小管可能有助于将整个实验室压缩成计算机芯片。

小管可能有助于将整个实验室压缩成计算机芯片。

芯片上实验室(loc)技术可以以与微处理器改变我们日常生活的方式相媲美的方式改变医学,也就是说,一旦它能够以一种可扩展的、经济有效的方式制造出来。KTH的研究人员现在报告了一个可以加速这场革命的发展。

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用于分子生物学的尖端技术,重点分析生物样品和临床应用。包括用于破译生物系统(如基因组或蛋白质组)的最新技术,重点是高通量技术平台和生物信息分析。

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斯德哥尔摩的KTH皇家技术研究所的一个团队创造了一种设备,它可以精确地分配和存储液体,这些液体可以在一系列诊断实验室芯片平台上使用,估计制造成本为2至6美元。这项技术也可以扩大规模,用于食品、化妆品和化学品的包装,已在《自然通讯》上报道。

KTH生命科学实验室研究中心教授、KTH纳米生物技术部门负责人阿曼鲁索姆(Aman Russom)表示,它克服了许多挑战,即在许多情况下,芯片上的实验室成本太高,无法在研究实验室外发挥价值。

芯片上实验室技术承诺将昂贵的医疗实验室改造成小型、经济实惠的便携式芯片,可以在医疗点自动进行各种测试。更简单的基因座的例子,如家庭怀孕测试,已经在一定程度上开始了这种转变。

正如所有实验室都依赖于存储和分配设备一样,LOC也依赖于能够有效地存储和释放芯片上的不同液体。Russom说,在KTH开发的系统不仅解决并自动化了这两个问题,而且还可以执行其他所需的技术,如过滤、分离和混合不同的液体,并稍加修改。

而且,重要的是,它将这些功能整合到一个设备上,而不需要现在的分配器所依赖的、生产成本也很高的多个机械部件和复杂组件。

他说:“我们已经证明,我们简化的微型分配器可以在不同的流体平台上执行不同的操作,而不会牺牲可扩展性或兼容性。”

所述简化分配器包括具有由弹性膜覆盖的孔的管。当内部压力大于拉伸薄膜所需的力时,它就会被激活。压力可以通过手指推动或离心机产生的人造重力来施加。当内部压力达到临界水平时,膜就会拉伸,为液体的排出提供了一条通道。

小管可能有助于将整个实验室压缩成计算机芯片。该设备在实验室芯片平台上进行测试。

共同作者AminKazemzadeh,领导该设备开发的研究人员,说这种分配器能够完全自动化各种临床测试。他说:“这是第一次在便携式旋转实验室芯片或离心装置中实现并自动分离血浆和红细胞的精确数量,从几微升到几毫升全血。”他说,该装置在许多不同液体的测试中证明是准确的。

实验室芯片设备可用于执行简单的健康相关测试,例如测量不同化学或生物分析物(如血液、血浆或尿液)的浓度。

Kazemzadeh说:“使用这些设备进行此类试验显著减少了样品数量和使用的昂贵化学试剂,而且在许多情况下,试验时间从几天缩短到不到一小时。”

在血液诊断试验中,全血通常被分成不同的成分。例如,浓缩红细胞可用于测量红细胞比容水平和需要氧治疗的患者。血浆是各种蛋白质、脂肪酸、激素、循环生物标志物和运输细胞最重要和最方便的来源,可用于诊断各种疾病,如癌症和传染病。

Russom和Kazemzadeh说,通过延长饮料、化学品、化妆品和医药品的保质期,这种饮料、化学品、化妆品和医药品在打开包装后很快就会变质,它们的分配器在其他行业也可能很有价值。“我们的技术允许在不允许空气进入容器的情况下分配液体。因此,容器内的液体即使在使用后仍保持完好。这将内容的保质期延长到产品的名义保质期。”

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