211service.com
Magnetisk vätska separerar blodkroppar
Forskare vid Yale har demonstrerat en enhet som använder en magnetisk vätska för att separera blodkroppar baserat på deras storlek och form på bara några minuter.
Den här enheten använder magnetfält för att separera celler efter storlek och form.
Credit: Hur Koser
Enheten applicerar ett magnetfält på en vätska som innehåller magnetiska nanopartiklar. Nanopartiklarna skapar vågor som bär med sig celler beroende på deras storlek, form och mekaniska egenskaper. Forskarna, ledda av professor i elektroteknik Hur Koser , hoppas kunna utveckla ett billigt alternativ till cellsorteringstekniker som är tidskrävande och ibland kräver dyr märkning.
Flytande suspensioner av magnetiska partiklar, kallade ferrofluider, används redan som industriella smörjmedel och i högtalare och datorhårddiskar. Dessa vätskor innehåller vanligtvis andra kemikalier för att förhindra att partiklarna klumpar ihop sig och kommer ut ur suspensionen. Magnetiska nanopartiklar utforskas också för cancerterapier och som kontrastmedel för magnetisk resonanstomografi (MRT) – båda applikationer som kräver mycket låga koncentrationer.
Men Yale-gruppen är den första att tillverka en högkoncentrerad, biokompatibel ferrofluid som inte innehåller några kemikalier som är skadliga för celler, men som ändå håller partiklarna flytande. Det var väldigt knepigt att hitta parametrarna för att upprätthålla levande celler, säger Koser.
I experiment som beskrivs denna vecka i Proceedings of the National Academy of Sciences , gjorde Yale-forskarna mikrofluidkanaler kantade med magnetfältsgenererande elektroder. Celler sattes sedan till en ferrofluid i kanalen. När magnetfält applicerades längs enheten, tryckte partiklarna i vätskan cellerna längs kanalen och separerade dem efter storlek och form. Något liknande kan åstadkommas med hjälp av elektriska fält, säger Koser, men det kan skada cellerna. Hans grupp använde enheten för att separera levande blodceller från sickleceller och bakterier.
Koser tror att enheten kan vara särskilt användbar när man försöker upptäcka mycket sällsynta typer av blodkroppar, såsom cancer. Att snabbt sortera celler med hjälp av magnetfält skulle kunna förbättra testernas känslighet för dessa sällsynta celler utan att lägga till några kostsamma kemiska märkningar. Tumörceller är skummare än friska - möjligen för att de växer snabbt och därför inte bildar ett ordentligt inre cellskelett - och Koser hoppas att magnetfält också kommer att kunna separera celler baserat på deras elasticitet och andra mekaniska egenskaper.
Nästa steg är att prova detta tillsammans med befintliga sensorer för att förbättra deras känslighet och minska tiden, säger Koser.
I videon nedan skapar ett magnetfält vågor i en vätska som innehåller magnetiska nanopartiklar (nanopartiklarna är inte synliga) för att separera två typer av mikropärlor baserat på deras storlek.