Инженеры разработали акустический «3D-пинцет» для захвата отдельных клеток

Буквы и цифры, «написанные» клетками HeLa. Фото: Tony Jun Huang, Penn State

Исследователи использовали поверхностные акустические волны для создания потенциальных ям, в которые можно «поймать» крупные молекулы или даже отдельные клетки. Это позволило им передвигать частицы в пространстве, создавая различные плоские и объемные структуры.

Свою разработку исследователи из США описали в статье, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Для проведения манипуляций в плоскости ученые использовали две системы генераторов поверхностных акустических волн. При наложении двух встречных волн в плоскости возникали «ловушки» стоячих волн, в которых можно было зафиксировать отдельные частицы. Модулируя сигнал генераторов, зафиксированные молекулы или клетки затем передвигали в нужное место. Скорость передвижения в плоскости при этом составляла около 2,5 микрометра в секунду, а точность позиционирования — до одного микрометра (диаметр эукариотических клеток, с которыми работали исследователи, составляет 15—30 микрометров).

Перемещение частиц в третьем измерении, перпендикулярном плоскости, осуществлялось благодаря явлению так называемых акустических потоков, создаваемых стоячими акустическими волнами. Изменяя амплитуду волн, ученые добились точности установки z-координаты (то есть координаты в третьем измерении) клеток в два микрометра.

Помимо управления отдельными клетками HeLa (человеческая клеточная линия, которая используется как модельный объект в лабораториях по всему миру) исследователям удалось создать двух- и трехмерные изображения и структуры. На рисунке показаны составленные из отдельных клеток цифра 3 и буквы D, A, T (это аббревиатура названия технологии: 3D acoustic tweezers).

Буквы и цифры, «написанные» клетками HeLa. Фото: Tony Jun Huang, Penn State


Авторы исследования утверждают, что точность позиционирования для разработанной ими технологии зависит только от настроек разрешающей способности установки. Описанная система подходит для проведения достаточно точных манипуляций с отдельными клетками и не требует непосредственного контакта или нанесения биохимических меток. По словам ученых, «3D-пинцет» такого типа может найти широкое применение в области регенеративной медицины, неврологии, тканевой инженерии и онкологии. Ранее «Чердак» рассказывал о другой группе специалистов, которые пошли еще дальше и придумали, как в будущем можно будет телепортировать бактериальные клетки.
Теги:

Читать еще на Чердаке: