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Le liquide magnétique sépare les cellules sanguines
Des chercheurs de Yale ont démontré un appareil qui utilise un liquide magnétique pour séparer les cellules sanguines en fonction de leur taille et de leur forme en quelques minutes seulement.
Cet appareil utilise des champs magnétiques pour séparer les cellules par taille et forme.
Crédit : Comment Koser
Le dispositif applique un champ magnétique à un liquide contenant des nanoparticules magnétiques. Les nanoparticules créent des ondes qui transportent les cellules selon leur taille, leur forme et leurs propriétés mécaniques. Les chercheurs, dirigés par un professeur de génie électrique Comment Koser , espèrent développer une alternative bon marché aux techniques de tri cellulaire qui prennent du temps et nécessitent parfois un étiquetage coûteux.
Les suspensions liquides de particules magnétiques, appelées ferrofluides, sont déjà utilisées comme lubrifiants industriels et dans les haut-parleurs et les disques durs des ordinateurs. Ces liquides contiennent généralement d'autres produits chimiques pour empêcher les particules de s'agglomérer et de sortir de la suspension. Les nanoparticules magnétiques sont également explorées pour les thérapies contre le cancer et comme agents de contraste pour l'imagerie par résonance magnétique (IRM), deux applications qui nécessitent de très faibles concentrations.
Mais le groupe Yale est le premier à fabriquer un ferrofluide biocompatible à haute concentration qui ne contient aucun produit chimique nocif pour les cellules, tout en maintenant les particules à flot. Il était très difficile de trouver les paramètres pour maintenir les cellules vivantes, explique Koser.
Dans les expériences décrites cette semaine dans le Actes de l'Académie nationale des sciences , les chercheurs de Yale ont fabriqué des canaux microfluidiques bordés d'électrodes génératrices de champ magnétique. Les cellules ont ensuite été ajoutées à un ferrofluide dans le canal. Lorsque des champs magnétiques ont été appliqués le long de l'appareil, les particules dans le fluide ont poussé les cellules le long du canal, les séparant par taille et forme. Quelque chose de similaire peut être accompli en utilisant des champs électriques, dit Koser, mais cela peut endommager les cellules. Son groupe a utilisé l'appareil pour séparer les cellules sanguines vivantes des cellules drépanocytaires et des bactéries.
Koser pense que l'appareil pourrait être particulièrement utile pour essayer de détecter des types très rares de cellules sanguines, telles que les cellules cancéreuses. Le tri rapide des cellules à l'aide de champs magnétiques pourrait améliorer la sensibilité des tests pour ces cellules rares sans ajouter de marqueurs chimiques coûteux. Les cellules tumorales sont plus spongieuses que les cellules saines - peut-être parce qu'elles se développent rapidement et ne forment donc pas un squelette cellulaire interne approprié - et Koser espère que les champs magnétiques seront également capables de séparer les cellules en fonction de leur élasticité et d'autres propriétés mécaniques.
La prochaine étape consiste à essayer cela en conjonction avec des capteurs existants pour améliorer leur sensibilité et réduire le temps, explique Koser.
Dans la vidéo ci-dessous, un champ magnétique crée des ondes dans un liquide contenant des nanoparticules magnétiques (les nanoparticules ne sont pas visibles) pour séparer deux types de microbilles en fonction de leur taille.