2023 लेखक: Bryan Walter | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2023-05-21 22:25
अमेरिकी वैज्ञानिकों ने चुंबकीय क्षेत्र का उपयोग करके मृत और जीवित कोशिकाओं को छांटने का प्रस्ताव दिया है: कोशिकाएं चुंबक के बीच एक छोटे से चैनल के माध्यम से बहती हैं और विभिन्न घनत्वों के कारण अलग-अलग ऊंचाई पर समाप्त होती हैं। शोधकर्ताओं ने विभिन्न सेल सांद्रता वाले स्तन कैंसर कोशिकाओं पर गैर-विनाशकारी पृथक्करण का प्रदर्शन किया - छँटाई केवल आधे घंटे में हुई। कार्य का प्रीप्रिंट biorxiv.org वेबसाइट पर प्रकाशित किया गया है।
हेमटोपोइएटिक स्टेम कोशिकाओं के विष विज्ञान अनुसंधान और प्रत्यारोपण के लिए, जीवित कोशिकाओं को मृत कोशिकाओं से अलग करना आवश्यक है। आज, वैज्ञानिक धुंधला लेबल का उपयोग करके कोशिकाओं को सॉर्ट करते हैं, लेकिन दुर्भाग्य से, धुंधला एजेंट सेल व्यवहार्यता को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करते हैं, और सेंट्रीफ्यूजेशन कुछ कोशिकाओं (जैसे सफेद रक्त कोशिकाओं) को नुकसान पहुंचा सकता है। वैकल्पिक तरीके (माइक्रोफिल्ट्रेशन, एकोस्टोफोरेसिस और डाइइलेक्ट्रोफोरेसिस) अधिक लागत प्रभावी हैं, हालांकि वे चयनात्मकता में खो जाते हैं। इसलिए, जीवविज्ञानी एक सस्ती, गैर-विनाशकारी और लेबल-मुक्त विधि की तलाश में हैं।
इलियट के। चिन और कॉलिन ए। ग्रांट ने एकल कोशिका चुंबकीय उत्तोलन के अपने अध्ययन को जारी रखा और इसका उपयोग जीवित और मृत कोशिकाओं को अलग करने के लिए किया। ऐसा करने के लिए, वैज्ञानिकों ने दो मैग्नेट के साथ एक माइक्रोफ्लुइडिक चैनल के माध्यम से जीवित और मृत कोशिकाओं की एक धारा शुरू की, जिसने घनत्व के संदर्भ में कोशिकाओं को पुनर्वितरित किया (जीवित कोशिकाओं में मृत कोशिकाओं की तुलना में कम घनत्व होता है)।
शोधकर्ताओं ने अपने डिवाइस का नाम सेलेविटास रखा, जिसका अर्थ है कि इस तरह के माइक्रोफ्लुइडिक चैनल में कोशिकाएं चुंबकीय क्षेत्र के प्रभाव में निकलती हैं। नहर की ऊंचाई के साथ कोशिकाओं के वितरण की प्रेरक शक्ति कोशिका और अनुचुंबकीय वातावरण के बीच चुंबकीय संवेदनशीलता में अंतर है, जो गैडोबुट्रोल द्वारा खेला जाता है, गैडोलिनियम आयन युक्त एक गैर-विषैले केलेट परिसर, जिसका उपयोग इसके विपरीत के रूप में किया जाता है। एमआरआई के लिए एजेंट। यह सेल को मैग्नेट की सीमाओं से चैनल के मध्य तक जाने के लिए मजबूर करता है, जहां चुंबकीय क्षेत्र न्यूनतम होता है। हालांकि, सेल अभी भी गुरुत्वाकर्षण और आर्किमिडीज के बल से प्रभावित है, और इसलिए तीनों बलों की संतुलन स्थिति चैनल के केंद्र के सापेक्ष स्थानांतरित हो जाती है। यह प्रणाली जीवित और मृत कोशिकाओं के लिए छँटाई के समय को 30 मिनट के एक चरण तक कम कर देती है।
जब एक कोशिका मर जाती है, तो यह आकार और तदनुसार घनत्व में बदल जाती है। चुंबकीय क्षेत्र में घनत्व ग्रेडिंग के परीक्षण के रूप में, वैज्ञानिकों ने द्रव प्रवाह के बिना परीक्षण किए। छँटाई की जाँच करने के लिए, उन्होंने जीवित और मृत स्तन कैंसर कोशिकाओं को मिलाया, जिन पर उन्होंने पहले दाग लगाया था: हरे रंग में कैल्सीन-एएम के साथ जीवित कोशिकाएँ, और लाल रंग में प्रोपीडियम आयोडाइड वाली मृत कोशिकाएँ। फिर सेल मिश्रण को एक अनुचुंबकीय माध्यम में रखा गया, जिसमें, 15 मिनट में, अनुचुंबकीय तरल माध्यम की सांद्रता के आधार पर, कुछ निश्चित ऊंचाइयों पर जीवित और मृत कोशिकाओं को स्थापित किया गया। सबसे अच्छा सेल पृथक्करण 50 मिलीमोल की सांद्रता में हुआ, जिस पर जीवित और मृत कोशिकाओं के बीच 235.9 माइक्रोमीटर था।
अनुचुंबकीय माध्यम की सांद्रता के आधार पर एक स्थिर प्रयोग में जीवित और मृत कोशिकाओं के स्तर की ऊंचाई
शोधकर्ताओं ने तब वास्तविक समय में छँटाई प्रक्रिया को देखा: कोशिकाओं के रंगे हुए मिश्रण को मैग्नेट के बीच 30 मिनट तक रखा गया, जिसमें हर मिनट में तस्वीरें ली गईं। वैज्ञानिकों ने पाया कि जीवित कोशिकाएं दस मिनट में जल्दी से अपनी ऊंचाई पर बस गईं, जबकि मृत कोशिकाएं धीरे-धीरे पूरे एक्सपोजर समय के दौरान चैनल के नीचे चली गईं।
माइक्रोफ्लुइडिक चैनल प्रवाह में जीवित और मृत कोशिकाओं को अलग करने की प्रक्रिया। नीचे - जीवित कोशिकाएँ हरे रंग की होती हैं, मृत कोशिकाएँ लाल रंग की होती हैं
जीवित कोशिकाओं को समृद्ध करने के लिए सेलेविटास के उपयोग को प्रदर्शित करने के लिए, वैज्ञानिकों ने कोशिकाओं के मिश्रण को धारा में इंजेक्ट किया, जो चुंबकीय साइट से गुजरने के बाद, दो उत्सर्जन चैनलों के साथ वितरित किया गया था।कोशिकाओं की कम सांद्रता (50-100 सेल प्रति मिलीलीटर) और उच्च (200 हजार सेल प्रति मिलीलीटर) के साथ-साथ मृत और जीवित कोशिकाओं के विभिन्न अनुपातों में (जीवित कोशिकाओं के 10 से 50 प्रतिशत से) दोनों में छंटनी सफल रही। मिश्रण)। संबंधित निकास चैनल में जीवित कोशिकाओं की संख्या लगभग किसी भी अनुपात के लिए समान थी - लगभग 75 प्रतिशत।
बाईं ओर - छँटाई से पहले की स्थिति, बीच में - जीवित कोशिकाओं का निकास, दाईं ओर - छँटाई के बाद मृत कोशिकाओं का निकास
लेखकों को उम्मीद है कि यह तकनीक मैक्रोफेज, एडिपोसाइट्स, कार्डियोमायोसाइट्स और श्वान कोशिकाओं जैसी नाजुक कोशिकाओं को अलग कर सकती है, साथ ही मौजूदा तरीकों की तुलना में दुर्लभ सेल लाइनों को बहुत सस्ता कर सकती है। भविष्य के काम में, वे कैंसर कोशिकाओं की दवाओं के प्रति संवेदनशीलता का आकलन करने के लिए सेलेविटास तकनीक का उपयोग करने की योजना बना रहे हैं - वास्तविक समय में संवेदनशील और प्रतिरोधी सेल आबादी का निर्धारण करना संभव होगा।
न केवल मृत और जीवित कोशिकाओं के बीच छंटनी की जा सकती है। एक साल पहले, जर्मन भौतिकविदों ने नियतात्मक पार्श्व विस्थापन के आधार पर सेल कठोरता छँटाई के लिए एक माइक्रोफ्लुइडिक उपकरण विकसित किया था। इस तरह के उपकरण से स्वस्थ और रोगग्रस्त लाल रक्त कोशिकाओं को अलग करना संभव होगा।
