Een team van onderzoekers van NYU Abu Dhabi heeft een diëlektroforese (DEP)-enabled MicroelectroFluidic Probe (MeFP) ontwikkeld die het vermogen heeft om zoogdiercellen opeenvolgend te scheiden en te modelleren in een open microfluïdisch systeem. Zoogdiercellen zijn klein (ongeveer een tiende van een enkele haarstrengdiameter) en daarom wordt het een grote uitdaging om selectief cellen te verrijken en te modelleren met de resolutie van een enkele cel. De ontwikkelde tool is in staat om cellen van belang selectief te verrijken in een magnetisch-achtige arrestatie die leidt tot het grijpen van doelcellen uit de vloeistofstroom, terwijl ze niet-doelwitten in de stroom onaangeroerd laten. Bijgevolg, gearresteerde cellen worden vrijgegeven en van een patroon voorzien op het substraat in een 2D-print-achtig proces.

De studie toonde de MeFP aan met een isolatie-efficiëntie tot 100%, 90% scheidingszuiverheid, en een patroonafzettingssnelheid van enkele seconden. Met deze methode om te sorteren, zuiveren, en het assembleren van cellen in gecontroleerde patronen is de eerste stap in het weefselmanipulatieproces.

Het apparaat heeft ook een potentiële toepassing bij het achtereenvolgens vangen en karakteriseren van circulerende tumorcellen (kwaadaardige cellen gevonden in het bloed van kankerpatiënten). Omdat de MeFP gevangen cellen direct op elk plat bodemsubstraat kan deponeren, deze cellen kunnen vervolgens worden getest met meerdere chemotherapeutische geneesmiddelen met alleen de microfluïdische functie van hetzelfde apparaat.

In de krant, "Microelectrofluïdische sonde voor sequentiële celscheiding en patroonvorming, " gepubliceerd in het tijdschrift Lab op een chip , de onderzoekers presenteren het proces van het creëren van een hulpmiddel dat cellen kan scheiden en patroonvormen met behulp van DEP-krachten binnen een open "kanaalloos" microfluïdisch systeem, waardoor cellulaire patronen met een complexe weefselachtige structuur kunnen groeien. De MeFP is een microfluïdische sonde met injectie- en aspiratieopeningen, geïntegreerd met een reeks microbult-elektroden op de punt. Door de stroomconfiguratie van de MeFP aan te passen, de onderzoekers waren in staat om een ​​celcultuur met twee verschillende soorten cellen te modelleren voor homotypische en heterotypische celinteractiestudies.

Met de MeFP, biologische cellen van verschillende typen kunnen opeenvolgend worden gesorteerd en tegelijkertijd van een patroon worden voorzien, op elke vlakke ondergrond, om de vereiste celpatronen en mogelijk weefselconstructies te vormen. Voorbeelden van verschillende celtypen zijn kankercellen, stamcellen, immuun en rode bloedcellen, om er een paar te noemen.

"De MeFP is een multifunctioneel hulpmiddel voor het manipuleren van cellen in een open kanaalloze ruimte, " zei hoofdonderzoeker en assistent-professor Mechanische en Biomedische Technologie aan NYUAD Mohammad Qasaimeh, "deze demonstratie van zijn eenvoudige, dynamische en aanpasbare natuur zal inspireren tot nieuwe celpatronen, weefsel engineering, en life science-toepassingen."

"De ontwikkelde tool kan worden gebruikt om over elk vlak substraat te scannen, en kunnen specifieke cellen scheiden op basis van hun elektronische handtekening, "' aldus eerste auteur en Global Ph.D. Fellow in Mechanical Engineering aan NYUAD Ayoola T. Brimmo.

"Dit is de eerste studie die DEP-krachten combineert in een open microfluïdische sonde, die de kenmerken van hydrodynamische opsluitingen en scanmogelijkheden bezitten, " zei tweede auteur en senior onderzoeker in Mechanical and Biomedical Engineering aan NYUAD Anoop Menachery.