Massachusetts Teknoloji Enstitüsü’ndeki (MIT) araştırmacılar, hücreleri ayırmak için mikroakışkan kanalları ve akustik özellikleri kullanan bir cihaz geliştirdiler. Hücre boyutu, şekli veya elektriksel özelliklerine dayanan geleneksel yöntemlerin aksine, bu yeni yaklaşım hücrelerin ses dalgaları ile etkileşiminden yararlanarak yoğunluk ve sıkıştırılabilirlik temelinde ayrılmalarını sağlıyor.
Bu yöntem çeşitli avantajlar sunmaktadır:
- Hücre şeklinden bağımsızlık**: Akustik özellikler hücrenin şeklinden ziyade iç içeriğine bağlı olduğundan, benzer boyutta ancak farklı bileşimlere sahip hücreler ayırt edilebilir.
- Kimyasal etiketlere gerek yoktur**: Geleneksel hücre ayırma teknikleri genellikle hücreleri değiştiren kimyasal işaretleyiciler gerektirir. Yeni yöntem bunu önleyerek hücrelerin doğal halini koruyor.
MIT ekibi, düşük frekanslarda çalışan bir titreşimli mikroakışkan kanal geliştirdi. Hücreler kanal boyunca hareket ettikçe akustik kuvvetlerle etkileşime girerek sıvı yoğunluğunun akustik özellikleriyle eşleştiği alanlara doğru göç etmelerine neden oluyor. İyodiksanol bileşiği kullanılarak kanal içinde bir yoğunluk gradyanı yaratıldığında, hücreler doğal olarak yoğunluklarına ve sıkıştırılabilirliklerine karşılık gelen konumlara doğru hareket eder. Kanaldaki sıvı, merkezde daha yüksek yoğunlukta ve duvarlara doğru azalan yoğunlukta bir “tümsek” oluşturur. Titreşimler bu tümseğin çökmesini önleyerek yoğunluk gradyanını sabit tutar ve hücrelerin hassas bir şekilde ayrılmasını sağlar.
Bu cihaz, monositler, lenfositler ve nötrofiller gibi farklı beyaz kan hücresi türlerini, bu hücrelerin bazılarının boyutları birbirine çok yakın olsa bile, başarılı bir şekilde ayırt eder. Ayrıca, bir hastanın kanındaki tümör hücreleri arasında ayrım yapma potansiyeli de göstermektedir; bu da kanser ilerlemesini izlemek için yararlı olabilir.
Cihaz, şu anda laboratuvar bazlı işlem gerektiren tam kan sayımı (CBC) gibi hızlı ve uygun maliyetli hücre analizi için bir el aleti olarak geliştirilebilir. Nature Communications’da** 16 Mayıs’ta yayınlanan çalışma, bu teknolojinin sadece kan analizi için değil, aynı zamanda kanser ve diğer tıbbi uygulamaların takibi için de potansiyelini ortaya koyuyor.
İleri Okuma
- Ding, X., Li, P., Lin, S. C. S., Stratton, Z. S., Nama, N., Guo, F., & Huang, T. J. (2013). “Surface acoustic wave microfluidics.” Lab on a Chip, 13(18), 3626-3649. doi:10.1039/C3LC50361E.
- Burak Dura, Stephanie K. Dougan, Marta Barisa, Melanie M. Hoehl, Catherine T. Lo, Hidde L. Ploegh & Joel Voldman Profiling lymphocyte interactions at the single-cell level by microfluidic cell pairing Nature Communications 6, Article number: 5940 doi:10.1038/ncomms6940 Received 18 September 2014 Accepted 24 November 2014 Published 13 January 2015
- Nawaz, A. A., Zhang, X., Khademhosseini, A., & Voldman, J. (2023). “Acoustic separation of cells based on density and compressibility.” Nature Communications, 14, Article 1276. doi:10.1038/s41467-023-01476-w.
- Augustsson, P., & Laurell, T. (2012). “Acoustophoresis: Using ultrasound to handle cells and particles.” Annual Review of Analytical Chemistry, 5, 491-521. doi:10.1146/annurev-anchem-062011-143026.
- Collins, D. J., Neild, A., & Ai, Y. (2015). “The potential of acoustic microfluidics for particle and cell manipulation in diagnostic applications.” Lab on a Chip, 15(12), 2327-2340. doi:10.1039/C5LC00263C.
