把墨水换成活细胞:流式细胞分选仪竟是从喷墨打印机抄来的灵感!
1972 年 3月10日 · 流式细胞分选仪 (FACS)
你知道吗?
每秒震颤三万次的压电喷嘴与高压静电场,把原本用来在纸上印字母的物理魔法,变成了免疫学家的点兵台。
当你拿着几管标记好CD4-FITC和CD8-PE抗体的免疫细胞走进流式平台,看着流式细胞分选仪(FACS)以每秒上万个细胞的恐怖速度,把特定亚群精准“弹”进左边或右边的收集管时,你其实是在观看一台改装版的“活体喷墨打印机”!
20世纪60年代末,斯坦福大学的免疫学家Leonard Herzenberg急需一种能把结合了荧光抗体的B淋巴细胞活生生挑出来的机器,但用显微镜拿毛细管吸简直慢如蜗牛。就在这时,他听说同校电气工程系的Richard Sweet刚刚发明了世界上第一台高频连续喷墨记录仪(Inkjet Printer的鼻祖):利用压电晶体每秒震动数万次,把细水柱震碎成大小完全一致的微小墨滴,再给墨滴充上正负电荷,通过高压静电偏转板控制墨滴落在纸上的位置。
Herzenberg脑洞大开:“如果我把黑墨水换成裹着鞘液(Sheath Fluid)的单细胞悬液呢?”1972年3月,他们在《科学仪器评论》上正式发表了第一台荧光激活细胞分选仪(FACS):激光束先在液流断裂前0.1毫秒照亮细胞读取荧光信号,一旦认出目标细胞,电脑立刻在液滴脱离水柱的瞬间给那颗液滴充上正电或负电,让它在经过数千伏高压电场时像打乒乓球一样拐弯飞进专属试管!