离罕见细胞群。简单说，其提供了在百万细胞中找到单细胞的潜力。

单细胞分析，比如在单细胞水平检测DNA突变，对评估不同患者中癌症的遗传异质性而言必不可少，因此具有推进癌症治疗精准医学的巨大潜力。实现单细胞分析的关键在于能从高度异质的生物样本中分离单细胞。据某私人投资有限公司最近进行的一项市场分析，2016年细胞分选的全球市场规模为35.7亿美元，预期2021年达到78.9亿美元，复合年均增长率（CAGR）为17.2%。预计下一个5年中，亚洲是增长最快的市场，因为生物技术和医疗保健行业的政府投资增加。

当前，通常使用荧光激活细胞分选（FACS）系统进行罕见细胞群的分选和分离。这是一项约60年前开发的技术。然而，现在的FACS系统复杂、笨重且昂贵，需要高度训练的员工来操作，可能在开放环境中产生生物有害气溶胶。能进行精确细胞操作的微流体技术具有彻底改造下一代细胞分选技术的巨大潜能。

在本研究中，Ai博士的研究小组设计和建造了一个声学分选系统，包括一次性微流通道、可重复使用声波发生器和荧光检测模块。荧光检测模块能识别荧光标记了表面生物标志物的目标细胞。目标单细胞的检测中，系统激活声波发生器，产生能使目标细胞快速转向到收集出口的脉冲高聚焦声波束。50 μm宽的声波束高度局域化，能精确进行单细胞水平分选。

主要研究者Ai博士说，与常规FACS系统相比，此细胞分选技术的优点包括缩小设备大小的大幅简化的分选机制，降低了其复杂性并大幅减少花费。不仅如此，其也能进行更精确的单细胞水平分选，不损害目标细胞，因为声波比常规FACS系统中广泛使用的电场温和得多。

两名SUTD研究生（Zhichao Ma和Yinning Zhou）和一名博士后研究者（David Collins）参与了此项目。

Ai博士的研究小组开发并演示了全功能实验室原型系统。

文章题为《Fluorescence activated cell sorting via a focused traveling surface acoustic beam》。

（环球医学编辑：丁好奇 ）