在一項(xiàng)新的研究中，來(lái)自美國(guó)伊利諾伊大學(xué)厄巴納-香檳分校的研究人員開(kāi)發(fā)出一種高度靈敏度的基于區(qū)分性免疫捕獲（differential immuno-capture）技術(shù)的生物傳感器，它能夠檢測(cè)白細(xì)胞亞群。作為一種一次性使用的小型生物芯片的一部分，這種微流體生物傳感器能夠在現(xiàn)場(chǎng)快速地和準(zhǔn)確地對(duì)CD4+/CD8+ T細(xì)胞進(jìn)行計(jì)數(shù)，以便用于HIV/AIDS診斷。相關(guān)研究結(jié)果于2016年3月10日在線發(fā)表在Nature Protocols期刊上，論文標(biāo)題為“Microfluidic differential immunocapture biochip for specific leukocyte counting”。

這項(xiàng)研究是對(duì)研究人員早前發(fā)表在Science Translational Medicine期刊上的一項(xiàng)研究（論文標(biāo)題為“Microfluidic CD4+ and CD8+ T Lymphocyte Counters for Point-of-Care HIV Diagnostics Using Whole Blood”，04 Dec 2013, doi: 10.1126/scitranslmed.3006870）的后續(xù)研究。

論文通信作者、伊利諾伊大學(xué)厄巴納-香檳分校生物工程系主任Rashid Bashir教授解釋道，“全世界有3400萬(wàn)人感染上HIV/AIDS，而且很多感染病例發(fā)生于缺乏檢測(cè)能力的地方。”

Bashir說(shuō)，“HIV/AIDS的一個(gè)重要的診斷性生物標(biāo)記物就是全血中的CD4+和CD8+ T細(xì)胞的絕對(duì)數(shù)量。當(dāng)前的診斷工具---流式細(xì)胞儀---比較昂貴，需要大量的血液和經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)訓(xùn)練的技術(shù)人員來(lái)操作。我們開(kāi)發(fā)出一種基于區(qū)分性免疫捕獲電學(xué)細(xì)胞計(jì)數(shù)（differential immuno-capture electrical cell counting）技術(shù)的微流體生物傳感器，它僅需10微升血液就可在20分鐘內(nèi)對(duì)特異性的細(xì)胞進(jìn)行計(jì)數(shù)。”（一滴血大約為50微升。）

在人血液中，45%是細(xì)胞。在每微升血液中，紅細(xì)胞大約有500萬(wàn)個(gè)，而白細(xì)胞僅僅有7000個(gè)左右。諸如CD4+ T細(xì)胞之類(lèi)的特異性白細(xì)胞在每微升血液中大約有50～1000個(gè)細(xì)胞。電學(xué)細(xì)胞技術(shù)能夠基于細(xì)胞尺寸大小和依賴(lài)于測(cè)量信號(hào)頻率的細(xì)胞膜性質(zhì)來(lái)區(qū)分細(xì)胞。然而，區(qū)分相同形狀的細(xì)胞是一大挑戰(zhàn)。

論文第一作者、Bashir團(tuán)隊(duì)博士后研究員Umer Hassan說(shuō)，“比如，CD4+ T細(xì)胞和CD4- T細(xì)胞不能僅僅根據(jù)電學(xué)測(cè)量加以區(qū)分。”

Hassan補(bǔ)充道，“為了應(yīng)對(duì)這項(xiàng)挑戰(zhàn)，我們已開(kāi)發(fā)出一種選擇性地剔除靶白細(xì)胞的技術(shù)。我們的生物芯片接受全血注入，而不需要在芯片外進(jìn)行樣品制備，這也有效地降低檢測(cè)時(shí)間。”

除了含有這種微流體“捕獲腔室（capture chamber）”之外，這種新的芯片將裂解試劑和淬滅緩沖液（quenching buffer）各自的入口整合在一起，這樣就可利用微制造電極對(duì)保存的白細(xì)胞進(jìn)行計(jì)數(shù)。諸如CD4+ T細(xì)胞之類(lèi)的特異性白細(xì)胞可通過(guò)與腔室中的抗體相互作用而被捕獲；第二個(gè)細(xì)胞計(jì)數(shù)器對(duì)殘留的白細(xì)胞重新計(jì)數(shù)。這兩種細(xì)胞計(jì)數(shù)值之間的差值就可給出被捕獲的細(xì)胞濃度。

在臨床試驗(yàn)中，這種區(qū)分性免疫捕獲生物芯片與細(xì)胞計(jì)數(shù)儀在對(duì)HIV感染血液樣品中的CD4+ T細(xì)胞和CD8+ T細(xì)胞進(jìn)行計(jì)數(shù)時(shí)的相關(guān)性達(dá)到90%以上。這種生物芯片也可經(jīng)過(guò)改造而能夠?qū)χT如體細(xì)胞或來(lái)自組織或液體活組織的細(xì)胞之類(lèi)的特定細(xì)胞類(lèi)型進(jìn)行計(jì)數(shù)。

這種新的生物傳感器有潛力成為一種自動(dòng)化的便攜式血細(xì)胞計(jì)數(shù)儀以便有可能在全世界資源有限的區(qū)域進(jìn)行POCT檢測(cè)。Bashir團(tuán)隊(duì)正在將這種儀器小型化，以便使得它成為一種手持式設(shè)備，而且他們同時(shí)也在設(shè)計(jì)一種能夠大規(guī)模產(chǎn)生的盒體（cartridge）。