为了研究单个细胞之间生物大分子的差异，研究人员需要把单个细胞分离分析。然而，目前的单细胞分离技术存在依赖荧光标记和低性能的问题。基于此，该研究开发了一种新的单细胞分离技术，结合实时图像处理与微流控冲击打印技术，以无标记的方式高效、高通量的分离单细胞，并将单细胞封装在单个液滴中。

如图 1 所示，单细胞分离系统由信号控制模块、图像处理模块、打印模块三个模块组成。细胞悬浮液通过在压力泵的推动下从微流控通道入口流动到出口。高速相机实时捕捉采集检测区域的图像，利用计算机对图像进行实时处理，以识别单个细胞，然后向信号控制模块发送触发信号，触发压电致动器撞击打印室上的柔性薄膜，从喷嘴处产生一个包含单个细胞的液滴，并结合位移台运动形成单细胞液滴阵列。

与传统的流式细胞分选相比，该方法采用图像处理方法代替荧光标记来识别细胞，简化了样品制备，降低了对细胞功能和活力的损害。利用相机实时拍摄，结合图像处理实时计算检测细胞的二维位置，检测精度更高，确保单细胞封装的高效率。实验表明，该技术有 95% 的单颗粒捕获效率和 90.3% 的单细胞捕获效率，并可以在 2 Hz 的通量下产生单细胞液滴阵列，细胞存活率高达 96.6%。该方法在单细胞组学、组织工程和细胞系开发等领域有巨大的应用潜力。

该成果以“Label-free single-cell isolation enabled by microfluidic impact printing and real-time cellular recognition”为题，发表在工程技术领域著名期刊 Lab on a Chip ，并入选当期封底 （Back Cover)。中国科学技术大学工程科学学院博士生王一鸣为本论文的第一作者，李保庆副教授为该论文的通讯作者。这项工作得到了中科院先导专项（XDC07040200），国家自然科学基金（51929501）支持。

• Label-free single-cell isolation enabled by microfluidic impact printing and real-time cellular recognition
  Yiming Wang, Xiaojie Wang, Tingrui Pan, Baoqing Li*(李保庆，中国科学技术大学) and Jiaru Chu
  Lab on a Chip, 2021, 21, 3695 – 3706
  http://doi.org/10.1039/D1LC00326G