实验室芯片为弱势人群提供关键免疫数据

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世界上数百万流离失所的人——其中许多是难民,生活在拥挤的环境下的临时避难所——疾病的爆发是毁灭性的。每年,麻疹病毒在全球杀死超过134000人,另外100000名儿童出生先天性风疹综合征导致的缺陷。这两种疾病都可以通过疫苗接种来预防。

现在,来自多伦多大学的一组研究人员,包括校友阿尔芬斯NG(IbMe PHD 1T5)和Ryan Fobel(iBME PHD 1T6),已经应用了黑客思维来开发便携式、可重构的实验室芯片诊断平台,并在远程肯尼亚对该系统进行了实地测试。他们的验证平台可以衡量弱势人群对疫苗可预防疾病的免疫力水平。他们的研究成果发表在今天的《科学转化医学》杂志上。

“我们发现,我们的低成本设备符合肯尼亚医学研究所的国际实验室标准测试的86%的麻疹样品,和91%的风疹样本,”Darius Rackus说,该论文的主要作者之一。

这些结果突出了他们的平台的潜力,以帮助识别易受传染病在偏远或资源不足的地点的人群。

Rackus说:“我们的平台既便宜,又快速又灵活,没有什么能比得上它。”“我们把它看作是公共卫生工作者在前线的有力工具,他们无法获得健康记录,或者可能正在处理人道主义紧急情况。”

Rackus和他的团队,由Aaron Wheeler教授(化学,IbBME)领导,是数字微流体领域的世界领先者,这是一种技术,用于将液体的微小液滴移动、分离、重组和混合在一个很小的芯片上。喷墨和3D打印,并通过将电信号施加到不同的电极来控制液滴。

2016年6月,惠勒实验室的四名成员前往肯尼亚西北部的卡库马难民营,以验证他们的平台,称为“MR盒”——一个大小为烤麻疹炉和风疹的烤箱的台式实验室。

他们在卡库马进行了大规模的公共卫生免疫活动,并测试了数百名儿童和他们的照顾者,发现分子标记物表明疾病免疫。然后他们将样品送到内罗毕肯尼亚医学研究所国家实验室进行验证。

“这是第一次将数字微流体从实验室中取出,这是一个惊人的结果,”Julian Lamanna说,他是该论文的作者之一,也是卡库马地面小组的一名成员。“未来,通过简单的统计分析,我们的护理系统可以用来监测动态种群内的免疫水平,帮助预防发生之前的爆发。”

Rackus补充道:“如果你能在机场或世界各地进入这些设备,它们就可以成为疾病监测和监测的有力工具。”“它们也有可能显著减轻目前做这些流行病学测试的昂贵而复杂的诊断实验室的负担。”

自卡库马之行以来,该团队已在刚果民主共和国进行了额外的测试。他们还开发了新的芯片来测试不同的标记物和疾病,包括寨卡和疟疾。

“我们展示的是一个通用平台——我们的微流控芯片是相对通用的,高度可定制的,”Wheeler说,他的实验室位于T的唐纳利中心的U。“既然我们已经看到了该领域的实用性,我们希望能将它适应尽可能多的疾病和环境条件。”

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