PNAS：用表面声波可精准操控细胞

最近，美国宾夕法尼亚州立大学开发出一种新方法，通过表面声波来操控细胞，能把细胞放在精确位置，让它们分开、接近或接触而不会改变或伤害细胞。相关论文发表在最近的美国《国家科学院院刊》上。

“在这一领域，光镊是黄金标准的技术，它能把两个细胞捕获到合适位置，但由于它们能量很高，往往会对细胞造成影响，有时还会伤害它们。”该校工程科学与力学系教授托尼·黄说。而声镊所用的声波能量很低，和现有超声波机器上用的一样，非常温和能保持细胞完好无损。

研究人员一直在研究控制细胞的方法，以观察两个细胞膜之间的直接接触，或精确控制它们保持各种距离，研究细胞之间是怎样通讯的。“声镊的价值在于可用它来研究细胞之间的信息传递。它能把细胞分开精确的距离，或让细胞按预定设计相互接触。”斯蒂芬·J·本科维克说，“光镊也能在某种程度上做到这些，但会把样本加热。”

研究人员预想的声镊设备和手机大小差不多，能控制数千通量的细胞。通过改变声场可精确操控细胞而不会造成伤害。由于声镊是以一种垂直隧道的方式工作，细胞能保持所含液体，研究人员能捕获细胞使其悬浮，或把它们排在基质表面。

据物理学家组织网12月22日报道，在实验中，研究人员把4个声源相对放在基质上。当声源相对发出表面声波时，它们交汇成一个结点，声压相互抵消，细胞在结点处被捕获。通过调节声源功率和频率，能控制细胞数量和它们的位置，移动两个细胞让它们彼此接触，或离得很近，还能把细胞排列成不同的模式，如排成几行直线、一簇菊花或三角形。

“用现有技术产生的细胞与细胞互动一般是随机的，或受数量限制。用声学驻波，能实现多细胞精确定位，还能按计划排出细胞阵列。”本科维克说，。“科学家可以设想用一种细菌来感染细胞的研究，或将细胞排成像神经细胞那样的集合。”

由于声镊可以在透明基质上生成，能用显微镜观察生成的细胞队列，所以用这种设备能跟踪研究细胞间是怎样进行化学通讯的。研究人员把荧光染料放入距离很近的两个中的一个里，看到染料通过二者之间建立起来的微小蛋白质通道进入了另一个细胞中。（转化医学网360zhyx.com）