Fotografiet visar det utvecklade mikrofluidiska chipet som gör det möjligt för oss att sortera celler med hög hastighet på 16 mikrosekunder. Den förstorade vyn visar en demonstration av cellsortering på chip av en Euglena gracilis-cell (tidsintervall för varje bildruta:40 μs). © Shinya Sakuma, Yusuke Kasai, Takeshi Hayakawa, och Fumihito Arai. Kredit:Nagoya University
En forskargrupp vid Nagoya University utvecklade en höghastighetscellsorteringsmetod för stora celler med hög livsduglighet med hjälp av dubbla on-chip-pumpar.
Sorteringen av enskilda celler är nödvändig för många biologiska tillämpningar, inklusive isolering av specifika celltyper från cellsuspensioner. En fluorescensaktiverad cell sortering (FACS) har använts för hög genomströmning cell sortering. I denna metod, lasrar används för att excitera auto-fluorescens eller märkt fluorescens av cell som ingår i droppar, och sedan avleds droppar till olika behållare beroende på deras egenskaper. Dock, denna teknik är bekymrad över provinfektioner på grund av aerosoler. Dessutom, en FACS av större celler kräver att proverna bearbetas under lågt tryck genom bredare munstycken för att förhindra skador. Således, sortering är begränsad till låg nivå genomströmning.
Forskning vid Nagoya University om cellsortering använde ett mikrofluidiskt chip för att förhindra provinfektion. Detta chip har mikrokanaler i vilka cellsuspensioner införs för sortering. Forskargruppen integrerade två externt drivna on-chip-pumpar i mikrofluidchippet för höghastighetsflödeskontroll. Att använda ett höghastighetsställdon som drivkälla för pumpen, de lyckades få fram ett flöde med 16 mikrosekunder för cellsortering.
Microfluidic chip innehåller ett korsformat sorteringsområde och tregrenad mikrofluid kanal. "Mål/icke-målceller är tredimensionellt inriktade i huvudkanalen, ", säger motsvarande författare Shinya Sakuma. "När målceller upptäcks, pumparna på chip arbetar snabbt för att sortera celler i en av två intressekanaler. Under tiden, icke-målceller spolas in i avfallskanalen utan att pumpen aktiveras."
Tekniken tillåter oss att sortera inte bara stora utan även små celler med hög hastighet, hög renhet, och hög lönsamhet. "Vi testade metoden på mikroalger som ett exempel på stora celler, runt 100 mikrometer i storlek, och uppnådde 95,8 procent renhet, 90,8 procent lönsamhet, och en framgångsfrekvens på 92,8 procent, "säger motsvarande medförfattare Yusuke Kasai." Som en modell med liten cell, vi använde en cancercell vars storlek är cirka 24 mikrometer, och uppnådde 98,9 procent renhet, 90,7 procent lönsamhet, och en framgångsfrekvens på 97,8 procent."
