Hvordan deformeres blodlegemer, komme sig, når man rejser gennem små kanaler

Laboratorieblodprøver udføres ofte ved at tvinge prøver gennem små kanaler. Når kanalerne er meget små, som i mikrofluidiske enheder, røde blodlegemer (RBC'er) deformeres og slapper derefter tilbage til deres oprindelige form efter at have forladt kanalen. Den måde, deformationen og afslapningen sker på, afhænger af både strømningskarakteristika og mekaniske egenskaber ved cellens ydre membran.

I denne uges nummer af tidsskriftet Biomikrofluidik , en metode til at karakterisere formgenopretning af sunde humane RBC'er, der strømmer gennem en mikrofluidisk indsnævret kanal, er rapporteret. Denne undersøgelse afslørede en kobling mellem cellens mekaniske egenskaber og strømningens hydrodynamiske egenskaber. Ud over, metoden kunne skelne mellem sunde RBC'er og dem, der er inficeret af malariaparasitten. Dette tyder på en mulig ny teknik til diagnosticering af sygdom.

Den mikrofluidiske indretning bestod af en smal kanal, der blev spækket med en række savtandformede bredere områder. En løsning af RBC'er pumpes gennem systemet ved at påføre tryk fra den ene ende. Når cellerne bevæger sig gennem kanalen, de observeres med et mikroskop. Billederne er taget med et højhastighedskamera og sendt til en computer til analyse.

Når en RBC kommer ind i en smal kanal, den får en faldskærmslignende form. Når den kommer ud i en bred region, den forlænges i strømningsretningen, indtil den møder den næste udvidelse og igen strækkes af strømmen.

Ved den sidste udgang, to forskellige formgendannelsesadfærd blev observeret, afhængigt af strømningshastigheden og viskositeten af ​​mediet. Ved høj strømningshastighed og viskositet, cellerne bliver strakt ved deres sidste udgang fra kanalen og genopretter derefter deres oprindelige former. Ved lavere hastighed og viskositet, imidlertid, den faldskærmslignende form genvindes direkte ved afslutning.

Efterforskerne fandt ud af, at de hydrodynamiske forhold, hvor overgangen mellem disse to forskellige genopretningsadfærd sker, afhænger af RBC's elastiske egenskaber.

Medforfatter Magalie Faivre sagde, "Selvom den tid, det var nødvendigt for cellerne at genvinde deres form efter at have forladt kanalen, viste sig at afhænge af de hydrodynamiske forhold, vi har vist, at ved en given stress, denne restitutionstid kan bruges til at differentiere sund fra Plasmodium falciparum-inficerede RBC'er. "Plasmodium falciparum er en af ​​de parasitter, der forårsager malaria.

Efterforskerne søger at udvide deres undersøgelse for at finde en måde at opdage "underskrifter" for andre former for sygdomme.

"Vi evaluerer i øjeblikket, om vores tilgang er i stand til at diskriminere ændringen af ​​forskellige strukturelle komponenter i RBC -membranen, "sagde Faivre." For at gøre det, vi studerer RBC'er fra patienter med malaria, seglcelleanæmi og arvelig spherocytose. "