Peneliti Jepang telah menciptakan saluran mikrofluide dinamis yang sangat meningkatkan kinerja flow cytometers.
Flow cytometry telah memungkinkan banyak terobosan dalam kedokteran dan penemuan obat. Teknik ini meneliti sel tunggal dengan mendeteksi fluoresensi dari tag kimianya ketika sel melewati balok laser. Sebagian besar instrumen termasuk saluran mikrofluida, bagian sempit yang mengatur aliran analit yang ditandai. Karena memungkinkan perhitungan dan analisis yang cepat pada tingkat sel tunggal, aliran sitometri telah menjadi dasar penelitian biomedis modern.
Alternatif yang kuat, sitometri aliran impedansi, mengganti laser dengan elektroda yang merasakan perubahan impedansi listrik (resistansi total peralatan listrik terhadap arus bergantian) karena sel atau partikel bergerak melalui saluran mikrofluida. Pendekatan ini menghilangkan kebutuhan akan tag fluoresen, yang seringkali mahal dan membutuhkan waktu untuk digunakan. Namun, sensitivitas dapat dibatasi dan pembacaan tidak konsisten, karena jarak antara sel -sel yang mengalir dan elektroda bervariasi dengan tinggi saluran dan ukuran partikel.
Solusi adaptif baru dari NAIST
Untuk mengisi kesenjangan ini, tim peneliti yang dipimpin oleh Associate Professor Yalikun Yaxiaer dari Nara Institute of Science and Technology (NAIST), Jepang, mengembangkan platform biaya rendah yang inovatif untuk mengatasi batasan ini. Makalah mereka, diterbitkan di jurnal Lab di chipDitulis bersama oleh Mr. Trisna Julian, Dr. Naomi Tanga, Profesor Yoichiroh Hosokawa dari Naist, dan lainnya.
Tujuan dari desain tim sangat mudah; Mereka bertujuan untuk menyesuaikan ketinggian saluran secara dinamis tergantung pada ukuran partikel. Mereka menyadari hal ini dengan melampirkan probe logam ke tahap sumbu vertikal XYZ – perangkat laboratorium yang memungkinkan gerakan yang sangat tepat dalam tiga dimensi. Dengan mengendalikan posisi probe vertikal, mereka menggunakan ujung tipis untuk menekan bagian atas saluran mikrofluida setinggi 30 mikrometer dari aliran sitometer. Kompresi ini sedikit meremas saluran, mengubah ketinggian sesuai permintaan.
Melalui eksperimen dan simulasi, tim menunjukkan yang memungkinkan partikel yang mengalir untuk melakukan perjalanan lebih dekat ke elektroda penginderaan dengan mengurangi ketinggian saluran yang menyebabkan peningkatan sensitivitas platform yang luar biasa dan ketepatan. Mereka mencapai amplifikasi tiga kali sinyal impedansi dengan mengurangi ketinggian saluran menjadi sepertiga, sementara juga mengurangi variabilitas sinyal menjadi setengah, memungkinkan mereka untuk dengan mudah membedakan antara beberapa sel dari berbagai ukuran.
Mengubah penyumbatan menjadi keuntungan
Secara khusus, dengan memperkenalkan kamera dan algoritma deteksi objek, para peneliti menemukan cara untuk memanfaatkan penyumbatan (pengendapan partikel yang tidak diinginkan yang mencegah validasi analit lebih lanjut) sebagai strategi untuk mengoptimalkan kinerja platform. “Sistem kami dengan sengaja menginduksi penyempitan kritis dengan deformasi saluran untuk memaksimalkan sensitivitas. Namun, deformasi ini dapat dilepaskan tepat sebelum penyumbatan aktual terjadi,” jelas Dr. Yaxiaer. “Jadi, pendekatan kami bertindak seperti saluran mikro pintar yang memanfaatkan dan mengontrol fenomena yang menyumbat.”
Secara keseluruhan, penelitian ini menetapkan fondasi yang diperlukan untuk standardisasi sitometri aliran impedansi adaptif, membuka jalan untuk integrasi ke dalam konteks klinis dan penelitian di mana analisis sel yang tepat diperlukan.
“Temuan kami menggarisbawahi potensi platform sitometri dari aliran impedansi universal berkinerja tinggi yang sederhana, tahan terhadap canggih, dan dapat disesuaikan dengan berbagai aplikasi biomedis,” Dr. Yaxiaer. Berkolaborasi dengan institusi medis dapat mengubah platform inovatif ini menjadi perangkat diagnostik untuk pengujian point-of-care, dan juga dapat digunakan untuk pengembangan dan pengujian obat.
Referensi: “Platform Sitometri Aliran Impedansi Universal Jangka Panjang yang Dikembangkan oleh Ketinggian Saluran Adaptif dan Strategi Pelepasan Untuk Goresan Waktu Nyata” oleh Trisna Julian, Tao Tang, Naomi Tanga, Yang, Yoichiroh Hosokawa dan Yaxiaer Yalikun, 26 Agustus 2025, Lab di chip.
Doi: 10.1039/d5lc00673b
Jangan pernah melewatkan terobosan: Bergabunglah dengan Buletin ScitechDaily.
NewsRoom.id
