Z zvočnimi rakave celice izoliramo iz vzorcev krvi

Po ekipe inženirjev, lahko uporaba akustične ločitve in poceni enem čipu bistveno olajša ločitev obtoku tumorske celice krvne celice za diagnostične, prognostičnih in terapevtske namene.

To je fotografija od "akustičnih pinceto", kar je približno dvakrat večja od peni. Dve pretvorniki ultrazvočnih valov premakniti iz celic teče ločitev.

"Iskanje obtoku tumorske celice (CTCs) v vzorcu krvi je podobno iskanju igle v senu, - je dejal Tony junij Huang, profesor mehanike in inženirskih znanosti. - Praviloma je število CSC je približno eno milijardo celic za vsako krvnih celic ".

Obstoječih metod ločevanja z uporabo protitelesa, specifična proti tumorskih celic, ki se vežejo na njih in izolirati. Vendar pa te metode zahtevajo, da je vedel vnaprej, kaj protitelesa potrebno. Druge metode, ki temelji na velikosti, deformacije ali električnih lastnosti. Za razliko od običajnih metodah, ki jih je centrifugiranjem pri 3000 obr./min 10 minut, lahko ploskev akustični val ločevanja celic mehkejši način z uporabo enostavne in poceni naprave.

Ločitev temelji na uporabi zvočnih valov, potencialno pomembna, ker je neinvazivna metoda, ki se ne spreminja in ne poškoduje celice. Vendar pa je za učinkovito klinično uporabo te metode mora biti hitra in enostavna za izvajanje.

"Da bi izboljšali učinkovitost za zajemanje te redke CTCs, bi morala struktura Naprava je optimizirana za višji tok in daljšo akustični dela - pravi Ming Tao, višji raziskovalec na Massachusetts Institute of Technology. - Hvala za integracijo eksperimentalnega in modeliranja, nova generacija teh naprav izboljšala celico več kot 20-krat sortiranje, v primerjavi s prejšnjimi funkcijami. To nam omogoča, da delo z vzorci krvi bolnikov. "

Raziskovalci delajo tako eksperimentalno in z modeli za optimizacijo ločitev CTCs iz krvi. Uporabljajo mikrofluidne naprave, robot, ki temelji na akustičnih valov, zato lahko ta pretok krvi kontinuirano skozi ločevalne naprave. Uporaba razlike v velikosti in masi v različnih celicah, so raziskovalci izbrali zahtevano akustični tlak, ki se pri premikanju CSC iz tekočega toka v ločenem kanalu za njihovo zbiranje. Raziskovalci so poročali o svojih ugotovitvah v aprilu 2015 v Proceedings of the National Academy of Sciences.

Akustični valovi usmerjeni poševno glede na površino, lahko ločevanje celic z uporabo zelo majhno količino energije. Moč in frekvenca vala, ki se uporablja v tem poskusu je bil enak, kot je uporabljen v ultrazvoku, ki je pokazala svojo varnost tudi za zarodek. Poleg tega je vsaka celica pod vplivom zvočnih valov le v delčku sekunde. Kot tudi, da celice ne zahtevajo označevanje ali spremembo njihove površine. Vse te prednosti, da metoda akustične ločitve imenuje "akustičnih pincete", je zelo biokompatibilen in pustimo, da se ohrani sposobnost in naravno stanje obtoku tumorske celice.

Če sta dva avdio viri nahaja nasproti drug drugemu, in vsak oddaja zvočni val enake dolžine, je kraj, kjer nasprotujejo valovi preklic seboj. Glede na to, da akustični valovi so tlak, se lahko potisne zelo majhne predmete, tako da so celice ali nanodelci premakniti z zvočnega valovanja, dokler ne doseže točko, kjer ni več od tega pritiska, v tem primeru - v tekočini, ki se giblje le ločene celice.

Za optimizacijo akustično ločevanje, raziskovalci uporabljajo dve vrsti človeških rakavih celic - HELA celicah in MCF7-celic. Te celice so enake velikosti. Raziskovalci so nato izvedli poskus z njihovo delitev in prejela stopnjo čiščenja z več kot 83%. Nato so raziskovalci opravili drugo delitev rakavih celic, za katere je naprava ni bila optimizirana in ponovno prejeli stopnjo čiščenja z več kot 83%.

"Ker so te naprave namenjeni za delo s človeško krvjo, morajo biti za enkratno uporabo - pravi Huang. - Zdaj preučujejo možnost serijske proizvodnje ".

Zdravniki lahko uporabljajo to metodo za spremljanje, kako bolniki odzivajo na kemoterapijo, za diagnozo, ki določajo strategijo zdravljenja in prognoze.

"To delo, v sodelovanju z multidisciplinarno ekipo zdravnikov, inženirjev, biologi, strokovnjaki o instrumentih, je pripeljala do razvoja naprav za identifikacijo in ločevanje CTCs hkrati ohranili celovitost celic, - je dejal pod- Suresh, direktor Carnegie Mellon University, član raziskovalne skupine. - To obljublja nove priložnosti za temeljne raziskave na področju patologije in metastaz, kot tudi za klinično diagnozo redke tumorskih celic ".