Poder clasificar células según diferentes requisitos en una mezcla de millones o decenas de millones de células, encontrar algunas células mutantes extrañas o contar una específica. Es el sueño de los científicos biomédicos automatizar el proceso. de encontrar una aguja en un pajar aumentando el número de células de cada tipo.
Científicos, fisiólogos e ingenieros del Laboratorio Livermore de San Francisco y de la Facultad de Medicina de la Universidad de California han inventado un dispositivo de conteo informático láser llamado Cell Sorting Optical Machine que puede clasificar células desde 65438 hasta 100 millones rápidamente y detectar con precisión una célula cancerosa u otras células mutadas entre las células normales, determinar defectos fetales mediante pruebas cromosómicas y distinguir los dos pares de cromosomas sexuales en el esperma.
El dispositivo consta de un pequeño láser de iones atmosféricos y un láser de iones de helio con una potencia de sólo 1 vatio, así como de dos juegos de boquillas de flujo lineal, un sistema óptico y un ordenador. El sensor convierte el destello de la célula en el rayo láser en una señal digital, que se envía a una computadora para su procesamiento. Una computadora clasifica inmediatamente las celdas y luego aplica el voltaje apropiado a las placas de desviación, haciendo que las gotas caigan directamente en uno de los tres colectores. Este proceso se repite 2.000 veces por segundo.
El primer paso de la cirugía es teñir una mezcla de células normales extraídas del paciente con un tinte fluorescente especial. El requisito del tinte es que tenga afinidad por el ácido desoxirribonucleico (ADN) en el núcleo celular y pueda igualar la longitud de onda de excitación del láser de iones de argón. Tomemos como ejemplo la distinción de las células cancerosas: dado que las células cancerosas suelen ser mucho más grandes que las células normales, pueden absorber más tinte. Coloque la suspensión de células teñidas en un pequeño depósito con dos juegos de boquillas, que es muy similar a una pajita de fondo fino que se usa para beber refrescos. Se inyecta solución salina presurizada en la camisa de la boquilla. Su función es expulsar el líquido celular de la boquilla y dispersarlo en pequeñas gotas para formar un chorro lineal, pasando así a través del rayo láser. Cuando el láser irradia las células que han adsorbido el tinte, las células producirán destellos fluorescentes. Las señales fluorescentes detectadas se convierten en señales digitales a través del sistema óptico de condensación de luz y se envían a la computadora para el procesamiento de datos. Cuanto más grande es la célula, más ADN hay en el núcleo, más tinte se adsorbe y más fuerte es la señal de fluorescencia. Ésta es la base para distinguir las células cancerosas de las células normales. A su vez, la intensidad de la señal dará información sobre la forma y el tamaño de las células cancerosas. Por este motivo, la tasa de detección de células cancerosas es de una entre diez millones.
La operación de detección de cromosomas es un poco problemática. Requiere romper primero las células, dejar solo los cromosomas y descartar el resto. El resto de operaciones son iguales a detectar células cancerosas. La diferencia es que los láseres de iones de argón y los láseres de iones de criptón deben funcionar al mismo tiempo. Los dos rayos láser están muy juntos, subiendo y bajando como dos balas disparadas por una escopeta de dos cañones, atravesando el chorro de líquido. Cuando una pequeña gota pasa a través de dos rayos, produce dos destellos fluorescentes. Se genera un patrón de interferencia en el detector a través del sistema óptico y la señal se envía a la computadora para su procesamiento. Cada cromosoma tiene un patrón de interferencia diferente y una computadora puede proporcionar un esquema de alta resolución. Los cromosomas defectuosos tienen patrones de interferencia únicos que se pueden ver en el monitor de una computadora.
La máquina óptica tiene un concepto de diseño novedoso, operación simple y alta eficiencia de clasificación celular. Proporciona un método completamente nuevo para la investigación biomédica y promueve eficazmente el desarrollo de la taxonomía celular.