A classificação de células ativadas por fluorescência (FACS) é uma técnica moderna de análise de células para detecção quantitativa de fatores fisiológicos, bioquímico, imunológico, e características biológicas moleculares das células - pode separar ainda mais um subconjunto específico de populações de células de amostras biológicas complexas. Embora o FACS comercial atual tenha uma capacidade de classificação de células bastante precisa, ainda sofre algumas limitações inerentes. Primeiro, O FACS comercial atual é volumoso e extremamente caro, e geralmente só pode ser oferecido por recursos de usuário compartilhados. Segundo, o mecanismo de classificação atual requer a geração de aerossóis contidos nas células através de um pequeno bocal, que pode induzir grande tensão de cisalhamento, causando danos às células. Portanto, há uma grande necessidade de desenvolver uma abordagem simples e biocompatível para classificar células biológicas não apenas com alta pureza, mas também mantendo alta funcionalidade e viabilidade celular.

Neste estudo, uma equipe de pesquisa da Universidade de Tecnologia e Design de Cingapura (SUTD) liderada pelo Professor Associado Dr. Ye Ai, em colaboração com o professor assistente Chrishan Ramachandra do National Heart Centre Singapore (NHCS), desenvolveu um sistema de classificação de células ativadas por fluorescência acústica sem bainha (aFACS) para detecção e isolamento de fluorescência em nível de célula única. O dispositivo de classificação microfluídica usa partícula elasto-inercial com foco para alinhar células em um único arquivo para melhorar a precisão e eficiência da classificação sem diluição da amostra. O dispositivo de classificação desenvolvido pode focar com eficácia partículas de 1 µm, o que representa o tamanho mínimo geral para a maioria das aplicações de classificação de células. Após a interrogação de fluorescência no nível de uma única célula, células individuais são desviadas para a saída alvo por um campo acústico altamente focado de 50 μm de largura. O uso de força acústica suave no aFACS desenvolvido fornece uma solução de classificação mais biocompatível para ajudar os pesquisadores a isolar suas células-alvo, ao mesmo tempo em que mantém alta viabilidade celular.

O principal investigador clínico, Dr. Chrishan, disse:"Os cardiomiócitos humanos (CMs) derivados de células-tronco pluripotentes induzidas (iPSCs) mostraram um enorme potencial para a compreensão dos mecanismos de várias doenças cardíacas. Uma vez que esses iPSC-CMs são gerados individualmente, eles compreendem a composição genética daquele indivíduo em particular e, com isso, qualquer predisposição para doenças cardíacas. Esses iPSC-CMs podem, portanto, ser usados ​​para modelar doenças cardíacas inerentes em uma placa de Petri e também servir como uma plataforma de triagem de drogas para identificar novos, terapias específicas do paciente. Contudo, a capacidade de purificar esses iPSC-CMs é uma das principais limitações no campo. As técnicas existentes usadas para purificação resultam em morte celular substancial. Ter uma tecnologia que pode purificar iPSC-CMs, embora a manutenção de sua viabilidade seja altamente vantajosa para o campo da pesquisa cardíaca. "

O principal investigador técnico, Dr. Ai, disse:"Em comparação com os sistemas FACS comerciais, nosso aFACS demonstra excelente biocompatibilidade na classificação de células biológicas frágeis, como iPSC-CMs. Além disso, o dispositivo de classificação acústica sem bainha é capaz de evitar a diluição da amostra e contaminação cruzada usando uma única entrada sem geração de aerossol. É capaz de alcançar pureza de classificação e taxa de recuperação superior a 90%, e causa apenas uma pequena queda na viabilidade celular dentro da faixa de 3-4%. Com as mesmas amostras de células de teste, a viabilidade celular após uma classificação FACS comercial cai em 35-45%. "