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크레딧: dra_schwartz/Getty 이미지

게일 더튼

전기천공법은 이종 세포 샘플에서 원치 않는 세포를 제거하고, 세포 성분을 추출하고, 세포막을 통해 분자를 운반하는 확립된 방법입니다. 그러나 개별 세포를 표적으로 삼으려면 사전 분류 또는 단일 세포 기술이 필요하며 종종 세포를 손상시킵니다.

반면, 프라운호퍼 세포치료 및 면역학 연구소 연구진은 개념 증명 연구에서 형광 세포에 대한 고품질 현미경 분석을 바탕으로 실시간으로 식별된 특정 세포를 전기천공할 수 있음을 보여주었습니다. 대량 전기천공보다 고도로 국소화된 전기장을 적용하는 것의 이점은 제어 및 재현성이 향상된다는 것입니다.

미세유체 세포 처리 및 세포 분석 그룹 관리자인 Michael Kirschbaum 박사가 이끄는 팀은 직경 10μm의 표적 세포를 녹색 형광으로, 비표적 세포를 청색 형광으로 염색했습니다. 작은 크기로 인해 셀 간격도 최소 50μm인 한 개별 셀을 선택적으로 천공할 수 있었습니다. 천공 후, 세포를 칩에서 씻어내고 96웰 플레이트에 수집했습니다.

이 방법은 90% 이상의 특이성, 50% 이상의 평균 천공률, 시간당 7,200개 세포의 높은 처리량을 달성했습니다. 이론적 최대 유속은 시간당 약 18,000셀입니다. 민감도 측면에서 전기천공 펄스가 강할수록 천공 속도가 향상되었습니다. 불행히도, 더 강한 펄스는 세포 활력을 감소시켰습니다. 3일 후, 9kV/cm-1로 펄스된 세포의 거의 20%가 생존한 반면, 7kV/cm-1에서는 약 40%, 5kV/cm-1에서는 90%가 생존했습니다.

칩 성능은 시간이 지남에 따라 감소했다고 신문은 보도했습니다. Kirschbaum과 디플로마 엔지니어인 제1저자 Felix Pfisterer는 "일반적으로 우리는 총 약 20,000개의 처리된 셀이 포함된 세 가지 실험에 각 칩을 사용했습니다."라고 GEN에 말했습니다.

과학자들은 일회용 버전의 미세유체 칩을 고려하는 동시에 내구성을 높이는 방법도 고려하고 있다고 말했습니다. 옵션에는 "다공성 전극의 두께 증가, 보호 코팅 적용 또는 최저 전압에서 최고의 다공성 효과를 달성하기 위한 펄스 형태 최적화"가 포함될 수 있습니다.

Kirschbaum과 Pfisterer는 "단일 세포 분해능에서 세포 형질감염 또는 세포내 물질 추출을 위한 시스템의 능력을 보여주는" 향후 실험이 설계될 수 있으며 이 방법은 주로 기성 장비를 사용하여 쉽고 비용 효율적이라고 덧붙였습니다. 쉽게 병렬화할 수 있고 여러 유형의 세포 표적을 처리할 수 있다고 그들은 덧붙였습니다.

상용화에 앞서 최적화가 필요하다는 입장이다. 여기에는 처리량을 늘리고 멸균이 가능하도록 방법을 조정하는 것뿐만 아니라 생산 라인을 확장하는 것도 포함됩니다.