Een onderzoeksgroep aan de Universiteit van Nagoya ontwikkelde een snelle celsorteringsmethode van grote cellen met een hoge levensvatbaarheid met behulp van dubbele on-chip pompen.

Het sorteren van individuele cellen is nodig voor veel biologische toepassingen, inclusief de isolatie van specifieke celtypen uit celsuspensies. Een fluorescentie-geactiveerde celsortering (FACS) is gebruikt voor celsortering met hoge doorvoer. Bij deze methode, lasers worden gebruikt om autofluorescentie of tagged-fluorescentie van cellen in druppeltjes op te wekken, en vervolgens worden druppels omgeleid naar verschillende containers, afhankelijk van hun kenmerken. Echter, deze techniek is bezorgd over monsterinfecties als gevolg van het genereren van aerosolen. Aanvullend, een FACS van grotere cellen vereist dat de monsters onder lage druk door bredere mondstukken worden verwerkt om schade te voorkomen. Dus, sorteren is beperkt tot een lage doorvoer.

Onderzoek aan de Universiteit van Nagoya naar celsortering gebruikte een microfluïdische chip om monsterinfectie te voorkomen. Deze chip heeft microkanalen waarin celsuspensies worden ingebracht om te sorteren. De onderzoeksgroep integreerde twee extern aangedreven on-chip pompen in de microfluïdische chip voor snelle stroomregeling. Het gebruiken van een hoge snelheidsactuator als drijfbron van pomp, ze slaagden erin een stroom te produceren met 16 microseconden voor celsortering.

Microfluïdische chip bevat een kruisvormig sorteergebied en een drievoudig vertakt microfluïdisch kanaal. "Doel/niet-doelcellen zijn driedimensionaal uitgelijnd in het hoofdkanaal, " zegt de corresponderende auteur Shinya Sakuma. "Wanneer doelcellen worden gedetecteerd, de on-chip pompen werken snel om cellen te sorteren in een van de twee interessekanalen. In de tussentijd, niet-doelcellen worden zonder pompbediening in het afvalkanaal gespoeld."

De techniek stelt ons in staat om niet alleen grote maar ook kleine cellen met hoge snelheid te sorteren, hoge zuiverheid, en hoge levensvatbaarheid. "We hebben de methode getest op microalgen als voorbeeld van grote cellen, ongeveer 100 micrometer groot, en bereikte 95,8 procent zuiverheid, 90,8 procent levensvatbaarheid, en een slagingspercentage van 92,8 procent, "corresponderende co-auteur Yusuke Kasai zegt. "Als een model kleincellig type, we gebruikten een kankercel met een grootte van ongeveer 24 micrometer, en bereikte een zuiverheid van 98,9 procent, 90,7 procent levensvatbaarheid, en een slagingspercentage van 97,8 procent."