Een team onder leiding van wetenschappers van Yale University heeft een manier ontwikkeld om snel verschillende cellen in het bloed te manipuleren en te sorteren met behulp van magnetiseerbare vloeistoffen. De bevindingen, die in de week van 7 december verschijnt in de online editie van de Proceedings van de National Academy of Sciences , zou de snelheid en gevoeligheid van tests die worden gebruikt om biomarkers voor kanker te detecteren, drastisch kunnen verbeteren, bloedziekte, virussen en andere ziekten.

Ferrofluids bestaan ​​uit magnetische nanodeeltjes die door een vloeibare drager zijn gesuspendeerd. Ze worden al jaren in industriële toepassingen gebruikt, ook in harde schijven en luidsprekers. Nu een team onder leiding van Hur Koser, universitair hoofddocent aan de Yale School of Engineering &Applied Science, heeft een biocompatibele ferrovloeistof ontwikkeld - een met het juiste pH-niveau en zoutgehalte zodat menselijke cellen er enkele uren in kunnen overleven - en heeft een apparaat gemaakt met geïntegreerde elektroden die een magnetisch veldpatroon genereren, waardoor ze rode bloedcellen kunnen manipuleren en scheiden, sikkelcellen en bacteriën in deze unieke oplossing.

Het magnetische veld trekt de nanodeeltjes in de ferrovloeistof aan, effectief duwen en schudden van de veel grotere, niet-magnetische cellen langs specifieke kanalen. Afhankelijk van de frequentie van het magnetische veld dat ze toepassen, de onderzoekers kunnen ook verschillende soorten cellen manipuleren en sorteren, afhankelijk van hun grootte, elasticiteit en vorm.

"Het is alsof de cellen surfen op magnetische krachten, ' zei Koser. 'Als we het magnetische veld aanzetten, de niet-magnetische cellen worden onmiddellijk naar de top van het kanaal geduwd." Daar, ze rollen over het oppervlak en kunnen snel op een sensor worden gericht.

Hoewel er andere technieken voor celmanipulatie bestaan, deze nieuwe methode is uniek omdat er geen biomarkers aan moeten worden bevestigd, of etiketten, naar de cellen en er is geen arbeidsintensieve voorbereiding of nabewerking nodig.

Het effectief kunnen sorteren en verplaatsen van cellen met deze techniek zou een veel grotere efficiëntie bij ziektedetectie mogelijk maken door zieke cellen naar sensoren te sturen. Veel van de tests van vandaag hebben uren of zelfs dagen nodig om te voltooien, omdat de concentratie van zieke cellen in een bloedmonster zo laag kan zijn dat het lang duurt voordat ze willekeurig tegen de sensoren botsen. Bij kanker in een vroeg stadium bijvoorbeeld, er kan één tumorcel zijn voor elke miljard gezonde cellen, waardoor ze extreem moeilijk te detecteren zijn.

"Effectieve en efficiënte scheiding is erg belangrijk als je zoekt naar een speld in een hooiberg, " zei Ayse Rezzan Kose, een afgestudeerde student in het Koser Lab en de hoofdauteur van de studie. "We hopen dat we een toename van enkele ordes van grootte kunnen bereiken in de gevoeligheid van bestaande detectietechnologieën. Als dat zo is, een bloedmonsteranalyse kan binnen enkele minuten worden voltooid, geen uren of dagen."

Koser hoopt dat de nieuwe techniek op een dag zal leiden tot draagbare sensoren die artsen in het veld kunnen dragen en die kunnen worden gebruikt om te testen op een reeks aandoeningen, zoals kanker en hiv. "Alles wat je in de ferrofluïde-oplossing kunt doen, is op deze manier potentieel detecteerbaar."

Meer informatie: DOI:10.1073/pnas.0912138106

Bron:Yale University (nieuws:web)