Эта ситуация может изменяться, однако, с введением микрожидких основанных на чипе платформ. Одна такая недавно развитая платформа была развита командой японских исследователей.
Их система позволяет ученым к быстро изображению флуоресцентные клетки, выращенные в чипе, используя светочувствительную матрицу CMOS, та же самая технология, найденная в камере смартфона. У новой системы, описанной на этой неделе в Достижениях AIP, от AIP Publishing, есть многочисленное потенциальное использование в биомедицинском исследовании.«Обычный настольный тип, оптические микроскопы – мощные инструменты для исследователей, но они действительно не достаточны для полностью автоматизированных систем из-за расхода и необходимости хорошо обученного технического персонала», сказал Хироуки Тэкехара, который исследует автоматизированные устройства обработки клетки в Токийском университете и является одним из авторов исследования.
Чтобы разработать систему на чипе, он объединился с соавтором Юном Охтой из Института Нары Науки и техники, эксперта в технологии светочувствительной матрицы CMOS.Другие группы разработали основанные на чипе флуоресцентные системы микроскопии ранее, но те установки потребовали, чтобы образец сидел непосредственно на чипе светочувствительной матрицы, который вводит риск перекрестного загрязнения. Эти системы не могут быть действительно высокой пропускной способностью, потому что жареный картофель датчика должен быть вымыт промежуточное использование.Takehara и коллеги развивали доступный жареный картофель, чтобы преодолеть эти ограничения.
Чип содержит микрожидкие каналы, особенно разработанные для клеток культивирования и введения СМИ культуры, наркотиков и других биологических молекул. У чипа есть ультратонкое стеклянное основание, которое минимизирует расстояние между клетками и датчиком контакта ниже. Светочувствительная матрица CMOS обнаруживает флюоресценцию, испускаемую клетками, превращает ее в электронный сигнал и затем восстанавливает изображение.Чтобы продемонстрировать эффективность их системы, исследователи вырастили клетки, содержащие флуоресцентные краски в их ядрах в микроканалах.
Когда они выставили клетки фактору эндотелиального роста (EGF), который вызывает пролиферацию клеток, культуры испустили более интенсивный сигнал флюоресценции, чем культуры, с которыми не отнеслись EGF, указав, что датчик обнаружил рост клеток.Авторы признают, что изображения урожаев платформы микроскопии флюоресценции на чипе с более плохим пространственным разрешением, чем те из обычных микроскопов флюоресценции, но предлагает преимущество того, чтобы быть совместимым с полностью автоматизированными системами. Небольшой размер и доступность платформы также делают его привлекательным для использования во вживляемых устройствах для измерения глюкозы или даже мозговой деятельности.
В будущей работе Тэкехара планирует исследовать использование платформы для контроля производства стволовой клетки для использования в регенеративной медицине и для показа новых наркотиков.«Чрезмерная стоимость разрабатывания новых фармацевтических лекарств и срочного требования для [доступной] технологии показа стала насущной проблемой», сказал Тэкехара. «Полностью автоматизированная система, от обработки образца до обнаружения, без необходимости хорошо обученного технического персонала является ключевой технологией и выполняет основную роль в развитии основанного на клетке рентабельного показа».