Apakah tujuannya adalah untuk memisahkan berbagai jenis sel atau molekul, metode yang mengandalkan prinsip kuno magnet adalah pokok antara para peneliti.
Sekarang, dua laporan menunjukkan bahwa penggunaan nanopartikel magnetik di bioseparations bisa memiliki dampak yang signifikan pada kedua onkologi klinis dan penelitian kanker dasar.
Melaporkan hasil kerja dalam jurnal Bioteknologi dan Bioengineering, sebuah tim peneliti dipimpin oleh Maciej Zborowski, Ph.D., menunjukkan bahwa nanopartikel magnetik, dikombinasikan dengan antibodi, berhasil memperkaya sel progenitor darah perifer (PBPCs) dalam sampel darah keseluruhan. Uji klinis telah menunjukkan bahwa PBPCs lebih efektif daripada transplantasi sumsum tulang untuk mengembalikan darah individu populasi sel berikut kemoterapi dosis tinggi atau terapi radiasi.
Saat ini metode pemisahan magnetik, sementara efektif, beroperasi dalam modus batch daripada modus aliran, membuat mereka terlalu lambat dan tidak efisien untuk digunakan secara optimal dalam pengaturan klinis throughput tinggi. Dalam karya sebelumnya, Zborowski dan rekan-rekannya telah mengembangkan penyortir aliran quadruple magnetik (SMM) mirip dengan penyortir sel fluoresensi diaktifkan (FACS) tetapi dengan sampai throughput 1.000 kali lipat lebih cepat dari perangkat ini banyak digunakan, pada urutan 10 juta sel per detik.
PBPCs dikenal sebagai CD34 + sel karena mereka mengekspresikan protein, yang dikenal sebagai CD34, pada permukaan sel mereka. CD34 adalah molekul dipelajari dengan baik dan antibodi yang mengikat penanda ini tersedia secara komersial. Dalam serangkaian percobaan panjang, para peneliti menguji berbagai metode untuk mengembangkan prosedur untuk label antibodi anti-CD34 dengan nanopartikel magnetik dan menggunakan antibodi berlabel yang mengikat sel-sel CD34 +.
Selanjutnya, para peneliti melakukan set kedua percobaan yang bertujuan untuk mengoptimalkan kondisi aliran dan parameter instrumen lain untuk memaksimalkan kemampuan instrumen SMM mereka untuk memisahkan CD34 + sel dari sel-sel darah lainnya. Para peneliti mencatat bahwa pemodelan teoritis aliran sel dalam medan magnet sangat penting bagi keberhasilan fase studi mereka.
Akhirnya, para peneliti diuji dioptimalkan protokol mereka pada sampel darah manusia. Percobaan ini menunjukkan bahwa teknik ini mampu pulih antara 18 persen dan 60 persen dari PBPCs dalam sampel darah manusia, sedangkan kemurnian CD34 + sel berkisar dari 60 persen menjadi 90 persen. Kedua parameter jatuh juga dalam rentang berguna klinis. Para peneliti mencatat bahwa mereka sekarang akan mengembangkan protokol steril sebagai langkah selanjutnya menuju uji klinis.
Sementara itu, peneliti di Rice University telah menemukan bahwa nanopartikel magnetik berperilaku jauh berbeda dari yang diperkirakan pada medan magnet lemah, dan bahwa mereka dapat memanfaatkan perilaku yang tidak biasa untuk memisahkan campuran molekul dengan cepat dan murah. Tim peneliti, dipimpin oleh Vicki Colvin, Ph.D., di Rice University, hasilnya dipublikasikan dalam jurnal Science.
Mengingat bahwa gaya magnet yang beroperasi pada skala massal partikel magnetik menurun secara drastis sebagai partikel semakin kecil, tampak berlawanan bahwa medan magnet yang lemah akan terlalu banyak berpengaruh sama sekali di nanopartikel magnetik. Tapi pekerjaan teoritis dan eksperimental oleh Colvin dan rekan-rekannya menyarankan bahwa partikel magnetik yang lebih kecil dari 20 nanometer berdiameter mungkin berinteraksi dengan medan magnet yang lemah dengan cara yang pada dasarnya memperkuat operasi gaya magnet pada partikel ini.