Для активного роста клеточным культурам нужна глюкоза. При этом избыточное насыщение питательной среды сахаром создаёт «диабетическую» среду, в которой протеины клеток подвергаются различным нежелательным изменениям. А стандартные методы контроля уровня глюкозы в клеточных культурах требуют инвазивных и трудоёмких операций.

Капсулы (внизу и справа вверху) могут быть весьма малы и при этом реагировать лишь на заранее заданный уровень глюкозы в окружающей среде.

Группа инженеров из Национального университета Сингапура и Сингапурского института микроэлектроники трудится над альтернативным подходом, использующим новые микроканальные технологии. В ходе непрерывного процесса, который можно проконтролировать на всех его этапах, исследователи запускают предварительно изготовленные пластиковые микрокапсулы, содержащие пару молекул флуоресцента. Эти микробусины могут быть легко добавлены в любую клеточную культуру, практически не влияя на её развитие: пластик пропускает лишь небольшое количество глюкозы, и только если среда вокруг него насыщена ею выше определённого предела. И тогда флуоресцентная краска начинает светиться, причём чем выше уровень глюкозы, тем сильнее свечение.

Результаты исследования опубликованы в журнале Biomicrofluidics.

«Метод прост, дёшев и позволяет производить глюкозочувствительные капсулы самых разных размеров, — отмечает Дьетер Трау, адъюнкт-профессор Национального университета Сингапура. — Наша работа автоматизирует процесс изготовления микрокапсул на одном узком чипе, с минимальным использованием реагентов. Эти микрокапсулы могут действовать в качестве предельно неинвазивных сенсоров уровня глюкозы, их легко контролировать визуально прямо в клеточной культуре». Коме того, такие системы — и это уже показано экспериментально — отличаются высокой местной чувствительностью, они светятся сильнее непосредственно вокруг клеток, получающих больше всего глюкозы, и даже изменяют светимость по мере постепенной трансформации фаз клеточного метаболизма, позволяя наглядно и почти в реальном времени следить за метаболизмом буквально отдельных клеток.

Весь процесс производства микрокапсул происходит на одной поверхности, а единственный требующийся инструмент — УФ-излучатель.

Новый способ контроля уровня глюкозы in situ, по словам разработчиков, может найти самое широкое применение в целом ряде областей, включая контроль развития клеточных культур и инжиниринг выращиваемых в лабораторных условиях тканей.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА