محققان روش جدیدی را برای مرتب‌سازی تک سلولی با کارایی بالا توسعه داده‌اند و نشان داده‌اند که از طیف‌سنجی رامان تحریک‌شده به جای رویکرد سنتی مرتب‌سازی سلول‌های فعال شده با فلورسانس می‌توان استفاده کرد. رویکرد جدید می‌تواند راهی بدون برچسب و غیرمخرب برای مرتب‌سازی سلول‌ها برای کاربردهای مختلف، از جمله میکروبیولوژی، تشخیص سرطان و سلول‌درمانی ارائه دهد.

محققان روش جدیدی را برای مرتب‌سازی تک سلولی با کارایی بالا توسعه داده‌اند و نشان داده‌اند که از طیف‌سنجی رامان تحریک‌شده به جای رویکرد سنتی مرتب‌سازی سلول‌های فعال شده با فلورسانس می‌توان استفاده کرد. رویکرد جدید می‌تواند راهی بدون برچسب و غیرمخرب برای مرتب‌سازی سلول‌ها برای کاربردهای مختلف، از جمله میکروبیولوژی، تشخیص سرطان و سلول‌درمانی ارائه دهد.

ژانگ توضیح می‌دهد: «رویکرد ما (تحریک سلول‌های فعال شده توسط رامان، S-RACE) روشی نوآورانه برای مرتب‌سازی سلول‌ها بر اساس ترکیب شیمیایی درون سلولی آن‌ها به شیوه‌ای با توان بالا ارائه می‌کند. “تحلیل های مختلف فنوتیپی و/یا ژنومی پایین دستی را می توان بر روی جمعیت های سلولی جدا شده اعمال کرد. علاوه بر این، سازگاری آن با سلول‌های کوچک برای مرتب سازی باکتری ها و سایر میکروارگانیسم‌ها مفید است. به عنوان مثال، با استفاده از S-RACE، پاتوژن ها یا سلول‌هایی که پروفایل های متابولیکی خاصی را نشان می دهند. می‌توان مستقیماً از زیستگاه طبیعی آن‌ها، به عنوان مثال بدنه‌های آبی، خاک، یا دستگاه گوارش، گرفته شود.

فلوسیتومتری در بسیاری از زمینه های زیست پزشکی برای شمارش سریع و مشخص کردن انواع مختلف سلول‌ها از جمله سلول های خونی، سلول های بنیادی، سلول های سرطانی و میکروارگانیسم ها استفاده می شود. مرتب‌سازی سلول‌ها بر اساس اندازه، دانه‌ریزی یا بیان سطح سلولی و مولکول‌های درون سلولی می‌تواند برای به دست آوردن بینش در مورد فرآیندهای بیولوژیکی یا جدا کردن سلول‌هایی با ویژگی‌های خاص برای تجزیه و تحلیل اضافی مورد استفاده قرار گیرد.

اگرچه اکثر روش‌های مرتب‌سازی سلولی با کارایی بالا برای مرتب‌سازی به سیگنال‌های فلورسانس متکی هستند، برچسب‌های فلورسانس می‌توانند عملکرد سلول را مختل کنند و نمی‌توانند با مولکول‌های کوچک استفاده شوند. طیف سنجی رامان یک جایگزین امیدوارکننده است زیرا اندازه گیری تک سلولی بدون برچسب و غیر مخرب را با به دست آوردن اثر انگشت شیمیایی از سلول ارائه می دهد. با این حال، دستیابی به یک سیگنال قوی رامان و یک تنظیم میکروسیال عملی برای سلول های تصویربرداری دشوار بوده است.

در کار جدید، محققان چگونگی غلبه بر این چالش را با استفاده از طیف‌سنجی رامان تحریک‌شده توضیح می‌دهند، که سیگنالی را چندین مرتبه بالاتر از پراکندگی خود به خود رامان که معمولاً استفاده می‌شود، تولید می‌کند. برای مرتب‌سازی، تصاویر رامان تحریک‌شده برای شناسایی اشیاء یا سلول‌های مورد نظر به دست می‌آیند و سپس آینه‌های گالووی دوبعدی یک لیزر پالسی ۵۳۲ نانومتری را به سمت سلول هدایت می‌کنند. در نهایت، یک مدولاتور آکوستو-اپتیک به عنوان یک جمع‌کننده پالس سریع استفاده می‌شود تا بتوان از پالس‌های تک لیزری برای فشار دادن سلول انتخاب‌شده به داخل کلکتور استفاده کرد. هر دفع فقط حدود 8 میلی ثانیه طول می‌کشد.

محققان ابتدا روش بیرون راندن سلولی تحریک‌شده با رامان را با استفاده از مخلوطی از دانه‌های پلیمری 1 میکرونی نشان دادند که حدود 95 درصد خلوص و 98 درصد توان عملیاتی را با حدود 14 دفع در هر ثانیه به دست آوردند. آنها همچنین نشان دادند که این روش می‌تواند با باکتری‌های ثابت استفاده شود.

برای اعمال روش مرتب‌سازی برای سلول‌های مخمر زنده، محققان یک لایه نازک آگار را به ماژول تخلیه اضافه کردند تا از سلول‌ها در برابر گرما و خشک شدن محافظت کند و از یک ظرف آگار به عنوان جمع‌کننده برای ایجاد بالشتک و رطوبت بیشتر در طول مسیر فرود سلول استفاده کردند. محققان از این سیستم برای بیرون راندن تقریباً 340 سلول مخمر استفاده کردند و پس از حدود 40 ساعت رشد سلولی موفق را در ظرف دریافت کننده مشاهده کردند. آنها همچنین نشان دادند که سایر روش‌های آنالیز ژنومی مانند واکنش زنجیره‌ای پلیمراز کمی می‌توانند با رویکرد مرتب‌سازی ادغام شوند.