Aplicando o ultra-som à classificação da pilha

Uma equipe da universidade de toronto abriu caminho um novo ràpida de fazer sob medida e de contar pilhas. Strohm combinou e outros um córrego microfluidics-baseado da único-pilha com a acústica do ultra-som para render ecos mensuráveis do ultra-som de únicas pilhas.

Sua aproximação compara excepcionalmente estas características espectrais distintas com os modelos teóricos estabelecidos para conseguir meios da cola exacta da pilha. O método trailblazing confia na caracterização celular do multiparâmetro usando a fluorescência, a dispersão de luz, e técnicas photoacoustic quantitativas.

As pilhas podem ser classificadas usando o cytometry de fluxoImageFlow | Shutterstock

Mágica de Microfluidics

Desde a invenção do cytometry de fluxo nos anos 60, a caracterização das pilhas permitiu a caracterização da alto-produção das pilhas que revolucionaram diversos campos da pesquisa. a tecnologia Microfluidics-baseada suplementou o cytometry de fluxo desde - devido a seus simplicidade, tamanho pequeno do dispositivo, e integração com uma escala da instrumentação e de ferramentas analíticas.

os contadores e os classificadores Microfluidic-baseados de pilha classificam pilhas através de diversas aproximações; a dispersão de luz de utilização a mais convencional ao menos conhecido que usa ondas acústicas. Delas, a impedância elétrica (a resistência a uma corrente gerada quando a tensão é aplicada) é o único determinante conhecido do tamanho de pilha absoluto. O método de bandeira de ouro conduzido por esta aproximação é o contador de relha.

Outras aproximações igualmente sofrem limitações, por exemplo, FACS determina somente os tamanhos relativos das pilhas em uma maneira sistemática, que limite a definição. Similarmente, outros sistemas que usam a dispersão de luz dinâmica, a difracção do laser, ou as aproximações acústicas maiorias da dispersão são igualmente medidas relativas do tamanho de pilha.

Estas técnicas exigem o conhecimento prévio de propriedades ópticas e/ou acústicas da amostra e exigem a aproximação maioria da amostra que elimina medidas individuais do tamanho de pilha da coleta.

Os sistemas do cytometry de fluxo são limitados igualmente por com inércia, por electrokinetic, o acoustophoretics e as ondas acústicas de superfície usados para classificar pilhas por diferenças do tamanho e/ou da densidade.

Por estas razões, uma aproximação não invasora à único-pilha que conta e que faz sob medida aquela tem recursos para a simplicidade de um sistema microfluidic está altamente procurar-após.

A ultra-aproximação à cola absoluta da pilha

As aproximações do ultra-som foram usadas historicamente para determinar propriedades e auxílio do tecido no diagnóstico das doenças. A inferência de propriedades do volume-tecido é conseguida em de baixa frequência, contudo; umas freqüências mais altas são exigidas para sondar únicas pilhas.

A metodologia atrás de modelar o comportamento da dispersão de objetos esféricos é aperfeiçoada. Usando esta teoria de dispersão, Strohm e os colegas demonstraram previamente que a execução sob medida de partículas micro-feitas sob medida pode ser conseguida usando o ultra-som do pulso-eco. Contudo, as pilhas iludiram a capacidade para ser caracterizado devido às baixas freqüências em que o sistema se operou.

Agora, um papel publicado na alto-produção científica dos esboços dos relatórios da natureza microfluidic-baseou o cytometer acústico do fluxo capaz de fazer sob medida únicas pilhas. A equipe projectou um fluxo do dispositivo do polydimethylsiloxane PDMS que focalizasse hidrodinâmico pilhas em um córrego estreito (10 μm do   10 do × do  ) nos sentidos laterais e axiais.

Porque as pilhas moveram a única lima sob o transdutor do ultra-som que se opera em 375MHz, o eco do ultra-som de cada pilha de passagem foi gravado pelo hardware e pelo software feitos sob encomenda do ultra-som. A técnica combina um córrego estreito com a pulsação e a aquisição rápidas do ultra-som com definição de secundário-nanossegundo.

A equipe validou o sistema usando uma solução de microsfera do poliestireno. O sinal do ultra-som medido de uma única microsfera do poliestireno de 3 μm estava no acordo excelente com o espectro teórico que indica a validação exacta de medidas da pilha para pilhas. A equipe usou 2 linha celular: (1) pilhas agudas da leucemia (AML) mielóide, e (2) células cancerosas HT29 colorectal.

Cada um demonstrou a validez para medidas da pilha de tamanhos de variação. Um único sinal de alta freqüência do ultra-som de cada tipo da pilha possuiu mínimos distintos nas freqüências específicas que são relacionadas ao tamanho de pilha. As pilhas que AML e HT29 as medidas foram calculadas usando um algoritmo do detector máximo mediram o μm 1,7 e 15,0 o μm 10,0 do   do ± do   do   do ± do   2,3, respectivamente. Estas medidas estavam no bom acordo com aquelas previsto usando a impedância elétrica, validando o papel do cytometry de fluxo acústico como um método adicional de determinar o tamanho absoluto das pilhas em uma pilha pela base da pilha.  

Este estudo do prova--conceito demonstra que o ultra-som ultra-alto da freqüência pode ser integrado em um dispositivo microfluidic para conseguir a cola absoluta da único-pilha. As melhorias da produção podem ser feitas pela velocidade crescente do fluxo, a freqüência da repetição do ultra-som e aby a aplicação de técnicas paralelas da gravação e da análise do sinal para a operação contínua.

O hardware do ultra-som pode ser integrado em uma grande variedade de outro sistemas microfluidic-baseados da caracterização da pilha, permitindo potencial uma análise do multiparâmetro das pilhas de extrair detalhes celulares adicionais para aumentar mais a classificação da pilha.”

Até à data de ainda, a morfologia da pilha não pode ser verificada pelo cytometry de fluxo apenas; executando um laser, as medidas photoacoustic podem ser tomadas simultaneamente com o ultra-som que pavimenta a maneira para que diversos parâmetros dizendo sejam medidos.

Estes variam da quantificação da pilha à investigação das propriedades morfológicas, funcionais e mecânicas das pilhas através (tinturas visadas dos nanoparticles, as fluorescentes e as colorimetric) da interrogação etiqueta-livre ou etiquetada de propriedades da pilha.

Estes incluem o cálculo da relação núcleo-à-citoplasmática das pilhas em uma maneira etiqueta-livre, em contagens de sangue e em quantificação da morfologia do glóbulo vermelho. Do trabalho da equipe prognostica perspectivas emocionantes no futuro enquanto tem recursos para uma versatilidade adicionada que o contador de relha da bandeira de ouro não possa.

Source

2019) pilhas biológicas de execução sob medida de Strohm e outros (usando um cytometer acústico microfluidic do fluxo. Relatórios científicos. https://doi.org/10.1038/s41598-019-40895-x

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Last Updated: Jul 18, 2019

Hidaya Aliouche

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Hidaya Aliouche

Hidaya is a science communications enthusiast who has recently graduated and is embarking on a career in the science and medical copywriting. She has a B.Sc. in Biochemistry from The University of Manchester. She is passionate about writing and is particularly interested in microbiology, immunology, and biochemistry.

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