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La nuova tecnica di combinazione separa i tipi delle cellule, può provare efficace contro gli agenti patogeni

Per sviluppare l'efficace terapeutica contro gli agenti patogeni, gli scienziati devono in primo luogo scoprire come attaccano le cellule ospiti. Un modo efficace di condurre queste indagini su un esteso disgaggio è attraverso le prove di selezione ad alta velocità chiamate analisi.

I ricercatori alla Texas A&M University hanno inventato un metodo di separazione delle cellule di alto-capacità di lavorazione che può essere usato insieme con il microfluidics della gocciolina, una tecnica con cui le gocce minuscole di liquido che contengono biologiche o dell'altro carico possono essere mosse precisamente ed alle alte velocità.

Specificamente, i ricercatori hanno isolato con successo gli agenti patogeni fissati alle cellule ospiti da quelli che erano slegati all'interno di singola gocciolina fluida facendo uso di un campo elettrico.

All'infuori della separazione delle cellule, la maggior parte delle analisi biochimiche sono state convertite con successo in sistemi microfluidic della gocciolina che permettono la prova di alto-capacità di lavorazione. Abbiamo indirizzato quello spazio ed ora la separazione delle cellule può essere fatta in un modo di alto-capacità di lavorazione all'interno della piattaforma microfluidic della gocciolina. Questo nuovo sistema certamente semplifica lo studio delle interazioni dell'host-agente patogeno, ma è egualmente molto utile per le applicazioni ambientali della selezione della droga o di microbiologia.

Aro Han, ricercatore ed il professor principale, dipartimento di elettrico e ingegneria informatica, Texas A&M University

I ricercatori hanno riferito i loro risultati nell'emissione augusta del laboratorio del giornale su un chip.

Le unità di Microfluidic consistono delle reti dei canali o dei tubi micron di taglia che tengono conto i movimenti controllati dei liquidi. Recentemente, il microfluidics facendo uso delle goccioline del acqua in petrolio ha guadagnato la popolarità per una vasta gamma di applicazioni biotecnologiche.

Queste goccioline, che sono picoliters (o milione volte di meno che un microliter) nel volume, possono essere usate come piattaforme per le reazioni biologiche d'avanzamento o il trasporto dei materiali biologici. Milioni di goccioline all'interno di singolo chip facilitano gli esperimenti di alto-capacità di lavorazione, comprimenti non appena lo spazio del laboratorio ma il costo dei reagenti chimici e del lavoro manuale.

Le analisi biologiche possono comprendere i tipi differenti delle cellule all'interno di singola gocciolina, che finalmente devono essere separati per le analisi successive. Questo compito è estremamente provocatorio in un sistema microfluidic della gocciolina, Han ha detto.

“Ottenere la separazione delle cellule all'interno di una gocciolina minuscola è estremamente difficile perché, se pensate a questo proposito, in primo luogo, è una gocciolina minuscola da 100 micron del diametro ed in secondo luogo, all'interno di questa gocciolina estremamente minuscola, i tipi multipli sono insieme tutti delle cellule misti,„ lui ha detto.

Per sviluppare la tecnologia stata necessaria per la separazione delle cellule, Han ed il suo gruppo hanno scelto un sistema-modello dell'host-agente patogeno che consiste dei batteri della salmonella e del macrofago umano, un tipo di cella immune. Quando entrambi questi tipi delle cellule sono introdotti all'interno di una gocciolina, alcuni dei batteri aderiscono alle celle del macrofago. Lo scopo dei loro esperimenti era di separare la salmonella che ha fissato al macrofago da quei che non facessero.

Per la separazione delle cellule, Han ed il suo gruppo hanno costruito due paia con elettrodi che hanno generato un campo elettrico d'oscillazione nella grande prossimità alla gocciolina che contiene i due tipi delle cellule. Dai batteri e dalle cellule ospiti abbia forme differenti, dimensioni e beni elettrici, hanno trovato che il campo elettrico ha prodotto una forza differente su ogni tipo delle cellule.

Questa forza ha provocato il movimento di un tipo delle cellule per volta, separante le celle in due posizioni differenti all'interno della gocciolina. Per separare la gocciolina della madre in due goccioline della figlia che contengono un tipo di celle, i ricercatori egualmente hanno fatto una giunzione di scissione a y a valle.

Han ha detto sebbene questi esperimenti fossero portati con un host e l'agente patogeno di cui l'interazione è affermata, il loro nuovo sistema microfluidic fornito della separazione di in-goccia fosse più utile quando la patogenicità delle specie batteriche è sconosciuta.

Ha aggiunto che la loro tecnologia permette a rapidamente, selezione di alto-capacità di lavorazione in queste situazioni e per altre applicazioni dove la separazione delle cellule è richiesta.

“Il liquido che tratta le mani robot può condurre milioni di analisi ma è estremamente costoso. Il microfluidics della gocciolina può fare lo stessi in milioni di goccioline, molto più velocemente e molto più economico,„ Han ha detto. “Ora abbiamo integrato la tecnologia della separazione delle cellule nei sistemi microfluidic della gocciolina, permettendo la manipolazione precisa delle celle nelle goccioline in un modo di alto-capacità di lavorazione, che non era prima possibile.„

Source:
Journal reference:

Han, S-I., et al. (2020) In-droplet cell separation based on bipolar dielectrophoretic response to facilitate cellular droplet assays. Lab on a Chip. doi.org/10.1039/D0LC00710B.