Séparation des neutrophiles sans marquage de la sécrétion trachéale à l’aide d’un canal microfluidique en spirale

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Les neutrophiles, cellules immunitaires à noyaux multilobés, régulent l’immunité trachéale en engloutissant les agents pathogènes envahissants.

Pour séparer les neutrophiles de la sécrétion trachéale, commencez par un canal microfluidique en spirale.

Le canal en spirale part de l’entrée centrale, s’étend et se divise progressivement en sorties murales intérieures et extérieures. Le canal de bifurcation a des épaisseurs variables, assurant une séparation efficace. Chaque canal incurvé ressemble à un trapèze, la hauteur de la paroi extérieure étant supérieure à celle de la paroi intérieure, générant un modèle d’écoulement variable.

Remplissez l’entrée avec une sécrétion trachéale humaine préfiltrée et diluée comprenant des agrégats de mucine, des neutrophiles et des érythrocytes - en tant que contaminants accidentels. Faites circuler l’échantillon à un débit spécifique à travers le microcanal en spirale conduisant à la dispersion des cellules et des agrégats.

Lorsque les cellules se déplacent dans le canal trapézoïdal, elles subissent la traînée de Dean et les forces de portance inertielle. L’interaction entre ces deux forces crée un équilibre, séparant les cellules en fonction de leur taille. En conséquence, les neutrophiles de plus grande taille s’accumulent près de la paroi interne du canal, tandis que les érythrocytes et les agrégats de mucine restent près de la paroi externe du canal.

Enfin, les neutrophiles se déplacent dans le canal plus large et sont collectés dans la sortie de la paroi intérieure.

En revanche, le canal étroit recueille les érythrocytes et les agrégats de mucine dans la sortie de la paroi externe, assurant une séparation efficace des neutrophiles.

À l’aide d’une seringue de 10 millilitres, prélevez 1 millilitre d’échantillons de sécrétions des voies respiratoires dans 9 millilitres de solution saline tamponnée au phosphate. Ensuite, à l’aide d’une pipette émoussée, homogénéisez l’échantillon de mucus. Ensuite, utilisez une passoire à cellules en nylon de 40 micromètres pour filtrer le diluant et retirez de gros morceaux de tissu ou de caillots sanguins. Une fois le filtrage terminé, mettez l’échantillon sur de la glace.

Ensuite, ajoutez 50 millilitres de solution saline tamponnée au phosphate dans le diluant de l’échantillon de 0,5 millilitre pour obtenir une concentration finale de 1 000 fois l’échantillon dilué. Utilisez le guide de fluide pour assembler la puce PDMS afin d’appliquer un débit uniforme à chacun des quatre microcanaux en spirale. Ensuite, utilisez un connecteur Luer mâle de 1/16 de pouce de diamètre pour vous connecter à l’entrée, à la sortie de la paroi intérieure et aux orifices de sortie de la paroi extérieure du guide de fluide.

Ensuite, connectez un tube en silicone à la suspension de l’échantillon. Ensuite, connectez la pompe péristaltique à la tubulure d’entrée. Placez le tube de sortie de la paroi extérieure dans le réservoir à déchets. Positionnez ensuite l’extrémité du tube d’entrée et le tube de sortie de la paroi intérieure dans le réservoir d’échantillon.

Après avoir positionné le tube, laissez un tube de 50 millilitres rempli de 5 millilitres de solution saline tamponnée au phosphate sans calcium ni magnésium dans le réservoir d’échantillon. Ensuite, afin d’amorcer l’appareil, commencez à pomper à un débit d’environ 1 millilitre par minute.

Après avoir placé l’échantillon dans le réservoir d’échantillonnage, allumez la pompe péristaltique et réglez le débit à 4 millilitres par minute. Une fois que le volume de l’échantillon atteint le volume souhaité d’environ 1 à 2 millilitres, arrêtez l’opération et débranchez le tube.