ابتكار تقنية لفصل الخلايا بكفاءة تصل إلى 98.33%
أفادت وکالة آنا الإخباریة، نجح باحثون من كلية الهندسة الميكانيكية، بدعم من المؤسسة الوطنية الإيرانية للعلوم وفي إطار مشروع بحثي بالتعاون مع باحثين دوليين، في تطوير نظام مبتكر لنقل الجسيمات والخلايا وفصلها بصورة انتقائية باستخدام تقنية الموائع الدقيقة المغناطيسية. ونُشرت نتائج الدراسة في مجلة Scientific Reports الدولية التابعة لمجموعة Nature Portfolio.
وأُنجز البحث بمشاركة روزبه عابدينينسب، عضو هيئة التدريس في كلية الهندسة الميكانيكية، وأتابك محمدي معاضد، طالب الماجستير في الكلية، ويا بينغ دان من جامعة شنغهاي جياو تونغ الصينية.
وصمّم الباحثون واختبروا في هذه الدراسة نظامًا للموائع الدقيقة قائمًا على تقنية المغناطيسية الحركية (Magnetophoresis)، يستفيد من تراكيب مغناطيسية ذات أبعاد ميكرومترية، إلى جانب تطبيق مجال مغناطيسي دوّار، للتحكم في حركة الجسيمات والخلايا الموسومة مغناطيسيًا.
وتتمثل الفكرة الابتكارية الرئيسية للنظام في إدراج فجوة ميكرومترية ضمن المسار المغناطيسي، تعمل بوصفها حاجزًا للطاقة المغناطيسية. ويعتمد عبور الجسيمات لهذه الفجوة على خصائص عدة، من بينها حجم الجسيمات وعزمها المغناطيسي الفعّال، فضلًا عن ظروف المجال المغناطيسي. ومن خلال ضبط معلمات المجال، يمكن التحكم في عبور الجسيمات والخلايا المختلفة وتحقيق فصل انتقائي بينها.
وللتحقق من أداء النظام، استخدم الباحثون النمذجة العددية والتجارب العملية وتقنيات التعلّم الآلي. وأظهرت النتائج أن نماذج التعلّم الآلي تستطيع التنبؤ باحتمال عبور الجسيمات للفجوة أو عدم عبورها بدقة تصل إلى 95%.
كما بلغت كفاءة فصل الجسيمات وفقًا لحجمها نحو 96%، فيما وصلت كفاءة فصل خلايا HEK-293T ذات مستويات التحميل المغناطيسي المختلفة إلى نحو 98%. وفي تجربة أخرى استهدفت فصل مزيج من الخلايا التائية (T) وخلايا HEK-293T، سجّل النظام كفاءة فصل بلغت 98.33%.
ونُفّذ البحث في إطار المشروع رقم 4030741، بدعم من المؤسسة الوطنية الإيرانية للعلوم (INSF)، وبمشاركة علمية دولية من جامعة شنغهاي جياو تونغ في الصين، ضمن برامج التعاون البحثي الدولي.
ومن المتوقع أن تسهم نتائج هذه الدراسة في تطوير تقنيات متقدمة في مجالات المختبرات على الرقاقة (Lab-on-a-Chip)، وتحليل الخلايا المفردة، وأدوات التشخيص الطبي الحيوي، وهي مجالات تتطلب فصل الخلايا بدقة والتحكم في حركتها وخصائصها.
