单细胞研究是当今生物医学领域备受关注的热点方向之一。传统生物学对细胞进行识别，往往需要借助染色等标记方式，导致细胞的损伤甚至死亡，限制对同一特定细胞的进一步分析和应用。近日，北京大学信息科学技术学院电子学系、纳米器件物理与化学教育部重点实验室叶安培教授课题组设计了一款生物芯片，并结合自主开发的“拉曼-光镊”技术，在快速、精确、无损、低成本单细胞识别与提取技术方面取得重要进展。

该生物芯片基于常见的聚二甲基硅氧烷（PDMS）材料，制作过程无需传统光刻等微加工工艺，成本低廉。在该芯片上，首先利用拉曼光谱进行无标记单细胞识别，然后用光镊对其进行无接触操纵分离，从而实现单个特定细胞的无损识别和精准提取。课题组凭这一技术，成功地进行了胃癌BGC823细胞、人血红细胞和白细胞以及微生物大肠杆菌的单细胞的无标记识别与提取，并通过单细胞拉曼光谱分析做了癌细胞的异质性定量分析、白细胞亚型分类和红细胞的脱氧/氧合状态的甄别。细胞活性检测和形态对比分析表明，此种单细胞提取方法的成功率高于90%，且能够与其他单细胞技术（如单细胞测序）很好地兼容，因此为特定单细胞多角度分析提供了一种新的技术途径。

2019年6月28日，基于这项研究工作的论文《一种生物芯片与拉曼光镊结合实现单个细胞的无损识别与精准分离》（Nondestructive identification and accurate isolation of single cells through a chip with Raman optical tweezers）在线发表于美国化学会（ACS）出版的分析领域顶级期刊《分析化学》（Analytical Chemistry）；电子学系2016级博士研究生方藤为第一作者，叶安培为通讯作者。

上述研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金-通用技术基础研究联合基金的资助；大肠杆菌由中国科学院微生物研究所杜文斌研究员课题组提供。

原文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.9b01604

 特定单细胞无标记拉曼光谱识别与准确光镊提取过程