Stanford Tıp bilim adamları, yavaşça sıralamalarına yardımcı olmak için elektromanyetik kaldırmaya dayanan yeni bir cihazın geliştirildiğini bildirdi canlı hücrelerfiziksel temasa gerek kalmadan.
Araştırmacıların Electro-LEV adını verdiği teknik, bilim insanlarının ve klinisyenlerin izole etme ve tedavi etme şeklini dönüştürme potansiyeli taşıyor. hücreleri incelemekve romana yol açabilir kanser tedavileri ayrılmasına izin vererek kanser hücreleri sağlıklı olanlardan.
Yakın zamanda yayınlanan bir makalede anlatılan yenilik, Ulusal Bilimler Akademisi Bildirileri Radyoloji alanında yardımcı doçent Doktor Gözde Durmuş ve eski araştırmacısı Malavika Ramarao’nun yaptığı çalışma, numunelerde minimum stres yaratılarak canlı hücrelerin ölü hücrelerden ayrılmasında da yeniliklere yol açabilir.
Havaya Yükselen Hücreler
Geleneksel hücre sınıflandırma yöntemleri, floresan etiketlerin veya antikorların eklenmesine veya hassas hücrelere zarar verebilecek santrifüjlerin ve kimyasal işlemlerin kullanılmasına dayanır.
Hücreleri yoğunluklarına ve manyetik etkiye duyarlılıklarına göre sıralayarak çok farklı çalışan ve hücrelerin manyetik alanlarla nasıl etkileşime gireceğini yöneten Electro-LEV’e girin. Sonuç daha çok, hareketlerini neredeyse hayalet gibi yönlendiren “görünmez bir güç” gibidir. yakın zamanda açıklanan ile MİT Haberleri.
Durmus geçtiğimiz günlerde şöyle konuştu: “Klinik ortamda çok düşük hacimli bir biyopsi örneğiniz olabilir ve belirli hücrelere bakmak ve onları daha ileri genomik testler için canlı tutmak isteyebilirsiniz; bu, bu teknoloji için mükemmel bir uygulama olacaktır.” ifade kendisinin ve meslektaşlarının yeni yaklaşımını anlatıyor.
Basit Mıknatıslardan Akıllı Alanlara
Yeni Electro-LEV sistemi, Durmus’un on yıldan fazla bir süre önce geliştirdiği sistemin temelini oluşturan basit bir manyetik kaldırma prensibine dayanıyor. 2015 gibi erken bir tarihte laboratuvarı, hemen hemen her hücrenin dikkatle düzenlenmiş bir manyetik alan içerisinde havaya kaldırılabileceğini gösterdi.
Durmus yakın zamanda bunun gerçekleştiğini açıkladı çünkü “Dünyadaki her şeyin doğası gereği bazı manyetik özellikleri var.”
Son deneylerinde kullanılan düzenek için, boyut olarak bir sakız çubuğuna benzeyen bir çift küçük mıknatıs, kuzeyden kuzeye ve güneyden güneye yerleştirildi ve aralarına dar bir cam kılcal damar yerleştirildi. Bu küçük cam armatür, içinden paramanyetik bir çözümün aktığı bir kanal görevi görüyor; burada karşıt manyetik alanlar, her biri kendi doğal denge noktasına ulaşana kadar içerideki hücreleri itiyor ve çekiyor; bu, yoğunluğuna bağlı olarak asılı kalması gereken tam yükseklikte meydana geliyor.
Durmuş, “Çalıştığımız manyetik kuvvetler 0,4 Tesla civarında çok küçük” dedi. Bununla birlikte, kurulumda kullanılan mıknatısların yalnızca bir milimetre aralıklı olması, çok güçlü bir manyetik alan gradyanı veya alan kuvvetinin mesafeye göre değişme hızının oluşturulmasına olanak tanır.
Durmus, “İşin püf noktası bu,” diye açıkladı.
Karşılaştırıldığında, hastanelerde kullanılan MRI makineleri genellikle çok daha yüksek alan güçlerinde (yaklaşık 7 Tesla) çalışır, ancak mıknatısları birbirinden daha uzaktadır, bu da çok daha küçük gradyanlara neden olur.
Electro-LEV, temel olarak sistemlerinde kompakt geometri kullanarak Durmus ve ekibine her hücrenin konumu üzerinde hassas düzeyde kontrol sağlıyor.
Elektrik Akımı Sayesinde Hassasiyet
Ekibinin önceki tasarımını önemli ölçüde geliştiren yeni Electro-LEV, her iki mıknatısına da elektromanyetik bobinler ekliyor. Ekip, bu bobinlerden geçen elektrik akımını ayarlayarak, üretilen manyetik kuvvetleri gerçek zamanlı olarak ayarlayabiliyor.
Durmus, yeni tasarımın “hücreleri daha fazla ayırmak için çok hassas bir şekilde manipüle etmelerine” olanak tanıdığını ve farklı yüksekliklerde yükselen hücrelerin daha sonra cihazdan dışarı akarken üst veya alt çıkışlara yönlendirilebileceğini söylüyor. Bu şekilde, eğer hücreler doğru şekilde sıralanmıyorsa, akımda yapılacak basit bir ayarlama hızlı bir çözüm sunar.
Durmuş, “Her şey gerçek zamanlı olarak kontrolünüz altında, dolayısıyla daha kullanıcı dostu” dedi.
Ölü ya da Diri ve Ötesi
Deneyleri sırasında, Electro-LEV ile göğüs ve akciğer kanseri hücrelerinden fibroblastlara ve hatta beyaz kan hücrelerine kadar çeşitli farklı hücreler test edildi. Ekip ayrıca cihazın, üzerinde çalıştıkları numunelerden ölü hücreleri çıkarma yeteneğini ölçmek için testler de gerçekleştirdi; bu, doğru RNA dizilimi ve kök hücre tedavileri için gerekli olan önemli bir adımdır.
Ölü hücreler daha fazla paramanyetik çözelti emer, bu da onları daha yoğun hale getirir ve cihazda canlı hücrelere göre daha alçakta havaya yükselmelerine neden olur. Electro-LEV, ölüme yaklaşan ancak hâlâ yaşam belirtileri gösteren hücresel örneklerden yola çıkarak bunları neredeyse %93 canlı hücreye kadar saflaştırmayı başardı.
Ekip tarafından bildirilen bir diğer ilgi çekici bulgu, kanser hücresi kümelerinin, manyetik alanlarla ortaya çıkan değişikliklere, tek tek hücrelere göre daha hızlı tepki verdiğini keşfetmeleridir. Bunun, bilim adamlarının metastazla ilişkilendirdiği agresif tümör kümelerini tespit etmek için yeni bir araç sunabileceğini söylüyorlar ve Durmus, havaya yükselme hızının bu tür kanserli hücre kümelerini izlemek için bir ölçü olarak kullanılabileceğini söylüyor.
Durmuş, Electro-LEV’in yalnızca kanser hücrelerini ayırmanın ötesinde, mikrobiyal toplulukları organize etmeyi, bir araya getirmeyi de içeren geniş bir uygulama yelpazesi sunabileceğini söylüyor. yapay olarak yetiştirilen organoidlerhatta mikro robotların çalışmalarına rehberlik etmek.
“Geniş ve çok yönlü bir platform” diyen Durmuş, kendisinin ve ekibinin henüz düşünmediği yeni uygulamaların geliştirilmesini öngördüğünü ekliyor.
Genel olarak, Durmus ve ekibinin Electro-LEV ile çalışması, mekanik manipülasyon yerine manyetizmadan yararlanarak araştırmacılara, hücresel havaya yükselmenin yeni uygulaması yoluyla mikroskobik yaşamı incelemek ve sınıflandırmak için daha yumuşak, kolayca ayarlanabilir ve potansiyel olarak devrim niteliğinde bir yol sunuyor.
Micah Hanks, The Debrief’in Genel Yayın Yönetmeni ve Kurucu Ortağıdır. Uzay ve astronomi odaklı bilim, savunma ve teknoloji üzerine uzun süredir muhabirlik yapan kendisine şu adresten ulaşılabilir: [email protected]. Onu X’te takip et @MicahHanksve micahhanks.com.
