Для испытания лекарств учёным необходимы данные о концентрации клеток в культуральном флаконе, скорости их вымирания и переходе в стационарное состояние. Оперативно получать такую информацию, не вынимая флакон из инкубатора и не нарушая целостность образца, позволит специальный прибор. Технология разработана в Новосибирском государственном университете (НГУ). Учёные отмечают, что к устройству можно настроить удалённый доступ.
Прототип прибора собран и апробирован на калибровочных частицах. В ближайший месяц учёные начнут его испытание с культурой Т-лимфоцитов. Новый прибор сможет заменить иностранные аналоги, в дальнейшем его планируется довести до рыночного продукта. Сейчас на прибор получен патент.
«Когда клетки помещают в свежую питательную среду, через некоторое время они начинают бурно делиться, а затем переходят в стационарное состояние, когда концентрация перестает меняться. После этого может наступить фаза вымирания. Для проведения экспериментов важно поймать стационарное состояние, когда клеток уже много, но они не заняты делением и пока ещё не умирают. В этом может помочь наш прибор, именно для этого мы его и разрабатывали. Но есть и ещё много потенциальных применений: например, в биотехнологиях важно следить за концентрацией микроорганизмов-продуцентов», — рассказал один из авторов разработки, заведующий лабораторией оптики и динамики биологических систем физического факультета НГУ Александр Москаленский.
Отличительная черта прибора, выделяющая его среди аналогов на российском рынке, — нацеленность на автономную и беспроводную работу в инкубаторе для клеточных культур. Это означает, что ему, в отличие от тех же портативных микроскопов, не требуются специальные приспособления для фиксации и передачи данных: клетки растут в обычном флаконе, а прибор в нужный момент времени получает информацию об их концентрации.
«Но отмечу, что текущая версия прибора протестирована только на калибровочных частицах, имеющих одинаковые и хорошо известные параметры, и работает для суспензионных культур клеток, то есть для тех, которые равномерно распределены по объёму флакона. Однако многие клеточные культуры намного сложнее: они прикрепляются к дну флакона и растут на поверхности, их оптическая модель не всегда известна, а ещё клетки разные по своим параметрам и меняются в процессе деления. Мы планируем в этом месяце начать испытания прибора с культурой Т-лимфоцитов, и при необходимости дорабатывать его», — подчеркнул Александр Москаленский.
Технология основана на уже известном методе — измерении рассеяния света суспензией клеток. Новаторством является дополнение в виде измерения зависимости интенсивности рассеяния от координаты вдоль лазерного луча. Оно даёт исследователям информацию по дополнительному параметру — декременту затухания луча — который и позволяет оценить концентрацию клеток в культуре.
Учёные отмечают, что к прибору можно настроить удалённый доступ. Успешный опыт у исследователей уже имеется: в начале пандемии коллектив лаборатории работал дистанционно, а прибор (через компьютер с Bluetooth-модулем и доступом в интернет) выкладывал в облачное хранилище данные о текущей концентрации клеток в препарате.
Работа поддержана грантом Президента для поддержки молодых кандидатов наук.
