Laboratoriumbloedonderzoeken worden vaak gedaan door monsters door kleine kanaaltjes te persen. Als de kanalen erg klein zijn, zoals in microfluïdische apparaten, rode bloedcellen (RBC's) worden vervormd en ontspannen vervolgens terug naar hun oorspronkelijke vorm nadat ze het kanaal hebben verlaten. De manier waarop de vervorming en relaxatie plaatsvinden, hangt af van zowel de stromingskarakteristieken als de mechanische eigenschappen van het buitenmembraan van de cel.

In de uitgave van het tijdschrift van deze week Biomicrofluïdica , een methode om het vormherstel van gezonde menselijke RBC's die door een microfluïdisch vernauwd kanaal stromen te karakteriseren, wordt gerapporteerd. Dit onderzoek bracht een koppeling aan het licht tussen de mechanische eigenschappen van de cel en de hydrodynamische eigenschappen van de stroming. In aanvulling, de methode kon onderscheid maken tussen gezonde RBC's en degenen die besmet zijn met de malariaparasiet. Dit suggereert een mogelijke nieuwe techniek voor het diagnosticeren van ziekten.

Het microfluïdische apparaat bestond uit een smal kanaal dat werd afgewisseld door een opeenvolging van zaagtandvormige grotere gebieden. Een oplossing van RBC's wordt door het systeem gepompt door aan één kant druk uit te oefenen. Terwijl de cellen door het kanaal reizen, ze worden waargenomen met een microscoop. De beelden worden vastgelegd met een hogesnelheidscamera en naar een computer gestuurd voor analyse.

Wanneer een RBC een smal kanaal binnenkomt, het neemt een parachute-achtige vorm aan. Wanneer het een groot gebied binnenkomt, het verlengt zich in de richting van de stroming totdat het de volgende verbreding ontmoet en opnieuw wordt uitgerekt door de stroming.

Bij de laatste afslag, er werden twee verschillende vormherstelgedragingen waargenomen, afhankelijk van de stroomsnelheid en viscositeit van het medium. Bij hoge stroomsnelheid en viscositeit, de cellen worden uitgerekt bij hun laatste uitgang van het kanaal en herstellen dan hun oorspronkelijke vorm. Bij lagere snelheid en viscositeit, echter, de parachute-achtige vorm wordt direct hersteld bij het verlaten.

De onderzoekers ontdekten dat de hydrodynamische omstandigheden waaronder de overgang tussen deze twee verschillende herstelgedragingen plaatsvindt, afhankelijk zijn van de elastische eigenschappen van de RBC.

Co-auteur Magalie Faivre zei:"Hoewel is aangetoond dat de tijd die de cellen nodig hebben om hun vorm te herstellen na het verlaten van het kanaal afhangt van de hydrodynamische omstandigheden, we hebben aangetoond dat bij een bepaalde spanning, deze hersteltijd kan worden gebruikt om gezonde en met Plasmodium falciparum geïnfecteerde RBC's te onderscheiden." Plasmodium falciparum is een van de parasieten die malaria veroorzaken.

De onderzoekers proberen hun studie uit te breiden om een ​​manier te vinden om "handtekeningen" voor andere soorten ziekten te detecteren.

"We evalueren momenteel of onze aanpak in staat is om de verandering van verschillende structurele componenten van het RBC-membraan te onderscheiden, "zei Faivre. "Om dat te doen, we bestuderen rode bloedcellen van patiënten met malaria, sikkelcelanemie en erfelijke sferocytose."