Группа японских исследователей разработала новый способ сортировки живых клеток, взвешенных в жидкости, с помощью операции «все-в-одном» в лаборатории на чипе, которая требует всего 30 минут для всего процесса разделения. Это устройство устранило необходимость в трудоемкой предварительной обработке образцов и методах химической маркировки, сохранив при этом исходную структуру клеток. Они сконструировали прототип микрожидкостного чипа, который использует электрические поля, чтобы мягко уговаривать клетки в том или ином направлении при диэлектрофорезе - явлении или движении нейтральных частиц, когда они подвергаются внешнему неоднородному электрическому полю.
Управление академических исследований и сотрудничества между академическими кругами, правительством и общественностью Университета Хиросимы под руководством профессора Фумито Маруямы опубликовало свои выводы 14 января в iScience.
Диэлектрофорез вызывает движение взвешенных частиц, таких как клетки, путем приложения неоднородного электрического поля. Поскольку сила диэлектрофоретической силы зависит от размера клетки и ее диэлектрических свойств, этот метод можно использовать для селективного разделения клеток на основе этих различий. В этой статье Маруяма и его команда представили разделение двух типов эукариотических клеток с помощью разработанного микрожидкостного чипа, использующего диэлектрофорез..
Диэлектрофорез может быть особенно полезен при разделении живых клеток для медицинских исследований и медицинской промышленности. Его самым значительным преимуществом перед другими методами является простота.
«В обычных методах разделения клеток, таких как имеющиеся в продаже сортировщики клеток, клетки обычно метят маркерами, такими как флуоресцентные вещества или антитела, и клетки не могут поддерживаться в их исходном физическом состоянии», - сказал Маруяма.«Поэтому разделение клеток разного размера с использованием микрожидкостных каналов и диэлектрофореза было изучено как потенциально отличный метод разделения клеток без маркировки».
Маруяма отметил: «Диэлектрофорез не может полностью заменить существующие методы разделения, такие как центрифуги и полиэфирные сетчатые фильтры. Однако он открывает двери для более быстрого разделения клеток, что может быть полезно в определенных областях исследований и промышленности, таких как подготовка на ум приходят терапевтические клетки, тромбоциты и Т-клетки, борющиеся с раком».
Другие распространенные применения разделения клеток в медицинской промышленности включают удаление нежелательных бактериальных клеток из донорской крови и разделение стволовых клеток и их производных, которые имеют решающее значение для разработки методов лечения стволовыми клетками.
Если необходимо обогащение определенного типа клеток из раствора двух или более типов клеток, наша система на основе диэлектрофореза является отличным вариантом, поскольку она может просто обеспечить непрерывный перенос большого количества клеток.. Обогащенные клетки затем легко извлекаются из выпускного отверстия», - добавил Маруяма.
Процесс, описанный Маруямой и его коллегами, был комплексным.
Устройство устранило необходимость предварительной обработки образцов и установило разделение клеток с помощью операции «все в одном» в лаборатории на чипе, требующей лишь небольшого объема (0,5-1 мл) для подсчета клеток-мишеней и выполнения всего процесс разделения в течение 30 минут. Такой метод быстрого разделения клеток очень востребован многими исследователями для быстрой характеристики клеток-мишеней», - сказал он.
"В будущих исследованиях могут быть изучены усовершенствования, позволяющие нам использовать диэлектрофорез для нацеливания на определенные типы клеток с большей специфичностью."