Sa zvučnim valovima ćelije raka izolirani iz uzoraka krvi

Prema tim inženjera, upotreba akustičnih razdvajanja i jeftin jedan čip može značajno olakšati odvajanje cirkulišućih tumorskih stanica iz krvnih zrnaca za dijagnostičke, prognostičke i terapijske svrhe.

Ovo je fotografiju "akustične pincete", što je otprilike dvostruko veći od penija. Dva pretvarači ultrazvučnih valova se iz ćelije da teče odvajanje.

"Potraga za cirkulaciju tumorske stanice (CTCs) u uzorku krvi je sličan traži iglu u plastu sijena, - rekao je Tony juni Huang, profesor mehanike i inženjerskih nauka. - U pravilu, broj CSC je oko milijardu ćelija za svaku krvnih zrnaca ".

Postojećih metoda odvajanja pomoću antitijela specifičnih protiv tumorskih stanica koji se vezuju za njih i izolirati ih. Međutim, ove metode zahtijevaju da unapred znao šta antitijela potrebno. Ostale metode su na osnovu veličine, deformacija ili električna svojstva. Za razliku od konvencionalnih metoda koje će centrifugiranjem na 3000 rpm 10 minuta, površina akustičnim talasima mogu odvojiti ćelije mekši način koristeći jednostavne i jeftine uređaje.

Razdvajanje zasnovan na upotrebi akustičnih valova, potencijalno važan jer je neinvazivna metoda koja ne mijenja i ne oštećuje ćelije. Međutim, za efikasno kliničku upotrebu ove metode treba da bude brz i jednostavan za implementaciju.

"U cilju poboljšanja performansi za snimanje ove retke CTCs, struktura uređaj bi trebao biti optimiziran za visoko fluksa i duže akustične rad - kaže Ming Tao, viši istraživač na Massachusetts Institute of Technology. - Zahvaljujući integraciji eksperimentalnih i modeliranje pristupa, nova generacija ovih uređaja poboljšana ćelija sortiranje više od 20 puta, u odnosu na prethodnu karakteristikama. To nam omogućava da radimo sa uzorcima krvi pacijenata. "

Istraživači rade i eksperimentalno i sa modelima za optimizaciju odvajanje CTCs iz krvi. Oni koriste mikrofluidni uređaj, robot koji je baziran na akustičnim talasima, tako da protok krvi može kontinuirano prolaze kroz uređaj razdvajanja. Koristeći razlike u veličini i težini u različitim ćelijama, istraživači su odabrali željenu akustični pritisak koji može gurnuti CSC iz tečnog potok u posebnom kanalu za njih prikupljanje. Istraživači su prijavili svoje zaključke u aprilu 2015. u Proceedings of the National Academy of Sciences.

Akustičnih talasa usmjerena koso na površinu, mogu odvojiti ćelije koristeći vrlo male količine energije. Moć i frekvencije vala koji se koriste u ovom eksperimentu bio isti koji se koristi u ultrazvuk, što se pokazalo svoju sigurnost, čak i za fetus. Osim toga, svaka ćelija je pod uticajem zvučnovalni samo u djelić sekunde. Isto tako, ćelije ne zahtijeva označavanje ili modifikaciju njihove površine. Sve ove prednosti čine metodu akustične razdvajanja pod nazivom "akustične pincete", izuzetno je biokompatibilan i omogućiti da se očuva sposobnost i prirodno stanje u cirkulaciji tumorskih ćelija.

Ako su dva izvora zvuka nalazi nasuprot jedni druge, i svaka emituje zvučni talas jednake dužine, postoji mjesto gdje se protivi valovi međusobno poništavaju. S obzirom na činjenicu da je akustički valovi su pritisak, oni mogu gurati vrlo malih objekata, tako da se ćelije ili nanočestice potez sa zvukom talasa dok ne stignu do tačke u kojoj ne više od taj pritisak u ovom slučaju - u tečnost tok, koji se kreće samo odvojene ćelije.

Za optimiziranje akustični razdvajanja, istraživači su koristili dvije vrste ćelija ljudskog raka - Hela-ćelije i MCF7-ćelija. Ove ćelije su iste veličine. Istraživači su zatim sproveo je eksperiment njihove podjele i dobio stupanj pročišćavanja više od 83%. Onda se Istraživači su proveli drugi podjela ćelija raka, za koje uređaj nije bio optimiziran, a ponovo je dobio stupanj pročišćavanja više od 83%.

"Zato što ovi uređaji su dizajnirani za rad s ljudskom krvlju, oni moraju biti za jednokratnu upotrebu - kaže Huang. - Mi se sada istražuju mogućnost masovne proizvodnje ".

Doktori mogu koristiti ovu metodu za praćenje kako pacijentima odgovoriti na kemoterapije, za dijagnozu, utvrđivanje strategije liječenja i prognozu.

"Ovaj rad, uz angažovanje multidisciplinarnog tima lekara, inženjera, biolozi, stručnjaci na instrumentima, dovela je do razvoja uređaja za identifikaciju i odvajanje CTCs uz održavanje integriteta ćelija, - rekao je pod Suresh, direktor Carnegie Mellon University, član istraživačkog tima. - To obećava nove mogućnosti za osnovna istraživanja u području patologije i metastaze, kao i za kliničke dijagnoze rijetkih tumorskih ćelija ".