Открытие уже оказалось полезным для изучения бактериальных клеток и микроводорослей, и однажды может иметь прямое применение в биомедицинских исследованиях и науках об окружающей среде — практически в любой области, в которой необходимо обработать большое количество микробных образцов.Новый метод был описан в сентябрьской публикации 2014 года в научном журнале Analytical Chemistry «Поверхностная свободная энергия активировала высокопроизводительную сортировку клеток».Почти все существующие сегодня методы сортировки ячеек основаны на так называемой платформе анализа отдельных ячеек. Эти методы сортируют ячейки, пропуская каждую отдельную ячейку через своего рода шлюз, который захватывает те, которые воплощают одно определенное физическое свойство.
Такие методы могут быть разработаны для сортировки клеток по размеру или для идентификации клеток, которые отображают целевой признак, такой как добавленный флуоресцентный краситель.У Цзо другой метод.
Это массовый метод сортировки различных популяций клеток путем настройки их растворимости.«У него нет явных ограничений в пропускной способности сортировки», — сказал Цзо, который придумал оригинальную идею во время преподавания в классе машиностроения для выпускников Университета Маноа, «Поверхностные явления ME650». «Мы можем отделить 10 миллиардов бактериальных клеток за 30 минут».Новый метод основан на принципе измерения, который сортирует клетки, дифференцируя их характеристическую поверхностную свободную энергию.
Для жидких поверхностей свободная энергия поверхности равна поверхностному натяжению. Но для твердых поверхностей, таких как поверхность клеток, поверхностную свободную энергию нельзя измерить напрямую.
Вместо этого, поверхностная свободная энергия твердых тел ранее оценивалась с использованием измерения краевого угла со сложной теоретической интерпретацией.«Хотя этот принцип был правдоподобным, его было очень трудно реализовать», — сказал Цзо. «По сравнению с другими свойствами клеток, такими как размер и деформируемость, технически сложно определить их свободную поверхностную энергию. Только недавно мы разработали новый спектрофотометрический метод для прямого определения поверхностной свободной энергии живых клеток.
Основываясь на этом технологическом достижении, мы способны реализовать принцип сортировки клеток, активируемой свободной энергией поверхности ».Цзо провел это исследование в сотрудничестве с инженером-строителем UH Manoa Тао Яном. Их исследования были частично поддержаны премией CAREER Национального научного фонда Цзо в 2013 году. В рамках этого гранта Цзо изучает молекулярные механизмы сурфактанта легких, который имеет решающее значение для поддержания нормальной дыхательной функции в воздушных мешочках легких.
Цзо надеется помочь расширить использование клинических сурфактантов для лечения различных респираторных заболеваний у новорожденных и взрослых, включая респираторный дистресс-синдром.Управление трансфера технологий и экономического развития Гавайского университета (OTTED) подало предварительную заявку на патент США на новый метод сортировки клеток, «Сортировка частиц на основе свободной энергии с поверхности».