جداسازی سلول به روش مغناطیسی – بخش دوم

در  بخش اول مبحث جداسازی سلول به روش مغناطیسی، به استراتژی های مختلف این روش اشاره شد. اما در این بخش قصد داریم شما را با جداکننده ها (Separators)، از اجزای اصلی جداسازی سلول به روش مغناطیسی آشنا کنیم.

هدف بکارگیری جداکننده ها، جداسازی سلول های نشاندار شده با ذرات مغناظیسی می باشد و از آنجایی که نیروی اعمال شده بر یک سلول نشاندار شده مغناطیسی به گشتاور مغناطیسی آن وابسته است، انتخاب جداکننده مغناطیسی به نوع ذرات مغناطیسی که برای نشاندار کردن سلول ­ها استفاده خواهد شد، بستگی دارد.

به طور کلی در تکنیک جداسازی سلول به روش مغناطیسی Separator ها سبب جداسازی سلول‌ های نشاندار شده با نانوذرات مغناطیسی (PMNs) خواهند شد. به عبارت دیگر جداسازی سلول‌ها به روش مغناطیسی نیازمند تجهیزات و ابزارهایی از جمله Separator ها است که انواع های مختلفی از آن ها وجود دارد که در این بخش شما را به  اختصار با آن ها آشنا خواهیم کرد.

1. Conventional magnetic separators:

جداکننده‌ مغناطیسی معمولی از آهنربای معمولی استفاده می کند و منجر به ایجاد میدان مغناطیسی نسبتا ضعیفی می شود. جداکننده‌ معمولی برای جداسازی سلول‌ های نشاندار شده با نانوذرات مغناطیسی بزرگ (نانوذرات بزرگ تر از 1 میکرومتر) که خواص مغناطیسی قوی دارند، مناسب است.

Conventional magnetic separator با بکارگیری آهنرباهای ساده که گرادیان میدان مغناطیسی کمی تولید می کنند، منجر به جداسازی سلول ­هایی که با ذرات نسبتا بزرگ بیش از 1 میکرومتر نشاندار شده اند، می شود. این ذرات نسبتا بزرگ حاوی نانوذرات سوپرپارامغناطیس است،

سوپرپارامغناطیس‌ ها در حالی که مغناطش (Magnetization) پسماند آن ­ها صفر است ولی در صورت اعمال میدان مغناطیسی خارجی مغناطش بالایی در حد فرومغناطیس ‌ها خواهند داشت. این دسته از مواد خواص بسیار جالبی دارند چراکه هم می‌توانند خاصیت مغناطیسی قوی از خود نشان ­دهند و هم می توانند به سادگی خاصیت مغناطیسی خود را در دمای محیط از دست بدهند و مغناطش پسماندی نداشته باشند.

نمونه ای از آهنرباهای ساده DYNAL می­ باشد که دانشمندان از آن ها در ترکیب با ذرات مغناطیسی میکروسکوپی تجاری Dynabeads، به منظور جداسازی انواعی از سلول‌ ها و پروتئین ‌ها استفاده می کنند.

اگرچه Conventional magnetic separators به سرعت به میدان های مغناطیسی پاسخ می­دهند اما معایبی نیز دارند. این جداکننده به دلیل نیروهای برشی قوی که دارد اثرات نامطلوبی روی سلول می گذارد، از این رو این جداکننده بیشتر برای انتخاب سلول ­های منفی (Negative Selection) استفاده می شود. در استراتژی جداسازی سلول به روش منفی، سلول های جدا شده دور ریخته می شوند و سلول های هدف دست نخورده جدا خواهند شد.

2. High Gradient Magnetic Separators:

نمونه‌ دیگری از Separator ها، از نوع با گرادیان بالا (High Gradient Magnetic Separators/HGMS) است. این Separator از ماتریس‌ های ساخته شده از مواد فرومغناطیسی برای تحریف موضعی میدان مغناطیسی استفاده می‌کند؛ که منجر به گرادیان‌ های میدان مغناطیسی بسیار قوی می‌ گردد.

مواد فرومغناطیس از تعداد زیادی ناحیه یا دامنه کوچک های تشکیل شده اند که در هر یک از آن ‌ها همه گشتاورهای مغناطیسی اتمی یا یونی در یک راستا قرار دارند؛ بنابراین این Separator برای جداسازی سلول‌ های نشاندار شده با نانوذرات مناسب است.

3. Microfluidic: با توجه به پیشرفت در فرآیند های کوچک ‌سازی، امروز دستگاه‌ های میکروسیال (Microfluidic) مورد توجه قرار گرفته اند و به طور گسترده‌ مورد استفاده قرار می گیرند. از مزیت های چنین دستگاه هایی قابلیت کنترل نمونه‌ های با حجم کم است.

دستگاه‌ های میکروسیال می ‌توانند آهنرباهای دائمی کوچکی را برای ایجاد میدان‌ های مغناطیسی موضعی در میکروکانال‌ ها ترکیب‌ کنند. همچنین می‌ توان با ترکیب مواد‌ مغناطیسی‌ نرم (مواد مغناطیسی‌ نرم با اعمال میدان مغناطیسی کوچک به راحتی مغناطیده می‌ شوند و با قطع میدان سریعا گشتاور مغناطیسی خود را از دست می‌ دهند) با کانال ‌های میکروسیال به رویکرد بهتری دست یافت.