Quase meio século atrás, os cientistas notaram que pequenas partículas que fluem através de um tubo longo podem permanecer em uma posição específica ao longo da seção transversal de um tubo. Isso é conhecido como foco inercial. Mais tarde, junto com o desenvolvimento da tecnologia microfluídica nas últimas décadas, foco inercial, um tipo de tecnologia de manipulação microfluídica passiva, surgiu como uma das técnicas de manipulação de células mais poderosas e precisas, com imenso potencial comercial nas indústrias de bioengenharia e farmacêutica.

A equipe de pesquisa do professor assistente Dr. Ye Ai da Universidade de Tecnologia e Design de Cingapura (SUTD) desenvolveu recentemente uma célula inercial do tamanho de um cartão de crédito com foco e classificação de dispositivo microfluídico com um canal medindo 125 μm de largura (cerca de metade da espessura de uma unha), fornecendo o potencial para o isolamento de células raras de amostras clínicas complexas.

Atualmente, o câncer é uma das principais causas de morte humana. Uma das principais dificuldades para alcançar uma cura radical do câncer é a metástase maligna, o que causa diretamente obstáculos esmagadores no manejo terapêutico e no diagnóstico precoce. A capacidade de isolar células tumorais circulantes raras (CTCs), as sementes para a metástase do câncer, permite uma abordagem muito menos invasiva para o diagnóstico e prognóstico do câncer. Novas tecnologias microfluídicas para alto rendimento, a classificação de células de alta precisão de amostras biológicas complexas é desejável para enfrentar o desafio do isolamento de células raras.

Nesta pesquisa, A equipe do Dr. Ai apresentou um novo foco inercial e dispositivo de classificação com uma série de estruturas de canal reverso onduladas consistindo em seções semicirculares que geram um fluxo hidrodinâmico periodicamente reverso perpendicular à direção do fluxo principal. O equilíbrio entre dois tipos de forças hidrodinâmicas resultou em um movimento lateral de partícula dependente do tamanho através do canal, que finalmente alcançou a separação baseada no tamanho de células alvo de células não alvo. O investigador principal, O Dr. Ai do SUTD disse:"Comparado aos métodos ativos, a focalização inercial passiva com o uso de forças hidrodinâmicas exibe os méritos de uma configuração simplificada, alto rendimento e baixo consumo de energia. Além disso, a matriz linear dessas unidades de canal ondulado repetidas também facilita a paralelização horizontal (2-D) e vertical (3-D) de vários canais, que oferece grande potencial para classificação de células de alto rendimento em aplicações biomédicas práticas. ”A equipe aplicou a tecnologia de classificação desenvolvida para isolamento de alto rendimento de células cancerosas de amostras de sangue total.