流式細胞術（flow cytometry）技術推動了醫學和藥物研發領域的諸多進步。流式細胞術是一種單細胞分析技術，利用細胞在通過激光束時其化學標簽發出的熒光進行分析。大多數流式細胞儀都配備微流體通道，這是一種調節熒光標記分析物流動的小通道。流式細胞術能夠快速進行單細胞計數和分析，使其成為現代生物醫學研究的基石。

一種強大的變體——阻抗 流式細胞術，用電極代替激光，當細胞或顆粒通過微流體通道時，電極可以檢測電阻抗（電氣設備對交流電的總電阻）的變化。這種方法無需使用通常成本高昂且耗費人力的熒光標簽。

盡管阻抗流式細胞術具有諸多優點，但它的靈敏度較低，讀數也不一致，因為流動細胞和電極之間的距離會根據通道高度和顆粒大小而變化。

為了填補這一空白，由日本奈良先端科學技術大學院大學（NAIST）副教授亞里昆·亞夏爾領導的研究團隊開發了一個創新的低成本平臺來克服這些限制。

他們的論文發表在《芯片實驗室》雜志上，由 Trisna Julian 先生、Naomi Tanga 博士、NAIST 的 Yoichiroh Hosokawa 教授等人共同撰寫。

該團隊的設計目標很簡單：根據顆粒大小動態調整通道高度。他們通過將金屬探針連接到XYZ平臺的垂直軸上來實現這一目標。XYZ平臺是一種能夠在三維空間內進行高精度移動的實驗室設備。

通過控制探針的垂直位置，他們用探針的細尖壓住流式細胞儀30微米高的微流體通道頂部。這種壓縮會輕微擠壓通道，從而根據需要改變其高度。

通過實驗和模擬，研究團隊表明，通過降低通道的高度使流動粒子能夠更靠近傳感電極，從而顯著提高平臺的靈敏度和準確性。

他們通過將通道高度降低三分之一，實現了阻抗信號的三倍放大，同時將信號變異性降低一半，使他們能夠輕松區分不同大小的多個細胞。

值得注意的是，通過引入攝像頭和物體檢測算法，研究人員找到了一種利用堵塞（阻止分析物進一步通過的不必要的顆粒沉積）作為優化平臺性能的策略的方法。

“我們的系統通過故意使通道變形來誘導臨界收縮，以最大限度地提高靈敏度。然而，這種變形可以在實際堵塞發生之前釋放，”亞夏爾博士解釋說。“因此，我們的方法就像一個智能微通道，可以控制和利用堵塞現象。”

總體而言，這項研究為自適應阻抗流式細胞術的標準化奠定了急需的基礎，為其融入需要精確細胞分析的臨床和研究環境鋪平了道路。

Yaxiaer 博士總結道：“我們的研究結果強調了通用、高性能阻抗流式細胞術平臺的潛力——該平臺簡單、抗堵塞，并且適用于廣泛的生物醫學應用。”

與醫療機構合作可以將這個創新平臺轉變為即時診斷的診斷設備，也可以用于藥物開發和測試。

更多信息： Trisna Julian 等人，基于自適應通道高度和實時堵塞釋放策略的長期通用阻抗流式細胞術平臺，Lab on a Chip (2025)。DOI ：10.1039/D5LC00673B

期刊信息： 芯片實驗室