Лабораторные анализы крови часто проводятся путем нагнетания проб через небольшие каналы. Когда каналы очень маленькие, как в микрофлюидных устройствах, эритроциты (эритроциты) деформируются и затем возвращаются к своей первоначальной форме после выхода из канала. Способ деформации и релаксации зависит как от характеристик потока, так и от механических свойств внешней мембраны клетки.
В номере журнала на этой неделе Biomicrofluidics , метод для характеристики восстановления формы эритроцитов здорового человека, протекающих через микрофлюидный суженный канал. Это исследование выявило связь между механическими свойствами ячейки и гидродинамическими свойствами потока. Кроме того, метод может различать здоровые эритроциты и инфицированных малярийным паразитом. Это говорит о возможной новой методике диагностики заболеваний.
Микрожидкостное устройство состояло из узкого канала с вкраплениями последовательностью пилообразных более широких областей. Раствор эритроцитов прокачивается через систему путем приложения давления с одного конца. Когда клетки проходят через канал, они наблюдаются под микроскопом. Изображения снимаются высокоскоростной камерой и отправляются на компьютер для анализа.
Когда РБК входит в узкий канал, он принимает форму парашюта. Когда он выходит в широкую область, он удлиняется в направлении потока до тех пор, пока не достигнет следующего расширения и снова не растянется потоком.
На последнем выходе наблюдались два различных режима восстановления формы в зависимости от скорости потока и вязкости среды. При высокой скорости потока и вязкости клетки растягиваются при последнем выходе из канала и затем возвращаются к своим первоначальным формам. Однако при более низкой скорости и вязкости парашютоподобная форма восстанавливается непосредственно при выходе.
Исследователи Установлено, что гидродинамические условия, при которых происходит переход между этими двумя режимами восстановления, зависят от упругих свойств РБК.
Соавтор Magalie Faivre сказала: «Хотя было показано, что время, необходимое клеткам для восстановления своей формы после выхода из канала, зависит от гидродинамических условий, мы продемонстрировали, что при данном стрессе это восстановление время можно использовать, чтобы отличить здоровые эритроциты от Plasmodium falciparum “. Plasmodium falciparum является одним из паразитов, вызывающих малярию.
Исследователи стремятся расширить свое исследование чтобы найти способ обнаружения «подписей» для других типов заболеваний.
«Мы в настоящее время оценка того, способен ли наш подход различать изменения различных структурных компонентов мембраны эритроцитов “, – сказал Фэйвр. «Для этого мы изучаем эритроциты от пациентов с малярией, серповидно-клеточной анемией и наследственным сфероцитозом».