Магнитной левитации подвергли живые клетки

С помощью магнитов ученые-биоинженеры из Стэнфордского университета заставили живые клетки парить в воздухе. По высоте их подъема можно судить о плотности отдельных микроскопических объектов, что пригодится в диагностике заболеваний и в тестировании лекарственных средств.

Хотя ученые уже подвергали левитации лягушек, мышей и клубнику, с микробами такую процедура проделать крайне сложно: на объекты размером меньше 20 микрон действует столь малая сила магнитного поля, что она не способна преодолеть силу земного притяжения. Введение же в живые клетки ферромагнитного раствора с частицами окиси железа будет для них смертельным.

Чтобы решить эту проблему, группа Уткана Демиржи (Utkan Demirci) начала манипулировать магнитными свойствами окружающей среды, а не самих клеток. Ученые выстроили узкий, наполненный жидкостью канал между двумя вытянутыми магнитами размером с зубочистку. В жидкость добавили частицы гадолиния — магнитоактивного редкоземельного металла. Форма магнитного поля настроена таким образом, чтобы гадолиний притягивался вниз, выталкивая клетки вверх.

Оказалась, что высота, на которой парит клетка, зависит от ее плотности. Если эта величина такая же, как у гадолиния, клетка зависнет в середине канала. Более плотные клетки слегка опустятся. Установив вдоль канала зеркала, отражающие свет на микроскоп, исследователи получили возможность наблюдать за клетками в реальном времени.

Выяснилось, что высота парения зависит от типа объекта. Раковые клетки, например, поднимались над здоровыми кровяными тельцами — следовательно, диагносты смогут легко выявить редкие следы от опухоли по анализу крови пациента. Устройство также способно отделить эритроциты от лейкоцитов: это свойство пригодится при диагнозе низкого уровня последних (признак ослабленного иммунитета).

Современные методы сортировки клеток основаны на метках из флуоресцентных белков, способных приклеиваться к белкам на поверхности нужного типа клеток. Сортировка по плотности представляет собой привлекательную альтернативу. «Плотность ничего не стоит. С клетками не надо ничего делать, не надо создавать уникальные метки», — отмечает биоинженер Уильям Гровер (William Grover), автор другой техники взвешивания живых клеток (по их вибрациям в резонаторе).