В теме номера в текущем номере британского журнала Lab на Чипе исследователи в Отделе Технических наук и Механики в Государственном университете Пенсильвании, наряду с Ascent Bio-Nano Technologies и Национальным Сердцем, Легким, и Институтом Крови, частью Национальных Институтов Здоровья, описывают акустического сортировщика клетки, способного к виду высокой пропускной способности сортировки, необходимой, чтобы конкурировать с активированными сортировщиками клетки коммерческой флюоресценции.«Действующие настольные сортировщики клетки слишком дорогие, слишком небезопасные, и также высокое обслуживание. Что еще более важно, у них есть очень низкая биологическая совместимость.
Сортирующий клетку процесс может уменьшить жизнеспособность клетки и функции 30− 99 процентов для многих хрупких или чувствительных клеток, таких как нейроны, стволовые клетки, клетки печени и сперматозоиды», сказал Тони Юн Хуан, преподаватель Государственного университета Пенсильвании технических наук и механики и соответствующего автора газеты. «Мы развиваем акустического сортировщика клетки, у которого есть потенциал, чтобы решить все эти проблемы».За прошлое десятилетие микрожидкие сортировщики клетки появились в качестве многообещающего нового инструмента для единственной клетки упорядочивающая, редкая изоляция клетки и показ препарата. Однако многие из этих микрожидких устройств работают только в нескольких сотнях клеток в секунду, слишком медленный, чтобы конкурировать с коммерческими устройствами, которые воздействуют на заказ десятков тысяч операций в секунду.
Система Государственного университета Пенсильвании может сортировать приблизительно 3 000 клеток в секунду с потенциалом, чтобы сортировать больше чем 13 000 клеток в секунду.Скорость произведена при помощи сосредоточенных межпальцевых преобразователей, чтобы создать постоянные поверхностные акустические волны (SSAWs). Когда волны не сосредоточены, акустическая область распространяется, замедляя процесс сортировки.
Узкая область позволяет сортировке происходить на высокой скорости, мягко управляя отдельными клетками.«Наша высокая пропускная способность акустический сортировщик клетки, как ожидают, поддержит целостность клетки, сохраняя не только высокую жизнеспособность, но также и другие клеточные особенности, такие как экспрессия гена, объявит о переводной модификации и функции клетки.
Акустическая интенсивность власти и частота, используемая в нашем устройстве, находятся в подобном диапазоне как используемые в сверхзвуковом отображении, которое, оказалось, было чрезвычайно безопасно для медицинского контроля, даже во время различных стадий беременности», сказал Хуан. «С нежной природой малой мощности акустические волны я полагаю, что у нашего устройства есть лучшая возможность в сохранении целостности клетки, даже для хрупких, чувствительных клеток. Такая способность важна для многочисленных заявлений, таких как воспроизводство животных, иммунотерапия клетки и биологическое исследование».Поскольку устройство основано на lab-a системе чипа, это и компактно и недорого – о размере и стоимости сотового телефона в его текущей конфигурации. С добавлением оптики устройство все еще было бы только столь же большим как книга.
Акустический сортировщик клетки был изготовлен в Лаборатории Нанофальсификации Государственного университета Пенсильвании использование стандартных методов литографии.«Точно так же, как использование линзы, чтобы сосредоточить свет, мы проектируем сосредоточенные межпальцевые преобразователи, чтобы изменить фронт импульса акустических волн и наконец ограничить волны в небольшой площади, которая сопоставима с размером сортировки целей.
Сосредоточенные акустические волны показали лучшую работу с точки зрения сортировки резолюции и энергоэффективности, чем существующие акустические методы. В меру нашего знания наше устройство демонстрирует самое быстрое операционное время среди всех существующих акустических сортировщиков клетки», сказал Лицян Жэнь, аспирант в группе Хуана и ведущий автор газеты.
Соавтор Филип Маккой Национального Сердца, Легкого и Института Крови сказал, «Сортировка клетки широко используется во многих областях биологии, чтобы характеризовать и отделить клеточное население интереса. Размер цитометра, цена и проблемы биологической опасности остаются факторами, которые препятствовали тому, чтобы эта технология была еще более широко распространена. Микрожидкая сортировка клетки революционная для областей цитобиологии и иммунологии, а также других областей в биологии, в concomitantly, преодолевающем все эти препятствия.
Довольно легко предположить заявления на эту технологию в разнообразной окружающей среде от офиса домашнего врача до учебно-производственных практик в лимнологии».В будущей работе исследователи планируют объединить свое акустическое сортирующее клетку отделение с оптической обнаруживающей клетку единицей с целью увеличивающейся пропускной способности к 10 000 событий в секунду.Дополнительными авторами на бумаге, названной «Высокая пропускная способность акустический сортировщик клетки», является Ючэо Чен, Пенг Ли, Жангминг Мао, По-Hsun Хуан, Джозеф Руфо и Фэн Го, весь Государственный университет Пенсильвании, Лин Ван из Ascent Bio-Nano Technologies и Стюарт Дж.
Левин, Национальное Сердце, Легкое и Институт Крови.