中國雕版有亮點 成活細胞印刷新寵
科學家將微小活細胞有序排列以利於在實驗室進行研究時,通常使用噴墨印表機,但這有其局限性。現在,他們轉向一個古老技術的解決方案:大約兩千年以前開發的中國雕版印刷(woodblock printing)。
據《洛杉磯時報》報導,《美國國家科學院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)一篇研究報告稱,這個復古的技術可以大幅改善活細胞的存活率,也可以有效地以各種形狀印出不同的動物細胞。
該研究作者寫道,當研究人員試圖排列單層細胞時,他們習慣於採用類似噴墨印刷技術。該技術涉及將充滿細胞的流體(噴墨)擠壓到一個預定的表面上,但很難讓一個單層細胞平躺下來,以及使其有效且精確地被安置在想要的地方。此外,細胞的存活率通常僅有50%至80%。
幸好來自美國德州和台灣的科學家團隊找到了中國古老的雕版印刷術。研究人員寫道,該技術的發展始於1,800年以前,類似技術也在近20年被用於亟需精準度的分子印刷中,但卻從未用於活細胞印刷。
研究人員用矽材料設計了類似雕版的圖章,在四邊的凹槽上規律地布滿了掛鉤。然後,將充滿細胞的噴墨擠壓進圖章的凹槽,並用真空壓力將細胞吸到模具的另一側。那些彎曲的掛鉤(約12微米大小)能完美地抓住從噴墨流出的單層細胞,如同捕手將投手投出的球牢牢地接住一般。
當某個掛鉤填滿細胞後,其他的細胞就會去填滿其他有空缺的掛鉤,這能確保各別細胞最終可以平均地布滿。之後,這個模具會被印在一個表面上,讓細胞模型留下來。
利用此一方法,科學家已能將海拉(HeLa)癌細胞有序地放在網格上,以便比較其轉移潛力。他們也能將神經元印刷在網格上,觀察其形成突觸(synaptic)神經元和自突觸(autaptic)神經元。
採用這雕版印刷技術後,可以在一個半小時內完成印刷,細胞存活率將近100%,也可以印出細胞間距僅5微米,每個細胞的寬度就高達10~30微米。
不過,這個技術無法用來印刷多層細胞,印刷時間也比噴墨印刷長很多,但是費用卻相當便宜,每個模具的材料費是1美元,噴墨細胞印刷可能花費幾萬到幾十萬美元。◇