پژوهشگران دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه تربیت مدرس با همکاری بین‌المللی و در چارچوب طرحی پژوهشی به بازده ۹۸٫۳ درصد در جداسازی سلول‌ها با فناوری میکروسیالاتی مغناطیسی دست یافتند.
به گزارش دیده‌بان علم ایران، پژوهشگران در این طرح که با حمایت بنیاد ملی علم ایران اجرا شده، موفق به توسعه و ارزیابی سامانه‌ای نوین برای جابه‌جایی و جداسازی انتخابی ذرات و سلول‌ها با استفاده از فناوری میکروسیالاتی مغناطیسی شدند. نتایج این پژوهش طی مقاله ای با عنوان Energy-barrier-mediated particle and cell transport switching and sorting in a magnetophoretic microfluidic platform under a rotating magnetic field در مجله معتبر بین‌المللی Scientific Reports از مجموعه Nature Portfolio منتشر شده است.
این پژوهش با مشارکت دکتر روزبه عابدینی‌نسب، عضو هیئت علمی دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه تربیت مدرس، اتابک محمدی معاضد، دانشجوی کارشناسی ارشد این دانشکده و پروفسور یاپینگ دان از دانشگاه شانگهای جیائو تونگ چین انجام شده است.
در این پژوهش، محققان سامانه‌ای میکروسیالاتی مبتنی بر فناوری مگنتوفورز طراحی و آزمایش کرده‌اند که با بهره‌گیری از ساختارهای مغناطیسی میکرومتری و اعمال میدان مغناطیسی چرخان، امکان کنترل حرکت ذرات و سلول‌های نشان‌دارشده مغناطیسی را فراهم می‌کند.
نوآوری اصلی این سامانه، استفاده از یک شکاف میکرومتری در مسیر مغناطیسی است که به‌عنوان مانع انرژی مغناطیسی عمل می‌کند. عبور ذرات از این شکاف به ویژگی‌هایی نظیر اندازه و ممان مغناطیسی مؤثر آن‌ها و همچنین شرایط میدان مغناطیسی وابسته است. از این طریق می‌توان با تنظیم پارامترهای میدان، عبور ذرات و سلول‌های مختلف را کنترل و جداسازی انتخابی آن‌ها را محقق کرد.
برای بررسی عملکرد سامانه، از مدل‌سازی عددی، آزمایش‌های تجربی و روش‌های یادگیری ماشین استفاده شده است. نتایج نشان می‌دهد مدل‌های یادگیری ماشین قادرند وضعیت عبور یا عدم عبور ذرات از شکاف را با دقتی تا ۹۵ درصد پیش‌بینی کنند. همچنین، بازده جداسازی ذرات بر اساس اندازه حدود ۹۶ درصد و بازده جداسازی سلول‌های HEK-293T با میزان متفاوت بارگذاری مغناطیسی حدود ۹۸ درصد گزارش شده است. در آزمایش جداسازی جمعیت مخلوطی از سلول‌های T و HEK-293T نیز بازدهی ۹۸٫۳۳ درصد به دست آمده است.
این پژوهش در چارچوب طرح شماره ۴۰۳۰۷۴۱ با حمایت بنیاد ملی علم ایران (INSF) انجام شده است. همچنین، همکاری علمی بین‌المللی در این طرح با مشارکت دانشگاه شانگهای جیائو تونگ چین و در چارچوب همکاری‌های پژوهشی بین‌المللی صورت گرفته است.
نتایج این تحقیق می‌تواند زمینه‌ساز توسعه فناوری‌های پیشرفته در حوزه سامانه‌های آزمایشگاه روی تراشه، تحلیل تک‌سلولی و ابزارهای تشخیصی زیست‌پزشکی باشد؛ حوزه‌هایی که در آن‌ها جداسازی دقیق و کنترل‌شده سلول‌ها از اهمیت بالایی برخوردار است.
انتهای پیام