Акустический пинцет перемещает живые клетки

Биоинженеры и биохимики из Пенсильванского университета разработали миниатюрное ультразвуковое устройство, способное захватывать и перемещать одиночные клетки и крошечные живые организмы.

Устройство размером с монету можно использовать для работы с живыми образцами, такими как клетки крови или бактерии. С помощью нового прибора, получившего название акустический пинцет, ученые уже смогли манипулировать аскаридой (Caenorhabditis elegans) длиной 1 мм. Этот организм является важной моделью для изучения некоторых заболеваний человека.

Акустический пинцет также способен управляться с живыми клетками, которые имеют важное значение для многих областей фундаментальных биомедицинских наук. Устройство основано на использовании пьезоэлектрического материала, который вибрирует под электрическим напряжением. Вибрации вызывают поверхностные акустические волны в жидкой среде вокруг клеточной культуры. С помощью простой электроники можно управлять акустическими волнами и перемещать органические и неорганические материалы.

Главным преимуществом акустического пинцета является его безвредность для живых клеток. В настоящее время для манипуляции с подобными образцами ученые используют лазеры. Однако они потребляют в 10 млн раз больше энергии и могут нагревать и повреждать клетки.

Акустический пинцет получился весьма универсальным: с его помощью можно управлять как одной частицей, так и десятками тысяч. Например, ультразвуковой пинцет может помещать лекарственные препараты непосредственно на бактерию и одновременно оказывать давление на ее клеточную стенку. Также с его помощью можно сортировать клетки крови и раковые клетки.

В настоящее время размер объектов, которые можно перемещать с помощью акустического пинцета, варьируется в диапазоне от микрометров до миллиметров. Разработчики отмечают, что при использовании более высоких частот можно будет перемещать и наноразмерные объекты.