СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ СМЕСИ ПОПУЛЯЦИИ КЛЕТОК Российский патент 1997 года по МПК G01N24/08 

Изобретение относится к биологии и медицине и может быть использовано для разделения клеточных суспензий и контроля качества очищенной монокультуры.

Известны способы разделения смесей в свободном потоке несущей жидкости, при которых контроль результатов разделения осуществляется путем регистрации спектра разделенных фракций, например способ, при котором оптический контроль разделенных фракций осуществляют путем механического перемещения фокусирующего зеркала и фотоприемника, а также способ, при котором контроль осуществляют с помощью телевизионных сканирующих устройств, например, с использованием видикона, чувствительного к ультрафиолетовой области спектра, когда результаты разделения наблюдаются на экране осциллографа.

Известные способы, однако, не решают задачи полного разделения смеси и абсолютной достоверности контроля, что имеет решающее значение, например, в случае, когда производят разделение нормальных и опухолевых клеток костного мозга, когда разделение должно быть произведено с точностью до одной клетки.

Наиболее близким к предлагаемому является способ разделения популяций клеток, заключающийся в маркировании клеток одной из популяций метками ферромагнитного материала, разделении их в неоднородном магнитном поле и последующем контроле выделенной фракции. Указанный способ также не решает задачи полного разделения смеси и абсолютной достоверности контроля.

Технический результат, достигаемый при применении предлагаемого способа, заключается в обеспечении практически абсолютной достоверности контроля и высокой, вплоть до одной клетки, степени разделения смеси, обеспечивая сохранность и жизнедеятельность клеток.

Достигается это за счет того, что в способе разделения смеси популяций клеток, заключающемся в маркировании одной из популяций функциональной меткой, разделении смеси путем воздействия на функциональную метку и последующем контроле выделенной фракции, после разделения смеси на выделенную фракцию воздействуют однородным высокочастотным магнитным полем, а контроль осуществляют путем сравнения сигнала ядерно-магнитного резонанса элемента выделенной фракции на выбранной частоте с эталонным сигналом, при этом в случае несовпадения сигналов производят дополнительное разделение, а в качестве эталонного принимают сигнал ядерно-магнитного резонанса выделенной фракции, содержащей заданную концентрацию клеток меченой популяции.

Использование явления ядерно-магнитного резонанса для контроля выделенной фракции позволяет обнаружить в ней одну меченую клетку, а производя дополнительное разделение, получают возможность достичь полного очищения выделенной фракции от клеток меченой популяции.

Способ разделения популяций клеток выполняется следующим образом.

Смесь популяций клеток подают в свободном потоке несущей жидкости в камеру, где производят маркирование одной из популяций клеток смеси функциональной меткой, например магнитолипосомами, содержащими монокристаллы ферромагнитного материала. Далее смесь подают в камеру разделения, где на нее воздействуют неоднородным магнитным полем, создавая дрейф градиента в направлении, в котором производят выделение меченой популяции. Под действием магнитного поля на ферромагнитный материал метки происходит отделение меченой популяции. Далее производят элиминацию меченой популяции, а выделенную очищенную фракцию контролируют на содержание в ней клеток меченой популяции. Для этого в узле на выделенную фракцию воздействуют однородным высокочастотным магнитным полем, измеряют сигнал ядерно-магнитного резонанса (ЯМР), например для атомов водорода контролируемой фракции, и сравнивают его с сигналом ЯМР, полученным на той же частоте для фракции, не содержащей магнитных меток (эталонным сигналом). Магнитная метка в окружающем ее объеме резко увеличивает напряженность магнитного поля смещения, что приводит к уширению линии резонанса на выбранной частоте.

Сравнение сигнала ЯМР для контролируемой фракции с эталонным сигналом (полученным, например, для фракции без метки) производят путем сложения напряжений детектированных высокочастотных сигналов, и в случае рассогласования сигналов, которое свидетельствует о наличии в контролируемой жидкости клеток меченой популяции, указанную жидкость направляют в камеру на дополнительное разделение с помощью, например, насоса по гидролинии, перекрыв краны.

Очистку (разделение) производят до тех пор, пока не будет достигнуто совпадение сигнала ЯМР контролируемой фракции с эталонным сигналом.

В качестве эталонного сигнала может быть принят сигнал, соответствующий любой заданной концентрации клеток меченой популяции в выделенной фракции.

Предлагаемый способ обеспечивает возможность непрерывного разделения клеточных суспензий в потоке несущей жидкости с обеспечением любой заданной концентрации вплоть до полного разделения, а использование явления ядерно-магнитного резонанса для контроля качества разделения обеспечивает абсолютную достоверность контроля, т.к. метод ЯМР-контроля позволяет обнаружить присутствие в очищенной фракции даже одной меченой клетки, что позволяет применять этот способ в нейрохирургии для разделения нормальных и опухолевых клеток костного мозга.

Изобретение можно использовать в медицине и биологии. Сущность метода заключается в том, что маркируют одну из популяций клеток смеси функциональной меткой - магнитолипосомами, содержащими ферромагнитный материал, разделяют смесь, воздействуя на материал метки неоднородным магнитным полем. Очищенную фракцию контролируют на содержание в ней клеток меченой популяции путем воздействия на нее высокочастотным однородным магнитным полем, при этом измеряют сигнал ядерно-магнитного резонанса (ЯМР) атомов водорода контролируемой фракции, сравнивают его с эталонным и в случае несовпадения сигналов выполняют дополнительное разделение до их совпадения, в качестве эталонного - сигнал, соответствующий заданной концентрации клеток меченой популяции в контролируемой фракции. В качестве эталонного может быть также принят ЯМР-сигнал, полученный для фракции, не содержащей клеток меченой популяции. 1 з.п. ф-лы.

1. Способ разделения смеси популяций клеток, заключающийся в маркировании одной из популяций смеси функциональной меткой, разделении смеси путем воздействия на функциональную метку и последующем контроле выделенной фракции на содержание в ней клеток меченой популяции, отличающийся тем, что после разделения смеси на выделенную фракцию воздействуют однородным высокочастотным магнитным полем, а контроль осуществляют путем сравнения сигнала ядерно-магнитного резонанса элемента выделенной фракции на выбранной частоте с эталонным сигналом, при этом в случае несовпадения сигналов производят дополнительное разделение до их совпадения, а в качестве эталонного принимают сигнал ядерно-магнитного резонанса элемента контролируемой фракции, содержащей заданную концентрацию клеток меченой популяции. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве эталонного принимают сигнал ядерно-магнитного резонанса элемента контролируемой фракции, не содержащей клеток меченой популяции.