Διαχωρισμός των συστατικών του αίματος με μαγνητικά πεδία

Πηγή: PhysicsWeb, 11 Δεκεμβρίου 2006

Ένας φυσικός στις ΗΠΑ πρότεινε έναν νέο τρόπο για να διαχωριστούν τα ερυθρά και τα λευκά αιμοσφαίρια χρησιμοποιώντας ένα μαγνητικό πεδίο. Η μέθοδος, που δεν έχει αποδειχθεί ακόμα στο εργαστήριο, εκμεταλλεύεται το γεγονός ότι τα λευκά και τα ερυθρά κύτταρα του αίματος κινούνται σε διαφορετικές κατευθύνσεις όταν είναι κοντά σε έναν μαγνήτη. Σύμφωνα με τον Edward Furlani του πανεπιστημίου του Buffalo, η τεχνική αυτή προσφέρει σημαντικά πλεονεκτήματα ως προς τις υπάρχουσες μεθόδους διαχωρισμού, και εάν πραγματοποιηθεί, θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί σε ποικίλες ιατρικές εφαρμογές.

Δεξιά: στο μαγνητοφορητικό μικροσύστημα τα ερυθρά (RBC) πάνε αντίθετα από τα λευκά αιμοσφαίρια (WBC) εξ αιτίας του μαγνητικού πεδίου

Όλο το αίμα περιέχει ερυθρά και λευκά αιμοσφαίρια που αιωρούνται μέσα στο πλάσμα, ένα υδατώδες ρευστό. Αυτά τα συστατικά διαχωρίζονται από το αίμα επειδή ένας ασθενής μπορεί να χρειαστεί μόνο ένα συστατικό σε κάποια στιγμή. Ο διαχωρισμός διαδραματίζει επίσης έναν σημαντικό ρόλο στην ανάλυση των κυττάρων του αίματος για τη διάγνωση και τη θεραπεία των ασθενειών.

Ο πιο κοινός τρόπος για να διαχωριστούν τα συστατικά είναι με την περιστροφή των δειγμάτων του αίματος σε υψηλές ταχύτητες μέσα σε μια συσκευή φυγοκέντρησης. Όμως, η διαδικασία επεξεργασίας ενός δείγματος σε δοκιμαστικό σωλήνα μπορεί να κρατήσει 20 λεπτά περίπου, που είναι πρόβλημα εάν τα συστατικά χρειάζονται αμέσως. Αλλά η νέα μέθοδος θα μπορούσε να διαχωρίσει τα συστατικά σε λίγα λεπτά μόνο για μια ισοδύναμη ποσότητα αίματος, ισχυρίζεται ο Furlani.

Η πρόταση του σχεδίου του Furlani περιλαμβάνει την τοποθέτηση μιας σειράς μαλακών μαγνητών δίπλα σε ένα πολύ λεπτό κανάλι (δείτε το σχήμα). Ένα δείγμα του αίματος θα τοποθετεί μέσα στο κανάλι και ένα εξωτερικό μαγνητικό πεδίο εφαρμόζεται στο σύστημα. Τα κύτταρα διαχωρίζονται με μια τεχνική που λέγεται μαγνητοφόρηση, που χρησιμοποιεί μαγνητικά πεδία για να κινήσει τα μόρια σύμφωνα με τις μαγνητικές ιδιότητές τους.

Σύμφωνα με τους υπολογισμούς του Furlani, τα ερυθρά κύτταρα θα κινηθούν σε μια κατεύθυνση μέσα στο κανάλι και τα λευκά κύτταρα στην αντίθετη κατεύθυνση. Αυτό εμφανίζεται επειδή τα ερυθροκύτταρα είναι παραμαγνητικά και επομένως προσελκύονται από τους μαγνήτες, ενώ τα λευκοκύτταρα είναι διαμαγνητικά και επομένως απωθούνται από τους μαγνήτες. Εντούτοις, η τεχνική θα λειτουργήσει μόνο εάν τα ερυθρά κύτταρα είναι χωρίς οξυγόνο, επειδή τα συνηθισμένα, οξυγονωμένα ερυθρά κύτταρα είναι διαμαγνητικά.

Σύμφωνα με τον Furlani, η τεχνική του θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για να δημιουργήσει μια φορητή  συσκευή, χαμηλής ισχύος και εύκολη στην κατασκευή, ικανή να διαχωρίσει μικρούς όγκους αίματος σε καταστάσεις έκτακτης ανάγκης. Ο Furlani σκοπεύει να φτιάξει μια πρωτότυπη συσκευή για να εξετάσει το σχέδιό του.