一种新型的超声波细胞分选技术和制药用途

中国教育装备采购网2014-09-03 14:41围观1067次我要分享

北卡罗来纳州立大学(NCSU)的研究人员采用超声波技术,开发出一种新的细胞分选方法,与其他方法相比,可减少细胞的损伤。这项研究成果在线发表于10月16日的《AppliedPhysicsLetters》杂志上。在许多生物医学研究领域(包括基因工程、干细胞和再生医学),从混合群体中分离选定细胞是一个重要的过程。
 
近年来也开发了多种方法来分离活细胞,荧光激活细胞分选(FACS)和有限稀释是两种最常用的方法。然而,这两种方法都需要在分选之前将细胞从培养表明解离,这可能会对细胞产生压力或导致程序性细胞死亡,尤其是敏感细胞,如干细胞和原代细胞。因此,最好开发出一种无压力的技术,进行温和的细胞分离,同时让细胞仍附着在培养表明。同时,人们也在不断开发芯片技术,利用芯片上可释放的微型元件(micropallet)来分离贴壁细胞。
 
文章的通讯作者是NCSU机械工程系的XiaoningJiang副教授。他谈道,这项工作源于他与一位生物工程师NancyAllbritton的交谈。Allbritton问他是否可利用超声波来安全快速地释放细胞。之前,Allbritton的研究小组利用激光来分离细胞。尽管这种方法对小于500m500m的micropallet很有用,但移动更大micropallet所需的强度会导致严重损伤和细胞损失。接着,Allbritton的小组尝试使用机械方法。尽管这种技术能保留细胞功能,但太耗时。最后,利用超声波,Allbritton和Jiang将单块micropallet芯片分离,而细胞平均存活率达92%.与其他快速技术的50%相比,这是个很大的改进。然而,在处理芯片时,聚焦的超声波必须从一块micropallet芯片转移至另一块。为了改善系统的功效,研究小组正在开发一种芯片超声波转换器,可聚焦在单块micropallet芯片上。
 
在这篇文章中,研究小组介绍到,他们的系统可利用超声波将micropallet芯片轻轻抬起。micropallet芯片是细胞生长的平台,但将它们抬离周围的培养基一直是个挑战。其他细胞分选技术会导致大量的细胞损失。据介绍,这种新方法的平均细胞存活率是92%.此系统可大大改善芯片的应用。
 
例如,一块细胞芯片上充满了多个病人的癌细胞,之后用特定的抗癌药物处理。那些生长受抑制的细胞会快速高效地从芯片上脱离,这样研究人员就能够了解与药物敏感性相关的基因变异。最终,此系统将成为自动化lab-on-a-chip技术的核心部分,实现细胞在多个基质上的连续分析,而无需人工干预。
 
医用中超声波粉碎四大用途分析
 
超声波除了有清洗作用,在医用中的超声波粉碎用途更为广泛。细细的粉碎影响的因素很多,对技术的要求也很高,这一点无可否认。
 
超声波在医疗制药中,主要有以下用途:
 
一,化妆品分散作用化妆品想要更深入渗透到肌肤里层,让肌肤更好的吸收,发挥药物作用和效力。其精华的萃取环节很是重要,为了更好的提取药物精华和粒子微细化,节约生产成本,使成分达到分散、乳化效果,采用超声波乳化是最理想的方式。采用超声分散,则不需要使用乳化剂,就能使蜡及石蜡乳化、化妆水等油的微粒子分散。石腊在水中分散的粒子直径可达1um以下。
 
二,酒的醇化作用—催陈技术化学变化也即是酸的形成,是酒最主要的控制因素。为使酸进一步酯化,酯参与乙醇和水的缔合。刚出厂的酒含有戍醇,有辛辣味,这种气味要经过很长时间才能化解,这个缓慢变化称酒的醇化。用功率1.6KW,频率17.5-22KHZ的超声波处理5-10min,可使酒的老熟时间缩短1/3到1/2.
 
三,提取生物纳米(化学合成法)超声波化学反应中,起关键作用的是声波的空化效应。在超声波的辐照过程中,液体里将发生空化气泡的形成,长大和崩灭。当空化气泡崩灭时产生一个覆盖着的强压力脉冲,产生许多独特的性质,例如产生高达5000K的高温,大于200Mpa的压力。这一点与超声波清洗的原理相似。这也是超声波化学合成的能量来源,利用这些能量能在一些特殊粉末表面合成出纳米粒子。
 
四,超声波制药作用
 
1,制备疫苗——将细胞或病菌借助于超声分散将其杀死以后,再用适当方法制成疫苗;
 
2,草药提取——利用超声分散破坏植物组织,加速溶剂穿透组织作用,提高中草药有效成分提取率。如金鸡纳树皮中全部生物碱用一般方法侵出需5小时以上,采用超声分散只要半小时即可完成。
 
3,制备混悬剂——在超声空化和强烈搅拌下,将一种固体药物分散在含有表面活性剂的水溶液中,可以形成1um左右口服或静脉注射混悬剂。例“静注喜树碱混悬剂”“肝脏造影剂”、“硫酸钡混悬剂”。
 
4,注射用医药物质的分散——将磷脂类与胆固醇混合用适当方法与药物混合在水溶液中,经超声分散,可以得到更小粒子供静脉注射。
来源:上海生析超声仪器有限公司作者:上海生析超声仪器有限公司

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