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把大型实验设备“装进”小芯片,新药实验周期从3周压缩至几小时

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2025-04-09 21:05 来源: 长江日报
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  拿起一张手掌大小的透明芯片,迎着光能看到芯片里密布的蓝色线路。“细胞就在这些路线中流动,在经过不同路口时,被高速相机瞬时抓拍,再通过AI算法的智能识别,就能将目标细胞精准分选出来。”8日,在洪山区联华智造(武汉)生物科技有限公司(以下简称联华智造),联合创始人刘智勇博士告诉记者,药物研究实验中的细胞分选、操控、反应等系列检测环节,现在都可以在这个方寸间的“微型实验室”内完成了,时间可以从原来的几周降至几小时。

  微流控细胞分选芯片。栾嘉雯摄

  “药物开发、新药研究的重要一环,就是要将肿瘤干细胞、免疫T细胞、造血干细胞、神经元细胞等不同类型、不同大小的目标细胞,从海量复杂的背景细胞培养液中分选出来。”刘智勇介绍,传统用于分选细胞的流式细胞仪操作繁琐,且容易造成污染,研究人员需要数周时间做大量实验,才能获得目标纯度的活细胞。

  针对这个市场痛点,刘智勇带领团队成员经过5年的研究设计,创新研制出微流控分选芯片用于实现封闭式细胞分选,将原先需要在不同大型实验机器模块上完成的样本制备、反应和分离等细胞分选过程,集中于一张芯片内操作。

  研发人员用细胞智能显微成像分析仪观察细胞生长状态。栾嘉雯摄

  “我们借助光刻、等离子体蚀刻等技术,在芯片上‘建房子’,为细胞间相互作用搭建反应场所。”刘智勇向记者展示,显微镜下,一张微流控芯片上供细胞通行的分选“道路”,每秒几万个细胞在声光电的作用下列队前进,当细胞通过“分岔路口”时,高速相机就会瞬时抓拍,经过AI算法的智能识别,将目标细胞精准分选出来,“连双胞胎细胞都分辨出来”。

  “经由微流控芯片分选细胞,不仅耗材更少,而且分选出来的目标细胞还可以活蹦乱跳地参与后续实验,极大程度地缩短了药物研发实验周期。”刘智勇介绍,目前公司这款产品的价格仅为国外同类产品的1/3。

  成立不到两年的联华智造,其核心技术成员来自华中科技大学机械科学与工程学院微纳制造与医工交叉团队,实验室内清一色的年轻面孔,办公室墙壁上的两张白板,清晰标注着每个产品的推进时限。

  数字微流控液滴操控芯片。栾嘉雯摄

  “基于微流控芯片技术,公司已经开发出高精度液滴微流控细胞分选、数字液滴单细胞操控、活细胞智能显微成像分析3条产品线,新仪器还未在市场上推广,就已经十分抢手。”刘智勇说,目前公司产品已销售至深圳北理莫斯科大学、暨南大学等开展生命科学研究的高校及研究所,未来将逐步向大型药企和医院推广,预计今年销售额可达千万元。

  (栾嘉雯 赵浩宇 张泽君 汪文丽)

  【编辑:陈明】