La capacidad de analizar las propiedades de las células individuales es vital para amplias áreas de aplicaciones de las ciencias de la vida, como el diagnóstico de enfermedades y el desarrollo de mejores terapias para caracterizar las bacterias que causan enfermedades. Sin embargo, el análisis preciso de células individuales es un desafío, especialmente cuando se trata de las propiedades biofísicas de la célula, debido a las grandes diferencias en las propiedades entre las células, incluso en la misma población celular, así como a la presencia de tipos de células raros dentro de una población más grande. .

Para satisfacer esta necesidad, el Dr. Arum Han, segundo profesor de Texas Instruments en el Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática de la Universidad de Texas A&M, junto con estudiantes graduados e investigadores posdoctorales, han desarrollado una nueva tecnología que puede analizar con precisión las propiedades de las células mediante el uso de un dispositivo de microfluidos de una sola célula que utiliza un campo eléctrico para examinar las propiedades de la célula.

La tecnología funciona mediante el uso de un campo eléctrico para capturar primero una sola célula en un dispositivo de microfluidos, luego aplica un campo eléctrico giratorio para hacer girar la única célula atrapada y luego mide su velocidad de rotación. Al conocer los parámetros del campo eléctrico de entrada y analizar la velocidad de rotación, se hace posible un análisis preciso de las propiedades dieléctricas de una sola celda.

“Al saber cuánta fuerza se aplica y qué tan rápido gira la célula, se pueden extraer muchas propiedades biofísicas básicas de las células”, dijo Han.

Ha habido esfuerzos previos para lograr esto, pero esta técnica es la más precisa para medir estas propiedades debido a su capacidad para aplicar un campo eléctrico de alta frecuencia (hasta 100 MHz) y usarlo para diseñar ocho pares de electrodos para interceptar uno. celda a la vez y aplicar una fuerza de rotación a la celda sitiada.

Los hallazgos del equipo de investigación aparecieron en la portada de la edición de junio de 2022 de la revista. Dispositivos biomédicos.

Esta técnica ha sido completamente desarrollada y aplicada a muchas aplicaciones diferentes de análisis celular. Después de haber demostrado con éxito que el análisis se puede completar con precisión en una celda a la vez, Yuwen Li, estudiante de posgrado en el laboratorio de Han y autor principal del trabajo, ahora está liderando los esfuerzos para desarrollar aún más la tecnología para que esto pueda llevarse a cabo en una velocidad mucho mayor y contra muchas celdas a la vez.

Otros colaboradores de este documento son el investigador postdoctoral Can Huang y el científico investigador Songi Han del Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática.

Este proyecto fue financiado a través de un acuerdo de colaboración con el Laboratorio de Investigación del Comando de Desarrollo de Capacidades de Combate del Ejército de EE. UU., que fue facilitado por la Estación Experimental de Ingeniería de Texas A&M.