Как отделить живые клетки от погибших, используя только акустические волны

Когда вы приступаете к изучению действия стволовых клеток или любой другой клеточной терапии, всякий раз нужно начинать с отделения живых клеток от прочей массы, дабы максимизировать шансы на успех. Несмотря на обыденность процедуры, выделение живых клеток из клеточных культур до сих пор остаётся нелёгким процессом. Результатом исследования, предпринятого в Калифорнийском университете в Санта-Барбаре (США), стало создание микрожидкостного устройства, использующего звук для сепарации живых клеток от погибших.

Отчёт о работе опубликован в журнале Analytical Chemistry.

Чтобы отсортировать клетки, учёные часто прибегают к потоковой цитометрии. Метод далёк от идеала, и главный его недостаток в необходимости предварительной маркировки живых клеток с помощью флюоресцирующих антител. К сожалению, такие маркеры способны влиять на свойства изучаемых клеток, не говоря уже о высокой стоимости специфических антител и времени на их разработку. Ценовой фактор вообще начинает превалировать, когда нужно разделить множество клеток, к примеру, для проведения широкомасштабных клинических испытаний.

Чтобы избежать этих и других подводных камней, калифорнийские учёные попробовали найти способ, позволяющий сортировать клетки, используя присущие им природные свойства. Таким свойством в случае живых/неживых клеток млекопитающих является уменьшение их размера после смерти. Исходя из того, что сила акустического воздействия на объекты пропорциональна их размеру, исследователи предположили, что звуковые способны помочь в отделении живых клеток без применения дорогостоящих маркеров.

Вот так и было создано микрожидкостное устройство, главный канал которого на одном из концов разделяется на три микрокамеры — центральную, для захвата живых клеток, и две боковые, для сбора «мусора». Под центральным каналом установлен пьезоэлектрический преобразователь, генерирующий звуковые волны. Клетки поступают в канал по его стенкам, а звуковые волны стараются оттолкнуть их как можно дальше к центру. Таким образом, в момент достижения противоположного от входа конца, разделённого на три камеры, живые клетки концентрируются в центре и поступают в главную камеру, а весь мусор уходит в боковые русла.

Испытания по разделению заранее приготовленной смеси из живых и неживых клеток показали эффективность прибора: за час работы было отсортировано около 10 млн клеток. Причём живых клеток на выходе из центральной камеры было 90%. Это именно та величина, которая считается оптимальной для проведения исследований с использованием стволовых клеток.

Подготовлено по материалам Chemical and Engineering News.