Ein von den Forschern an der schwedischen KTH Royal Institute of Technology vorgeschlagene Vorrichtung könnte eine zuverlässigere Alternative zur Erfassung von Biomarker bei Patienten mit Blick auf Krankheiten wie Krebs oder bieten Malaria .
Ob zu extrahieren zirkulierende Tumor Zellen aus dem Blut eines Krebspatienten , um die Elastizität der roten Blutkörperchen aufgrund von Malaria -Infektion zu messen, die physikalischen Eigenschaften der Zellen sind wichtige Biomarker in der Medizin.
Noch heute basieren die meisten Zellsortiertechnikenauf der Differenz zwischen der chemischen Eigenschaften der Zellen .
Das Problem ist, chemische Eigenschaften nicht geben Pathologen das vollständige Bild. Zwei Zellen können sehr ähnliche chemische Eigenschaften , aber unterschiedliche physikalische Eigenschaften haben. Größe, Form und Elastizität oder Verformbarkeit , sind wichtige Eigenschaften, auch sein kann, ermöglichen, Zellsortierung , da die richtige Art von Gerät.
Luca Brandt , Professor für Strömungsmechanik an der KTH , sagt sein Team umfangreiche Computersimulationen , um eine Mikrofluidik-Vorrichtung , die Zellen zu sortieren würde nach ihrer Elastizität vorschlagen.
Dhrubaditya Mitra, Assistenzprofessor für theoretische Physik an NORDITA , Nordic Institut für Theoretische Physik an der KTH Stockholm University, bietet ein Beispiel dafür, warum Elastizität Angelegenheiten. Wenn Sie mit Malaria infiziert sind , die physikalische Natur der roten Blutkörperchen Veränderungen , sagt er.
" Sie werden härter. Und rote Blutkörperchen auch schwieriger geworden , da sie älter zu ", sagt Mitra . "Diese härter roten Blutzellen werden durch die Milz , die wie ein Sieb wirkt gefiltert. Die weicheren roten Blutkörperchen können durch die Lücken zu quetschen , aber die härteren kann nicht."
Bestehend aus einem Kanal mit einem halbzylindrischen Hindernis eingebettet ist, und ein Diffusor arbeitet ein Mikrofluidvorrichtung in ähnlicher Weise. Mehrere Arten von Mikrofluid- Vorrichtungen wurden hergestellt, um biophysikalische Marker zu erkennen. Aber die große Herausforderung bei der Gestaltung der Geometrien, die für die effiziente Zellsortierung erlaubt gewesen , sagt Brandt.
Lailai Zhu , der das numerische Modell implementiert und Cecilia Rorai , die gemeinsam unter der Leitung von Brandt und Mitra gearbeitet : Das Design wurde von den Forschern an der KTH Linne FLOW Centre und SERC (Swedish e-Science Centre) vorgeschlagen. Ihre Arbeit basiert auf numerischen Methoden und Rechenfähigkeiten in den letzten zehn Jahren entwickelt, um die Komplexität der Mikroströmezu handhaben. Die Forscher kürzlich veröffentlichten ihre Papier in der Royal Society of Chemistry Zeitschrift , Soft Matter .
" Eine besondere Neuheit unserer Arbeit ist , dass dieses Design Prozess nicht in einem Labor , sondern als eine Computersimulation durchgeführt wurde", Brandt sagt Vergleich ihrer Computersimulationen , die frühen Stadien von Luftfahrzeugen oder Fahrzeugdesigns. "Wir hoffen, dass unsere Arbeit eine solche Änderung zu Gestaltung mikrofluidischen Bauteilen zu bringen , auch. "