표류하는 껌 드롭처럼 보이는 것은 임상 연구자와 벤치 과학자 모두에게 풍부한 정보를 보유 할 수 있습니다. 바이오 엔지니어와 유전 학자 팀은 자석 사이에 단일 살아있는 세포를 매달고 높은 수가 얼마나 높은지에 따라 밀도를 측정 할 수있는 장치를 설계했습니다. 이러한 측정은 다른 유형의 세포를 분류하는 데 사용될 수 있습니다 (예 :암성 세포를 건강한 세포와 구별하거나 약물에 노출 될 때 세포가 변화하는 방법을 측정 할 수 있습니다.
국립 과학 아카데미의 절차에서 오늘 온라인으로 출판 된이 접근법의 시연 달라스의 텍사스 남서부 의료 센터 (University of Texas Southwestern Medical Center)의 암 생물 학자 인 존 미나 (John Minna)는“사실이라면 많은 것들에 대한 게임 체인저가 될 수있는 정말 놀라운 것들입니다.
연구원들은 자석을 사용하여 살아있는 개구리와 같은 전체 생물을 부양하기 위해 자석을 사용했습니다. 캘리포니아 팔로 알토에있는 스탠포드 대학교 (Stanford University)의 바이오 엔지니어 인 Utkan Demirci는“자연의 모든 재료, 모든 세포에는 자기 감수성이 있습니다. 그러나 그와 그의 동료들은 자석을 사용하여 작은 조직 조각을 조작하고 조립하는 새로운 방법을 찾고있었습니다. 그는 약 20 미크론보다 작은 물체의 경우 자체 중력 무게를 높일 수 없기 때문에 약 20 미크론보다 작은 물체의 경우 "라고 말합니다. 침해에 대한 또 다른 일반적인 접근법은 물체를 산화철 입자로 채우는 것입니다. 그러나 그것은 살아있는 세포에 독성이있을 것입니다.
그 문제를 해결하기 위해, Demirci의 그룹은 세포 자체의 자기 특성이 아니라 그 주위의 매체로 가득 차있었습니다. 연구원들은 이쑤시개 크기의 두 개의 길고 얇은 자석 사이에 좁고 유체로 채워진 채널을 만들었습니다. 그들은 유체를 가돌리늄의 입자로 묶었습니다. 가돌리늄은 매우 자성적이며 때로는 MRI의 대비를 증가시키기 위해 환자에게 주어진 희귀 한 금속 인 가톨리늄 입자로 묶었습니다. 자기장은 Gadolinium을 아래쪽으로 당기기 위해 형성되어 금속 입자가 세포를 위로 밀어 보트를 떠 다니는 부력을 만듭니다.
.즉, 세포가 부상하는 높이는 밀도에 의존한다는 것을 의미합니다. 가돌리늄 배지만큼 밀도가 높은 세포는 채널의 중간에 맴돌지 만 밀도가 높은 세포는 약간 가라 앉을 것입니다. 빛을 현미경으로 반사하는 채널을 따라 거울을 배치함으로써, 연구원들은 실시간으로 침수 세포를 관찰 할 수 있습니다.
.그런 다음 연구원들은 다른 유형의 세포가 독특한 높이에서 침입 한 것을 관찰했습니다. 예를 들어, 암 세포는 더 밀도가 높은 혈액 세포 위에 떠서 임상의가 환자 샘플에서 희귀 한 순환 종양 세포를 발견 할 수있게 해주었다. 이 장치는 또한 적혈구를 백혈구와 구별 할 수 있습니다. 즉, 저 백혈구 수를 감지하는 데 사용될 수 있습니다. 화학 요법의 일반적인 합병증과 환자가 감염이 발생하기 쉬운 신호입니다.
.세포 분류를위한 전통적인 방법은 형광 분자 태그에 의존하며, 특정 유형의 세포에 존재하는 표면 단백질에 달라 붙지 않도록 설계되었습니다. 리버 사이드 캘리포니아 대학교 (University of California)의 생물 공학자 인 윌 그로버 (Will Grover)는 밀도로 분류하는 것이 유혹적인 대안이라고 말했다. 우선, 독특한 라벨을 디자인하는 것보다 훨씬 간단 할 수 있습니다. 그로버는“밀도는 무료로 온다”고 말했다. "당신은 세포에 아무것도 할 필요가 없습니다."
이 기술은 또한보다 안정적인 진단 테스트로 이어질 수 있습니다. 암 세포는 너무 다양하여 특정 것이 분자 표지가 부착되어야하는 항체를 견딜 수 없을 수도 있습니다. 그러한 오류는 잘못된 긍정적 및 거짓 음성 결과로 이어질 수 있습니다. 침해 세포의 춤은 또한 약물이 얼마나 잘 작동하는지에 대한 정보를 가지고 다닐 수 있습니다. 세포가 죽을 때, 다공성 막의 채널은 주변 유체를 주변에 넣어 밀도를 증가시키고 챔버의 바닥으로 가라 앉게한다. 연구원들은 종양이나 박테리아의 균주에서 어떤 개별 세포를 식별 할 수 있는가 약물 치료를 통해 더 연구하고 더 연구 할 수 있다고 Demirci는 말합니다.
는 말합니다.부상은 세포 밀도를 측정하기위한 유일한 방법과는 거리가 멀다고 Grover는 작은 공진기에 붙이고 진동의 변화를 측정함으로써 단일 살아있는 세포를 무게를 측정하기위한 다른 기술을 개발했다고 지적했다. 그 접근법은 한 번에 하나의 셀을 측정하므로 새로운 자기 플랫폼은 프로세스를 확장하는 데 이점이있을 수 있다고 Grover는 말합니다. 지금까지 설정은 시간당 약 3000 개의 셀을 통과 할 수 있습니다. 그러나 Grover는 형광 표지 세포가 1 시간 안에 수백만을 분류 할 수있는 기존 기술이 수백만을 분류 할 수 있다고 지적합니다. 세포는 또한 원심 분리기와 대량으로 대량 분류 될 수있다. 그러나 그 기술은 개별 세포의 밀도를 알 수 없거나 실시간 밀도 변화를 관찰 할 수 없습니다.
연구원들은 이제 장치의 감도의 한계를 테스트하고 서로 안정적으로 구별 할 수있는 세포의 수를 파악하기 위해 노력하고 있습니다. 또한 빠르고 휴대용 진단 테스트로 핸드폰 카메라에 연결되는 버전을 개발하고 있습니다.
