Ett team av forskare från NYU Abu Dhabi har utvecklat en dielektrofores (DEP) aktiverad MicroelectroFluidic Probe (MeFP) som har förmågan att sekventiellt separera och mönstra däggdjursceller i ett öppet mikrofluidiskt system. Däggdjursceller är små (ungefär en tiondel av en enda hårsträngdiameter) och blir därför mycket utmanande att selektivt berika och mönstra celler vid encellsupplösningen. Det utvecklade verktyget kan selektivt berika celler av intresse för ett magnetliknande stopp som leder till att ta tag i målceller från vätskeflödet, samtidigt som de som inte är mål inom flödet lämnas orörda. Följaktligen, arresterade celler frigörs och mönstras på substrat i en 2-D-utskriftsliknande process.

Studien visade MeFP med upp till 100% isoleringseffektivitet, 90% separationsrenhet, och en mönsteravsättningshastighet på några sekunder. Med denna metod för att sortera, rena, och montera celler i kontrollerade mönster är det första steget i vävnadsteknikprocessen.

Enheten har också en potentiell tillämpning vid sekventiell fångst och karakterisering av cirkulerande tumörceller (maligna celler som finns i cancerpatienters blod). Eftersom MeFP direkt kan sätta in fångade celler på alla platta underlag, dessa celler kan därefter testas med flera kemoterapeutiska läkemedel med användning av endast mikrofluidiska egenskaper hos samma enhet.

I tidningen, "Mikroelektrofluidisk sond för sekventiell cellseparation och mönster, "publicerad i tidningen Lab on a Chip , forskarna presenterar processen för att skapa ett verktyg som kan separera och mönstra celler med hjälp av DEP-krafter i ett öppet "kanalfritt" mikrofluidsystem, tillåter cellmönster med komplex vävnadsliknande struktur att växa. MeFP är en mikrofluidisk sond med injektions- och aspirationsöppningar, integrerad med en rad mikrohumpelektroder på spetsen. Genom att justera flödeskonfigurationen för MeFP, forskarna kunde mönstra en cellkultur som innehåller två olika celltyper för homotypiska och heterotypa cellinteraktionsstudier.

Med MeFP, biologiska celler av olika typer kan sorteras i sekvens och samtidigt mönstras, på alla platta underlag, för att bilda de nödvändiga cellmönstren och eventuellt vävnadskonstruktionerna. Exempel på olika celltyper inkluderar cancerceller, stamceller, immun- och röda blodkroppar, för att nämna några.

"MeFP är ett multifunktionellt verktyg för att manipulera celler i öppet kanalfritt utrymme, "sade forskare och biträdande professor i mekanisk och biomedicinsk teknik vid NYUAD Mohammad Qasaimeh, "denna demonstration av dess enkla, dynamisk och anpassningsbar natur kommer att inspirera till nya cellmönster, vävnadsteknik, och biovetenskapliga applikationer. "

"Det utvecklade verktyget kan användas för att skanna över alla platta underlag, och kan separera specifika celler baserat på deras elektroniska signaturer, "kommenterade författaren och Global Ph.D. stipendiat i maskinteknik vid NYUAD Ayoola T. Brimmo.

"Detta är den första studien som kombinerar DEP -krafter i en öppen mikrofluidisk sond, som har egenskaperna hos hydrodynamiska inneslutningar och skanningskapacitet, "sade andra författare och senior forskare inom mekanisk och biomedicinsk teknik vid NYUAD Anoop Menachery.