Wissenschaftler bewegen Zellen mit Joystick

WASHINGTON--Biomedizinischer Forschung könnte eines Tages viel spielen aussehen
Video-Spiele durch ein neues Gerät, das Benutzern erlaubt, zu manipulieren
Zellen mit Effet eines Joysticks.

Ein Team von Physikern und Ingenieuren an der Ohio State University in
Columbus, Ohio entwickelt das Gerät aus einem winzigen Stück
Quadrat-Zentimeter-Silizium mit Reihen von magnetischen Zickzack-Intarsien
Drähte. An jeder Ecke verhält sich der Draht wie zwei Magnete wies Nord
Nord oder Süd, Süd. Die Felder der beiden Magneten erstellen ein
Punkt der starke Anziehung nur über ihnen. A in der Nähe magnetischer Objekt,
wie eine magnetisch-markierte Zelle zieht es in die Ecke und bekommt
dort stecken.

Um die Partikel bewegen zu erhalten, setzen die Forscher dann zwei magnetische
Felder um den Chip in der Ebene des Chips und der anderen
senkrecht dazu. Durch Umklappen der Richtung dieser Felder, die
Forscher können tagged Zellen entlang der Zickzack Draht und sogar führen.
machen sie aus einem Draht zum nächsten zu springen. Die Forscher EDV
das Magnetfeld umschalten, so dass ein Benutzer die Zellen durch einfach gesteuert
Umgang mit einem Joystick. Geschichte weiter unten.

{{video = "LS_090917_joystick-Zellen" Title = "Zelluläre Joystick" Caption = "über einen Joystick, manipulieren Forscher eine magnetisch markiert t-Zellen entlang einer Zickzack magnetischen Drahtes.
Credit: Sooryakumar Gruppe "}}

Das Team an der OSU Nieren das Gerät mit
magnetisch markiert die körpereigene Wächter gegen Infektion in T-Zellen.
Sie schnappte die Zellen, die Aufmerksamkeit an einem Ende des Chips, marschierten
Sie bis zum anderen Ende und machte hüpfen sie aus einem Draht zueinander,
erreichen Geschwindigkeiten von etwa 20 Mikron oder über ein Fünftel der Breite eines
menschliches Haar, pro Sekunde.

Jeffrey Chalmers, Chemie-Ingenieur, die markiert die T-Zellen für die
Experiment, sagte, dass das Gerät ideal wäre für die Prüfung von tumor
Zellen. Um biopsiert Tumoren zu untersuchen, behandeln Forscher oft mit
Enzyme, die sie in ihre konstituierenden Zellen unterteilen.
Forscher trennen dann Krebszellen, die, denen Sie studieren wollen
gesunde Zellen wie Fett und Blut.

"Ein Teil des Problems mit dem Krebs... ist, dass es unsere eigenen Zellen gehen
drunter und drüber, so ist es ein Heck viel schwieriger, herauszufinden, was die
anders,"sagte Chalmers. Mit dieser Methode sagte er, konnten Forscher
Markieren Sie magnetisch die wohlverstandenen gesunden Zellen und entfernen Sie Sie
von einer Probe so dass nur die Krebszellen. Chalmers, sagte dies
ein Segen für beide Forscher studieren eine bestimmte Art von Krebs wäre
oder ein Arzt, die Diagnose eines Patienten.

"Die Technologie dazu detaillierte Analyse ist ziemlich erstaunlich, aber es ist
nur so gut wie die Reinheit der Probe, Sie beginnen mit,"Chalmers
sagte. "Je mehr können Sie sie trennen, wissen Sie was [mehr]
Sie suchen."

Die kleine Magnetfelder sind sanft an Proben; das Gerät arbeitet auf
eine flache Oberfläche, eine Verbesserung gegenüber anderen Methoden; und es ist auch
kostengünstige. Das Projekt Studienleiter, Physikprofessor
Ratnasingham Sooryakumar, sagte, dass nur die Kosten über die gesamte einrichten
$200. Er sagte, dass es bis zu einem Quadratzentimeter leicht skaliert werden kann
Silizium-Plattform mit etwa 10.000 kleine fallen, oder skaliert auf
Organellen in einer einzelnen Zelle zu manipulieren.

Sooryakumar sagte, dass die Skalierung zu einer "Lab on a Chip" führen würde,
Forscher können billig und leicht charakteristischen Verhalten ansehen
in großen Populationen von Zellen erleichtert die endgültige
Schlussfolgerungen.

"Können Sie jede Zelle betrachten anstatt durchschnittlich es aus und sagen: ' die
Zelle am Scheitelpunktnummer 348 tat dies,'", sagte Sooryakumar. "Wenn Sie
Tatsächlich haben Sie 10.000 von ihnen, die Daten zu analysieren, können Sie verstehen
Stat-Distributionen, die wir normalerweise nicht im Ensemble bekommen hätte
Messungen, und das ist eine große Sache. "

Sooryakumar sieht das Gerät das Einbetten in Container, die halten
kleine Mengen an Flüssigkeit, wie Blut. Durch die Kennzeichnung einer bestimmten Art von
Partikel, konnten Forscher beginnen trennen Viren aus gesunden
Blutkörperchen. Chalmers hinzugefügt, dass es könnte verwendet werden, um Krebs im Blut zu studieren
Proben.

"One in 1 Million oder 1 in 1 Milliarde Zellen in Ihrem Blut könnte sein
Krebs,"sagte Chalmers, aber die Technik könnten höher erreichen
Konzentrationen von Krebszellen, durch markieren und Entfernen von gesunden
Blutkörperchen.

Prem Thapa, ein Forscher an der Kansas State University in Manhattan, Kansas,
Wer nicht an der Studie beteiligt war den Ansatz namens "interessant und
innovative,"fügte hinzu, dass die Technik Vorteile gegenüber bestehenden
optische Manipulation Methoden.

"Die Bedeutung dieser Studien ist hoch", sagte Thapa. Er wies aber
dass elektrisch erregbaren Nervenzellen oder Muskeln können Zellen nicht zu ergreifen, damit
freundlich zu magnetische Manipulation.

Thapa des K-State Kollege, Physiker Brett Flanders, war beeindruckt von den Ergebnissen aber nannte die Demonstration "einfach."

"Wie bei... alle möglichen biophysikalische Anwendungen, es gibt noch viel mehr
Arbeit zu tun,"sagte Flandern sagte. "Ich freue mich zu sehen, was
als nächstes kommt."

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