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微流控系统和超声波辅助方法有望使冷冻干燥的血液保存多年

据外媒New Atlas报道,人的血液通常只能储存六周。它还需要冷藏,这在贫穷国家或偏远地区可能是个挑战。不过,一项新研究可能会带来一种干燥血液的方法,可用于长期室温储存。肯塔基州路易斯维尔大学的一个科学家团队首先将红血球放入一个螺旋形的微流体通道中,在其中加入惰性气体的微观气泡和一种称为荧光素的有机化合物。

超声诱导微泡破裂导致细胞膜短暂穿孔的图示

超声诱导微泡破裂导致细胞膜短暂穿孔的图示

然后,研究人员将短脉冲的超声波应用到这个设置中。在一个被称为超音波的过程中,这使得气泡弹出,在弹出的过程中,无害地打出了血细胞外膜上的小孔。荧光素分子能够通过这些小孔进入细胞内,随后这些小孔又重新闭合起来。

一旦确认容易成像的荧光素分子成功进入血细胞后,科学家们又在一批新的细胞上重复了超声处理过程。不过,这一次,他们没有加入荧光素,而是引入了一种廉价的生物相容性较好的糖类--海藻糖。这种糖是生活在恶劣环境中的 "极端嗜好 "生物自然产生的,可以让它们在不经历任何细胞降解的情况下忍受长时间的干燥。其中,它之前还曾被用于制造干燥版的活病毒疫苗。

随后,路易斯维尔的团队将冻干后的加入海藻糖的血细胞冷冻干燥,在室温下储存24小时,然后用去离子水进行补水。一组常规红细胞的对照组,没有接受任何海藻糖,也被冷冻干燥、储存和再水化。

微流控系统工作图示

微流控系统工作图示

虽然结果因使用的气泡浓度等因素不同而有所差异,但发现总体来说,处理后的细胞在完成处理过程后,仍有更高的比例存活。科学家们现在正在研究提高这一成功率的方法,以使该技术能够进入临床使用。希望这种冷冻干燥的血液最终可以一次储存多年。

 

这项研究在最近发表在《 Biomicrofluidics》杂志上的一篇论文中进行了描述。

论文链接:

https://aip.scitation.org/doi/10.1063/1.5144617

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