Pesquisadores da Universidade Beihang, em Pequim, apresentaram um microchip capaz de separar células individuais lançando-as em minúsculas gotas que viajam pelo ar, em vez de empurrá-las por canais rígidos preenchidos com óleo. O dispositivo, descrito em 9 de fevereiro de 2026 na revista Microsystems & Nanoengineering, alcançou acurácia superior a 99% e manteve mais de 92% da viabilidade celular.
Como funciona
A inovação combina duas estratégias principais:
- Geometria de cofluxo: duas correntes de ar independentes ladeiam o canal contendo a suspensão celular. No bico de saída, o cisalhamento do ar transforma o líquido em gotas uniformes, cada uma idealmente com uma única célula.
- Eletrodo cilíndrico de dieletroforese (DEP): um fio de solda de 0,6 mm cravado no chip gera um campo elétrico radial que desvia gotas não desejadas para um tubo de descarte.
O ângulo de ejeção das gotas é ajustado em tempo real pela diferença de pressão entre os fluxos de ar, que varia de 2 psi a 8 psi. Com 5 psi em cada lado, as gotas seguem em linha reta; ao aumentar um lado para 7 psi e reduzir o outro para 3 psi, o feixe inclina-se. O intervalo total de 32,8° permite criar três ou mais trajetórias de coleta.
Lógica de seleção
Por padrão, um campo de aproximadamente 2 kV mantém todas as gotas desviadas para o tubo de rejeito. Quando o sistema óptico detecta uma célula de interesse, a tensão é desligada por um instante, permitindo que a gota siga sem desvio rumo ao coletor designado.
Resultados dos testes
Com células NIH 3T3 marcadas com Calcein Green, o chip registrou precisão acima de 99% em cada uma das três rotas avaliadas e preservou mais de 92% das células. Em outro ensaio, uma suspensão contendo populações tingidas de verde, vermelho e rosa foi processada de uma só vez. Depois de mil células separadas por trajeto, a acurácia chegou a 95,6% para as verdes, 94,7% para as vermelhas e cerca de 50% de cada cor na trilha mista planejada. O equipamento manteve desempenho estável após mais de 500 000 ciclos de comutação.
Imagem: launching th in tiny droplets through
Vantagens sobre métodos tradicionais
O sistema evita a alta pressão que pode danificar células em classificadores por fluorescência (FACS) — cuja eficiência costuma ficar entre 70% e 90% — e dispensa a quebra de emulsões necessária quando se usam chips microfluídicos cheios de óleo. Além disso, os autores indicam que o princípio de detecção pode ser expandido para até 18 canais de fluorescência, semelhante aos citômetros de fluxo comerciais, e que o eletrodo cilíndrico não impõe limite de rotas de coleta.
Embora ainda esteja em fase de prova de conceito, o chip demonstra potencial para aplicações como a separação simultânea de células tumorais e imunológicas em amostras de sangue de pacientes, graças à combinação de alta precisão, múltiplos caminhos de saída e mínima agressão às células.
Com informações de Nanowerk
