Qan nümunəsi təqdim etmək üçün həkimə gedin və adətən bir iynə və şprislə qarşılaşırsınız və laboratoriyadan nəticələri geri almaq üçün saatlar və ya hətta günlər gözləyirsiniz. CU Boulder tədqiqatçıları bunu sadəcə barmaq sancması ilə bir saat ərzində dəqiq nəticələr verə bilən yeni əl, səs əsaslı diaqnostika sistemi ilə dəyişməyə ümid edirlər.

Komanda “Science Advances” jurnalında oktyabrın 16-da dərc edilmiş yeni məqaləsində sistemi təsvir edir .

CU Boulder-in Kimya və Biologiya Mühəndisliyi Departamentinin dosenti, baş müəllif Wyatt Shields, “Biz çox istifadəçi dostu olan, müxtəlif parametrlərdə tətbiq oluna bilən və qısa müddət ərzində qiymətli diaqnostik məlumat verən texnologiya hazırladıq” dedi. .

Tapıntılar elm adamlarının kənd yerlərində və ya inkişaf etməkdə olan ölkələrdə insanların əldə etməsi çətin ola bilən diaqnostik testləri demokratikləşdirmək üçün yarışdıqları və qan testləri vəziyyətində iynələrə qarşı olanları qorxutduğu bir vaxtda ortaya çıxdı.

COVID testləri və ya hamiləlik testləri kimi yanal axın testləri kimi tanınan mövcud sürətli testlər qanda və ya sidikdə spesifik biomarkerin və ya biomolekulun mövcud olub-olmaması ilə bağlı sürətli “bəli” və ya “yox” cavabını verə bilsə də, adətən bunu edə bilmirlər. nə qədər olduğunu söyləyin və çox kiçik miqdarları aşkar etmək üçün kifayət qədər həssas deyillər.

Bu arada, fermentlə əlaqəli immunosorbent analizi (ELISA) kimi tanınan klinik qan testləri üçün qızıl standart yüksək həssaslığa malikdir və nadir və ya az olan biomarkerləri aşkar etmək üçün kifayət qədər ixtisaslaşmışdır, lakin bahalı avadanlıq və mürəkkəb texnika tələb edir və bu, saatlar və ya günlər çəkə bilər. xəstələrin nəticələr əldə etməsi üçün.

https://www.youtube.com/embed/VRk3SgoZC_o?color=whiteKredit: Elmdə irəliləyişlər (2024). DOI: 10.1126/sciadv.ado9018

Müəlliflər etiraf edirlər ki, 2015-ci ildə yüzlərlə biomarkerin bir damcı qanla aşkar ediləcəyini vəd edən Theranos Inc.-nin yüksək dərəcədə ictimailəşdirilmiş süqutundan sonra biosensinq sahəsində şübhə var. Onların ixtirası fərqli işləyir, dedilər və indi fəaliyyət göstərməyən startapdan fərqli olaraq, o, sistematik eksperimentlərə və rəydən keçmiş araşdırmalara əsaslanır.

“Onların iddia etdikləri şey hazırda mümkün olmasa da, bir çox tədqiqatçılar bir gün buna bənzər bir şeyin mümkün olacağına ümid edirlər” dedi birinci müəllif Kuper Thome, Ph.D. Shields laboratoriyasında namizəd. “Bu iş bu məqsədə doğru bir addım ola bilər, lakin hər kəsin əldə edə biləcəyi elm tərəfindən dəstəklənən bir işdir.”

Səs dalğalarından yeni şəkildə istifadə

Shields və Thome eyni zamanda həssas, yüksək portativ və istifadəsi asan bir alət hazırlamaq üçün yola çıxdı.

Onların gizli inqrediyentləri: “funksional mənfi akustik kontrast” hissəcikləri (fNACPs) adlandırdıqları kiçik hissəciklər və içəridəki qan nümunələrinə səs dalğalarını çatdıran xüsusi hazırlanmış, əl aləti və ya “akustik pipet”.

Fəlsəfə doktoru elminin bir hissəsi kimi. Thome, fNACP-ləri (əsasən hüceyrə ölçülü rezin toplar) funksional örtüklərlə uyğunlaşdırmaq üçün dizayn etdi ki, onlar infeksion virus və ya pivə istehsalında sağlamlıq problemi üçün qırmızı bayraq hesab edilən zülal kimi müəyyən maraq doğuran biomarkerləri tanıya və tuta bilsinlər. Hissəciklər də səs dalğalarından gələn təzyiqə qan hüceyrələrindən fərqli cavab verir. Thom bu unikal cavabdan istifadə etmək üçün akustik pipet dizayn etdi.

“Akustofluidika”nın tədqiqi üzrə ixtisaslaşan Thome, “Biz əsasən hissəcikləri çox kiçik həcmli mayedən sürətlə təcrid etmək üçün manipulyasiya etmək üçün səs dalğalarından istifadə edirik” dedi.

“Bu, qan biomarkerlərini ölçmək üçün tamamilə yeni bir üsuldur” dedi.

Az miqdarda qan xüsusi hissəciklərlə qarışdırıldıqda və akustik pipetin içərisinə yerləşdirildikdə, səs dalğaları qanın qalan hissəsi yuyularkən hissəcikləri içəridə sıxışdırıldığı kameranın kənarına məcbur edir. Hissəciklərə yapışdırılmış qalan biomarkerlər flüoresan etiketlərlə etiketlənir və mövcud miqdarı müəyyən etmək üçün lazerlərlə vurulur. Bütün bunlar avuç içinə sığışdıra bilən cihazın içərisində 70 dəqiqədən az müddətdə baş verir.

Qızıl standart klinik testə uyğundur

“Məqaləmizdə bu pipetka və hissəcik sisteminin qızıl standartlı klinik test kimi eyni həssaslıq və spesifikliyi təklif edə biləcəyini nümayiş etdiririk, lakin iş axınlarını kökündən asanlaşdıran bir alət daxilində” dedi Shields, bu müddətin daha çox azaldıla biləcəyini qeyd etdi. gələcək təkmilləşdirmələrlə. “Bu, bizə birbaşa xəstənin çarpayısının yanında qan diaqnostikası aparmaq potensialı verir.”

Onun sözlərinə görə, bu, yalnız bir xəstənin yoluxucu bir xəstəliyin olub-olmadığını deyil, həm də onların virus yükünün nə olduğunu və nə qədər sürətlə böyüdüyünü qiymətləndirmək üçün faydalı ola bilər. Cihaz həmçinin kiminsə gücləndirici iynəyə ehtiyacı olub-olmadığını müəyyən etmək üçün antikorların ölçülməsində, allergiyanın yoxlanılmasında və ya müəyyən xərçənglərlə əlaqəli zülalların aşkar edilməsində potensial rol oynaya bilər.

Tədqiqat konsepsiyanın sübutudur və cihazın kommersiyalaşdırılmasından əvvəl daha çox araşdırma tələb olunur. Müəlliflər patentlər üçün müraciət etmək üçün Venture Partners ilə işləmişlər və indi texnologiyanın eyni vaxtda birdən çox xəstə üçün işləməsi (məsələn, kənd yerlərində mobil klinikalarda faydalı olardı) və ya eyni vaxtda birdən çox biomarker üçün sınaqdan keçirilməsi yollarını araşdırırlar.

“Biz hesab edirik ki, bunun bir xəstədən qan nümunəsi götürmək , onu laboratoriyaya aparmaq və nəticələrin geri alınmasını gözləmək məcburiyyətindən irəli gələn uzun müddətdir davam edən bəzi çətinlikləri həll etmək üçün çox potensial var ” dedi Shields.

Ətraflı məlumat: Cooper P. Thome et al, Tam qanda pikomolar səviyyəli biomolekulun sürətli aşkarlanması üçün akustik pipet və biofunksional elastomer mikrohissəcik sistemi, Science Advances (2024). DOI: 10.1126/sciadv.ado9018

Jurnal məlumatı: Elmin inkişafı Boulderdəki Kolorado Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir