Die Tröpfchen-Mikrofluidik hat die Einzelzellanalyse revolutioniert, die für die Genomik, Arzneimittelentwicklung und Diagnostik von entscheidender Bedeutung ist, indem sie Proben zur detaillierten Zellanalyse in Nanoliter-Tröpfchen aufteilt. Eine breitere Anwendung wird jedoch durch die komplexen und kostspieligen Methoden behindert, die zur Analyse der optischen Eigenschaften von Tröpfchen erforderlich sind.
Diese Einschränkung unterstreicht den dringenden Bedarf an einfacheren, kostengünstigen optischen Sensortechnologien, um das volle Potenzial der Tröpfchen-Mikrofluidik in verschiedenen Anwendungen auszuschöpfen.
A Studie veröffentlicht am 12. März 2024 in der Zeitschrift Mikrosysteme und Nanotechnikstellt eine innovative Technologie vor, die eine Multiplex-Fluoreszenz- und Streuerkennung mit beispielloser Einzelzellauflösung ermöglicht und dabei On-Chip-Faseroptik in mikrofluidischen Tröpfchenanwendungen nutzt.
Die innovative Technologie hinter der OptiDrop-Plattform markiert eine deutliche Abkehr von herkömmlichen Einzelzellanalysemethoden. Durch die Integration fortschrittlicher Glasfasertechnologie direkt in Mikrofluidik-Chips ermöglicht OptiDrop die On-Chip-Erkennung von Lichtstreuung und Fluoreszenz von Tröpfchen.
Dieser neuartige Ansatz ermöglicht eine präzise Analyse zellulärer Komponenten mit einem Detaillierungsgrad, der bisher als unerreichbar galt, und macht komplexe und kostspielige herkömmliche Mikroskopie- und Hochgeschwindigkeits-Bildgebungstechniken überflüssig. Die Plattform wurde rigoros getestet und hat ihre Fähigkeit bewiesen, eine differenzielle Expressionsanalyse von Zelloberflächen-Biomarkern, wie z. B. Proteinen des Haupthistokompatibilitätskomplexes, durchzuführen.
Dies zeigt nicht nur das Potenzial von OptiDrop zur Erkennung subtiler biologischer Variationen, sondern unterstreicht auch seine Fähigkeit zur skalierbaren Hochdurchsatzanalyse.
Preksha Gupta, leitende Forscherin des Projekts, sagte: „Die OptiDrop-Plattform vereint die Flexibilität der Durchflusszytometrie mit der Leistungsfähigkeit der Tröpfchen-Mikrofluidik und bietet skalierbare optische Sensorlösungen, die in Forschung und Diagnostik bisher undenkbar waren.“
Die OptiDrop-Plattform ist ein Beweis für das Potenzial der Kombination mikrofluidischer Technologien mit fortschrittlichen optischen Sensortechniken. Durch das Angebot einer vielseitigen, skalierbaren und erschwinglichen Lösung für die Einzelzellanalyse ebnet OptiDrop den Weg für transformative Fortschritte in der biomedizinischen Forschung und Diagnostik.
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Preksha Gupta et al., Multiplex-Fluoreszenz- und Streudetektion mit Einzelzellauflösung unter Verwendung von On-Chip-Faseroptiken für mikrofluidische Tröpfchenanwendungen, Mikrosysteme und Nanotechnik (2024). DOI: 10.1038/s41378-024-00665-w