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A técnica nova da combinação separa tipos da pilha, pode provar eficaz contra os micróbios patogénicos

Para desenvolver a terapêutica eficaz contra os micróbios patogénicos, os cientistas precisam de descobrir primeiramente como atacam pilhas de anfitrião. Uma maneira eficaz de conduzir estas investigações em uma escala extensiva é através dos testes de selecção de alta velocidade chamados ensaios.

Os pesquisadores na universidade de Texas A&M inventaram um método de separação que pudesse ser usado conjuntamente com o microfluidics da gota, uma técnica da pilha da alto-produção por meio de que as gotas minúsculas do líquido que contêm biológicas ou da outra carga podem ser movidas precisamente e em altas velocidades.

Especificamente, os pesquisadores isolaram com sucesso os micróbios patogénicos anexados às pilhas de anfitrião daqueles que eram livres dentro de uma única gota fluida usando um campo elétrico.

A não ser a separação da pilha, a maioria de ensaios bioquímicos foram convertidos com sucesso nos sistemas microfluidic da gota que permitem o teste da alto-produção. Nós endereçamos essa diferença, e agora a separação da pilha pode ser feita em uma maneira da alto-produção dentro da plataforma microfluidic da gota. Este sistema novo simplifica certamente o estudo de interacções do anfitrião-micróbio patogénico, mas é igualmente muito útil para aplicações ambientais da microbiologia ou da selecção da droga.

Arum Han, investigador e professor principal, departamento de elétrico e engenharia informática, universidade de Texas A&M

Os pesquisadores relataram seus resultados na introdução de agosto do laboratório do jornal em uma microplaqueta.

Os dispositivos de Microfluidic consistem em redes dos canais ou das câmaras de ar mícron-feitas sob medida que permitem movimentos controlados dos líquidos. Recentemente, o microfluidics que usa gotas do água-em-petróleo ganhou a popularidade para uma vasta gama de aplicações biotecnológicas.

Estas gotas, que são picoliters (ou milhão vezes menos do que um microlitro) no volume, podem ser usadas como plataformas para reacções biológicas de execução ou transporte de materiais biológicos. Milhões de gotas dentro de uma única microplaqueta facilitam as experiências da alto-produção, salvar não apenas o espaço do laboratório mas o custo de reagentes químicos e do trabalho manual.

Os ensaios biológicos podem envolver os tipos diferentes da pilha dentro de uma única gota, que precisam eventualmente de ser separados para análises subseqüentes. Esta tarefa é extremamente desafiante em um sistema microfluidic da gota, Han disse.

“Obter a separação da pilha dentro de uma gota minúscula é extremamente difícil porque, se você pensa sobre ela, primeiramente, é uma gota minúscula de 100 mícrons do diâmetro, e em segundo, dentro desta gota extremamente minúscula, os tipos múltiplos todos da pilha são misturados junto,” ele disse.

Para desenvolver a tecnologia necessário para a separação da pilha, Han e sua equipe escolheram um sistema modelo do anfitrião-micróbio patogénico que consiste nas bactérias das salmonelas e no macrófago humano, um tipo de pilha imune. Quando ambos estes tipos da pilha são introduzidos dentro de uma gota, algumas das bactérias aderem às pilhas do macrófago. O objetivo de suas experiências era separar as salmonelas que anexaram ao macrófago de esses que não fizeram.

Para a separação da pilha, Han e sua equipe construíram dois pares dos eléctrodos que geraram um campo elétrico de oscilação na grande proximidade à gota que contem os dois tipos da pilha. Desde as bactérias e as pilhas de anfitrião tenha formas diferentes, tamanhos e propriedades elétricas, encontraram que o campo elétrico produziu uma força diferente em cada tipo da pilha.

Esta força conduziu ao movimento do tipo de uma célula em um momento, separando as pilhas em dois lugar diferentes dentro da gota. Para separar a gota da matriz em duas gotas da filha que contêm um tipo de pilhas, os pesquisadores igualmente fizeram uma junção de rachadura em forma de Y a jusante.

Han disse embora estas experiências fossem levadas com um anfitrião e o micróbio patogénico cuja a interacção é bem conhecida, seu sistema microfluidic novo equipado com a separação da em-gota fosse o mais útil quando a parogenicidade da espécie bacteriana é desconhecida.

Adicionou que sua tecnologia permite rapidamente, alto-produção que seleciona nestas situações e para outras aplicações onde a separação da pilha é exigida.

O “líquido que segura as mãos robóticos pode conduzir milhões de ensaios mas é extremamente caro. O microfluidics da gota pode fazer o mesmos em milhões de gotas, muito mais rapidamente e muito mais barato,” Han disse. “Nós temos integrado agora a tecnologia da separação da pilha em sistemas microfluidic da gota, permitindo a manipulação precisa das pilhas nas gotas em uma maneira da alto-produção, que não fosse possível antes.”

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.