On-chip pumper opnår højhastighedssortering af store celler

En forskergruppe ved Nagoya University udviklede en højhastigheds cellesorteringsmetode af store celler med høj levedygtighed ved hjælp af dobbelte on-chip-pumper.

Sortering af individuelle celler er nødvendig for mange biologiske anvendelser, herunder isolering af specifikke celletyper fra cellesuspensioner. En fluorescensaktiveret cellesortering (FACS) er blevet brugt til high-throughput cellesortering. I denne metode, lasere bruges til at excitere autofluorescens eller tagget-fluorescens af celler inkluderet i dråber, og derefter omdirigeres dråberne til forskellige beholdere afhængigt af deres egenskaber. Imidlertid, denne teknik er bekymret over prøveinfektioner på grund af aerosoler. Derudover en FACS af større celler kræver, at prøverne behandles under lavt tryk gennem bredere dyser for at forhindre beskadigelse. Dermed, sortering er begrænset til lavt gennemløb.

Forskning ved Nagoya University i cellesortering brugte en mikrofluidisk chip til at forhindre prøveinfektion. Denne chip har mikrokanaler, hvori cellesuspensioner indføres til sortering. Forskergruppen integrerede to eksternt drevne on-chip-pumper i mikrofluidchippen til højhastigheds-flowkontrol. Brug af en højhastigheds-aktuator som drivkilde for pumpen, det lykkedes dem at producere et flow med 16 mikrosekunder til cellesortering.

Mikrofluidisk chip indeholder et krydsformet sorteringsområde og tre-grenet mikrofluidisk kanal. "Målceller/ikke-målceller er tredimensionelt justeret i hovedkanalen, " siger den tilsvarende forfatter Shinya Sakuma. "Når målceller detekteres, on-chip pumperne arbejder hurtigt med at sortere celler i en af ​​to interessekanaler. I mellemtiden ikke-målceller skylles ind i affaldskanalen uden pumpeaktivering."

Teknikken giver os mulighed for at sortere ikke kun store, men også små celler med høj hastighed, høj renhed, og høj levedygtighed. "Vi testede metoden på mikroalger som et eksempel på store celler, omkring 100 mikrometer i størrelse, og opnåede 95,8 procent renhed, 90,8 procent levedygtighed, og en succesrate på 92,8 procent, " siger den tilsvarende medforfatter Yusuke Kasai. "Som en model af en lille celletype, vi brugte en kræftcelle, hvis størrelse er omkring 24 mikrometer, og opnåede 98,9 procent renhed, 90,7 procent levedygtighed, og en succesrate på 97,8 procent."