Un método que usa ondas acústicas en un dispositivo de microfluidos para rotar partículas, células u organismos individuales permitirá a los investigadores tomar imágenes tridimensionales con solo un teléfono celular.
Se han utilizado ondas acústicas para mover y colocar muestras biológicas a lo largo de los ejes x, y y z, pero por primera vez los investigadores de Penn State las han utilizado para rotar muestras de forma suave y segura, una capacidad crucial en el análisis de una sola célula.descubrimiento de fármacos y estudios de organismos.
La investigación, publicada en Comunicaciones de la naturaleza , fue dirigido por Tony Jun Huang, profesor de ciencias de la ingeniería y mecánica y Catedrático Distinguido Huck en Ciencias de Bioingeniería. En este artículo, su grupo describe un método de manipulación rotacional acústico-fluídica ARM que atrapa burbujas en una serie de pequeñas cavidades dentro de unDispositivo de microfluidos. Los transductores acústicos similares a los transductores de imágenes de ultrasonido crean una onda acústica en el fluido, lo que hace que las burbujas vibren. Las burbujas vibratorias crean microvórtices en el líquido que fluye que se pueden ajustar para hacer que la muestra gire en cualquier dirección y en cualquier lugar deseadovelocidad.
"Actualmente, los microscopios confocales son necesarios en muchos estudios biológicos, bioquímicos y biomédicos, pero muchos laboratorios no tienen acceso a un microscopio confocal, que cuesta más de 200.000 dólares. Nuestro método ARM es una plataforma muy económica", dijo Huang.Y es compatible con todas las herramientas de caracterización óptica. Literalmente, puede usar un teléfono celular para hacer imágenes tridimensionales ".
Para demostrar las capacidades del dispositivo, los investigadores rotaron por primera vez C. elegans, un organismo modelo de aproximadamente un milímetro de longitud que se utiliza con frecuencia en estudios biológicos. También rotaron acústicamente y obtuvieron imágenes de una célula cancerosa HeLa, también por primera vezLos métodos existentes para manipular objetos pequeños dependen de las propiedades ópticas, magnéticas o eléctricas de la muestra y / o dañan la muestra debido al calentamiento del láser. El método ARM, por otro lado, utiliza una onda acústica suave generada por unpotencia similar a la de las imágenes de ultrasonido y a una frecuencia más baja. El dispositivo también es compacto y fácil de usar.
Con respecto a la capacidad de manipular múltiples células a la vez, el coautor principal Adem Ozceki, estudiante graduado en ingeniería y mecánica, dijo: "Nuestro método es una plataforma valiosa para obtener imágenes y estudiar el efecto de la rotación a nivel de una sola célula.Más importante aún, con la capacidad de rotar un gran número de células en paralelo, los investigadores podrán realizar estudios unicelulares de alto rendimiento ".
Además de su aplicabilidad a una amplia gama de investigaciones de ciencias biológicas y físicas, la tecnología ARM ha demostrado una excelente biocompatibilidad al realizar una prueba de viabilidad de células HeLa en la que el 99,2 por ciento de las células sobrevivieron a la manipulación.
También contribuyeron al artículo de Nature Communications titulado "Manipulación rotacional de células individuales y organismos mediante ondas acústicas", el ex miembro del grupo Daniel Ahmed, Ph.D, los estudiantes graduados Nagagireesh Bojanala, Nitesh Nama, Awani Upadhyay, Yuchao Chen y Assoc. Prof. Wendy Hanna-Rose, todos de Penn State.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Investigación de Materiales de Penn State . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
Referencia de la revista :
cite esta página :