據(jù)麥姆斯咨詢報道，為了檢測惡性腫瘤或監(jiān)測癌癥治療的有效性，必須提取病人的組織，送到實驗室，由病理學(xué)家染色并分析，這一過程可能需要花費數(shù)天才能完成，并且有可能會出現(xiàn)人為錯誤。

理海大學(xué)（Lehigh University）材料科學(xué)與工程系助教Xuanhong Cheng（圖左），以及電氣工程與計算機系的教授James Hwang（圖右）

理海大學(xué)（Lehigh University）材料科學(xué)與工程系助教Xuanhong Cheng，以及電氣工程與計算機系的教授James Hwang萌生了一些不一樣的想法。

兩位工程師展望未來，設(shè)想利用微波技術(shù)表征小型微流控裝置捕獲的單個細胞的細胞核，以實現(xiàn)即時癌癥篩查和治療監(jiān)測。這種芯片實驗室方法不僅具有便攜的優(yōu)勢，而且比現(xiàn)有方法更快、更便宜且更簡化。兩位工程師最近獲得美國國家科學(xué)基金會（National Science Foundation, NSF）頒發(fā)的為期3年的獎學(xué)金，以探索這種獨特的方法。

Cheng和Hwang的技術(shù)始于一款可以捕獲，然后釋放單個細胞的微流控裝置。

Cheng解釋道，“該裝置的工作方式類似于機場安檢，你被短暫包圍，掃描然后走出去。我們設(shè)計的微流控裝置將短暫保留一個細胞，分析然后釋放。”

Hwang表示，“一旦細胞被捕獲，微波技術(shù)就能穿透進細胞，并檢測到細胞內(nèi)部。”

Cheng繼續(xù)說道，“高頻微波具有能夠穿透細胞并進入細胞核的優(yōu)勢，就像X射線應(yīng)用于人體，而且不會傷害細胞。”

Cheng和Hwang想要創(chuàng)建微波版光學(xué)相干斷層掃描，用于單細胞的深度剖析，以揭示細胞內(nèi)細節(jié)，如核形態(tài)和DNA含量的變化。

基于他們以前所做的工作——使用微波技術(shù)檢測細胞活力，現(xiàn)在他們利用該技術(shù)來表征細胞核周圍的細胞質(zhì)，以區(qū)分活細胞和死細胞。

Cheng說道，“異常的細胞核看起來不同于正常細胞核，正常細胞一般具有相當均一的形態(tài)，一致的核質(zhì)比率。異常的細胞核看起來或大于、或小于正常的細胞核，或形態(tài)奇異。”

現(xiàn)在，Cheng和Hwang想要改進他們的技術(shù)，以便能夠表征或“看見”細胞核內(nèi)部的情況。

他們正在努力改進硬件以實現(xiàn)更高的檢測靈敏度，他們設(shè)計的軟件則可以創(chuàng)建更詳細的計算模型。此外，他們也正在嘗試應(yīng)用一系列傳感器進行實驗研究。作為微波技術(shù)和計算機模型領(lǐng)域的專家，Hwang堅信他們可以實現(xiàn)目標。

Hwang說道，“我們在這項技術(shù)上已經(jīng)取得成功，現(xiàn)在，我們希望邁向前一步，獲取更高的分辨率將細胞核從細胞質(zhì)中分離出來。”目前，該團隊正在進行基礎(chǔ)研究，以實現(xiàn)細胞核的實時動態(tài)監(jiān)測，這樣有助于對細胞發(fā)育和惡性腫瘤的進展過程形成基本的了解。