Un groupe de recherche de l'Université de Nagoya a développé une méthode de tri cellulaire à grande vitesse de grandes cellules à haute viabilité à l'aide de pompes doubles sur puce.

Le tri des cellules individuelles est nécessaire pour de nombreuses applications biologiques, y compris l'isolement de types cellulaires spécifiques à partir de suspensions cellulaires. Un tri cellulaire activé par fluorescence (FACS) a été utilisé pour le tri cellulaire à haut débit. Dans cette méthode, les lasers sont utilisés pour exciter l'auto-fluorescence ou la fluorescence étiquetée de la cellule incluse dans les gouttelettes, puis les gouttelettes sont détournées dans différents conteneurs en fonction de leurs caractéristiques. Cependant, cette technique concerne les infections des échantillons dues à la génération d'aérosols. En outre, a FACS de plus grandes cellules nécessite que les échantillons soient traités sous basse pression à travers des buses plus larges pour éviter les dommages. Ainsi, le tri est limité au débit de bas niveau.

Des recherches à l'Université de Nagoya sur le tri cellulaire ont utilisé une puce microfluidique pour prévenir l'infection des échantillons. Cette puce comporte des microcanaux dans lesquels sont introduites les suspensions cellulaires pour le tri. Le groupe de recherche a intégré deux pompes sur puce à entraînement externe dans la puce microfluidique pour un contrôle de débit à grande vitesse. En utilisant un actionneur à grande vitesse comme source d'entraînement de la pompe, ils ont réussi à produire un flux de 16 microsecondes pour le tri cellulaire.

La puce microfluidique contient une zone de tri en forme de croix et un canal microfluidique à trois branches. "Les cellules cibles/non cibles sont alignées en trois dimensions dans le canal principal, ", dit l'auteur correspondant Shinya Sakuma. "Lorsque des cellules cibles sont détectées, les pompes sur puce fonctionnent rapidement pour trier les cellules dans l'un des deux canaux d'intérêt. Pendant ce temps, les cellules non ciblées sont évacuées dans le canal d'évacuation sans actionnement de la pompe. »

La technique nous permet de trier non seulement les grandes mais aussi les petites cellules à grande vitesse, haute pureté, et une viabilité élevée. « Nous avons testé la méthode sur des microalgues comme exemple de grandes cellules, environ 100 micromètres de taille, et atteint 95,8 pour cent de pureté, 90,8 % de viabilité, et un taux de réussite de 92,8%, ", dit le co-auteur correspondant Yusuke Kasai. "En tant que modèle de type à petite cellule, nous avons utilisé une cellule cancéreuse dont la taille est d'environ 24 micromètres, et atteint 98,9 pour cent de pureté, 90,7 % de viabilité, et un taux de réussite de 97,8%."