中國雕版印刷新用途 便宜打印實驗用活細胞

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【大紀元2014年02月13日訊】(大紀元記者張東光編譯報導)在設法將微小的活細胞有序排列以利實驗室進行研究時,科學家通常使用噴墨打印機,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)。

《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,這個復古的技術可大幅改善活細胞的存活率,也可允許科學加有效地以各種形狀的方式打印出各種不同的動物細胞。

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的技術。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。但很難讓一個單層的細胞平躺下來,以及使其有效且精確地被安置在你想要的地方。此外,細胞的存活率通常僅達50%到80%。

所幸來自德州和台灣的科學家團隊找到了中國古老的雕版印刷術。主導該研究、來自休斯頓衛理研究所(Houston Methodist Research Institute)的張凱(Kai Zhang,音譯)表示:「雕版印刷是一個有效且方便的技術,它對印刷業產生了革命性的影響。」

研究人員寫道,該技術的發展始於1,800年前以前,類似的技術也在近二十年被用於亟需精準度的分子印刷中,但卻從未用於活細胞的印刷。

他們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,他們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,其他的細胞就會繞過它去填滿其他有空缺的掛鉤。這能確保各別的細胞最終都可平均地布滿。之後這個模具會被印在一個表面上,讓細胞的模型留下來。

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,以便比較其轉移的潛力。他們也能印刷神經元在網格上,好觀察其形成突觸(synaptic)神經元和自突觸(autaptic)神經元。

他們發現,採用這個古老的雕版印刷技術後,可在一個半小時內完成打印,細胞存活率近100%。他們還可打印出細胞間距僅5微米,而每個細胞的寬度就高達10~30微米。

這個技術有其缺陷:他們無法使用此一技術來印刷多層細胞,而且打印的時間比噴墨印刷長很多。但該技術相當便宜,研究人員表示,每個模具的材料費是1美元,而噴墨細胞印刷可能花費幾萬到幾十萬美元。

(責任編輯:畢儒宗)

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