Thiết bị mới sử dụng kết hợp kênh dẫn vi lưu và sóng âm để tách exosome khỏi máu. Các nhà nghiên cứu hy vọng sẽ tích hợp công nghệ này vào thiết bị di động để phân tích các mẫu máu của bệnh nhân phục vụ chẩn đoán nhanh, mà không cần đến phương pháp quay ly tâm tốc độ cao, phức tạp và mất nhiều thời gian.

Phân loại bằng âm thanh
Năm 2014, lần đầu tiên, nhóm nghiên cứu này đã tách được tế bào bằng cách cho tế bào tiếp xúc với sóng âm khi chúng di chuyển qua một rãnh nhỏ. Kỹ thuật này thay thế cho các công nghệ phân loại tế bào khác, đòi hỏi phải gắn thẻ tế bào bằng hóa chất hoặc cho tiếp xúc với các lực cơ học mạnh có thể gây tổn thương tế bào.

Kể từ đó, các nhà nghiên cứu đã chỉ ra rằng công nghệ này có thể được áp dụng để tách các tế bào khối u hiếm có trong một mẫu máu. Trong nghiên cứu mới, các nhà khoa học chú ý đến exosome với đường kính từ 30 đến 150 nanomet có chứa các protein, ARN hoặc các phân tử tế bào quan trọng khác.

Các nghiên cứu trước đây cho thấy rằng hàm lượng exosome có thể được sử dụng làm dấu hiệu nhận biết các rối loạn như ung thư, thoái hóa khớp và bệnh thận. Tuy nhiên, các phương pháp tách exosome hiện nay đòi hỏi phải quay ly tâm tốc độ cao bằng một máy cỡ lớn cố định trong vòng gần 24 giờ. Tuy nhiên, lực ly tâm mạnh cũng có thể gây tổn thương cho exosome.

Thiết bị mới phân loại tế bào bằng sóng âm, bao gồm một kênh dẫn vi lưu tiếp xúc với hai bộ cảm biến âm thanh được đặt nghiêng. Khi sóng âm do các bộ cảm biến này phát ra gặp nhau, chúng hình thành các sóng đứng tạo nên một chuỗi các điểm nút áp lực. Mỗi khi một tế bào hoặc hạt di chuyển qua kênh dẫn vi lưu và chạm vào một nút, áp lực định hướng tế bào di chuyển ra xa vùng trung tâm. Quãng đường di chuyển của tế bào phụ thuộc vào kích thước và các tính chất khác như tính nén, do đó, có thể tách các tế bào có kích thước khác nhau khi chúng di chuyển đến cuối kênh dẫn vi lưu.

Để tách exosome, các nhà nghiên cứu đã chế tạo một thiết bị với hai bộ phận nối tiếp nhau. Đầu tiên, sóng âm được sử dụng để loại bỏ các tế bào và tiểu cầu khỏi mẫu máu. Sau đó, mẫu máu được đưa vào bộ phận thứ hai sử dụng các sóng âm tần số cao hơn để tách exosome từ các túi ngoại bào lớn hơn. Phải mất gần 25 phút để thiết bị này xử lý một mẫu máu không pha loãng cỡ 100 microlit. Kỹ thuật mới này có thể khắc phục hạn chế của công nghệ tách exosome hiện nay như thời gian quay vòng dài, tính không nhất quán, năng suất thấp, nhiễm bẩn và tính toàn vẹn của exosome. Hơn nữa, thời gian xử lý ngắn.

Tín hiệu rõ ràng
Nhóm nghiên cứu hiện đang có kế hoạch áp dụng công nghệ này để xác định các chỉ số sinh học thể hiện tình trạng bệnh, Ngoài ra, các nhà khoa học được nhận tài trợ từ Viện Y tế quốc gia để nghiên cứu các dấu hiệu liên quan đến hiện tượng mang thai bất thường. Nhóm nghiên cứu cũng tin vào khả năng áp dụng công nghệ mới để chẩn đoán các vấn đề sức khỏe khác.

Yoel Sadovsky, đồng tác giả nghiên cứu cho rằng: "Công nghệ mới có tiềm năng cải thiện đáng kể quá trình tách exosome và các túi ngoại bào khỏi máu và các chất lưu khác trong cơ thể. Điều này sẽ mở ra một hướng mới cho nghiên cứu về sinh thiết chất lỏng và tạo thuận lợi cho việc sử dụng lâm sàng các túi ngoại bào để cung cấp thông tin về chức năng sinh lý và tình trạng của các cơ quan khó tiếp cận, như nhau thai của bà bầu".