Ученые разработали новый метод сортировки клеток с помощью света
Исследователи представили новый метод высокопроизводительной сортировки одиночных клеток, основанный на стимулированной рамановской спектроскопии, а не на традиционной флуоресцентно-активированной сортировке клеток (FACS). Этот подход предлагает бесклеточный и недеструктивный способ сортировки для различных областей, включая микробиологию, обнаружение рака и клеточную терапию.
"Наш подход (стимулированная рамановская эжекция клеток, S-RACE) предлагает инновационный способ сортировки клеток на основе их внутриклеточного химического состава с высокой пропускной способностью", — объясняет Цзин Чжан из Бостонского университета.
Проблема традиционных методов
Большинство современных методов сортировки клеток полагаются на флуоресцентные метки, которые могут нарушать функцию клеток и неприменимы к малым молекулам. Рамановская спектроскопия — перспективная альтернатива, поскольку она обеспечивает бесклеточные и недеструктивные измерения, получая химический "отпечаток пальца" клетки. Однако ранее было сложно совместить сильный рамановский сигнал с практичной микрофлюидной системой для визуализации.
Решение: стимулированная рамановская спектроскопия
Исследователи преодолели эту проблему, используя стимулированную рамановскую спектроскопию, которая дает сигнал на несколько порядков выше, чем спонтанное рамановское рассеяние. Процесс сортировки:
- Стимулированные рамановские изображения идентифицируют целевые клетки.
- 2D гальванометрические зеркала направляют на клетку импульсный лазер (532 нм).
- Акусто-оптический модулятор используется как быстрый селектор импульсов, чтобы одиночные лазерные импульсы выталкивали выбранную клетку в коллектор.
Каждая эжекция занимает всего около 8 миллисекунд.
Результаты испытаний
- Смесь полимерных шариков размером 1 микрон: достигнута чистота ~95% и пропускная способность ~98% при скорости около 14 эжекций в секунду.
- Фиксированные бактерии: метод успешно применен.
- Живые дрожжевые клетки: для защиты клеток от нагрева и высыхания добавлен тонкий слой агара, а в качестве коллектора использована агаровая чашка. После эжекции примерно 340 дрожжевых клеток наблюдался успешный рост в приемной чашке через ~40 часов.
Метод также совместим с другими методами геномного анализа, такими как количественная полимеразная цепная реакция (qPCR).