По себестоимости всего 1 цента за чип новая технология могла возвестить медицинскую революцию диагностики как вид, навлеченный недорогим упорядочивающим геномом, сказал Рон Дэвис, доктор философии, преподаватель биохимии и генетики и директора Стэнфордского Технологического Центра Генома.Исследование, описывающее технологию, будет опубликовано онлайн 6 февраля на Слушаниях Национальной академии наук.
Дэвис – ведущий автор. Ведущий автор – Рахим Эсфэндьярпур, доктор философии, технический научный сотрудник в центре генома.
У недорогой лаборатории на технологии изготовления микросхем есть потенциал, чтобы увеличить диагностические возможности во всем мире, особенно в развивающихся странах. Из-за низшего доступа к ранней диагностике, выживаемость больных раком молочной железы составляет только 40 процентов в странах с низким доходом – половина уровня таких пациентов в развитых странах. У других смертельных болезней, таких как малярия, туберкулез и ВИЧ, также есть высокий уровень и плохое состояние пациента в развивающихся странах. Лучший доступ к дешевой диагностике мог помочь изменить к лучшему это, тем более, что большая часть такого оборудования стоит тысяч долларов.
«Предоставление возможности ранней диагностики болезней является одной из самых больших возможностей, которые мы имеем для развития эффективных лечений», сказал Эсфэндьярпур. «Возможно, 1$ в США не учитывается так очень, но где-нибудь в развивающихся странах, это – много денег».Система с двумя частямиКомбинация микрогидродинамики, электроники и струйной технологии печати, лаборатория на чипе – система с двумя частями.
Первым является ясный силикон микрожидкая палата для жилищных клеток и электронной полосы многократного использования. Вторая часть – обычный струйный принтер, который может использоваться, чтобы напечатать электронную полосу на гибкий лист полиэстера, использующего коммерчески доступные проводящие чернила наночастицы.«Мы проектировали его, чтобы избавить от необходимости средства чистого помещения и обученный персонал изготовлять такое устройство», сказал Эсфэндьярпур, инженер-электрик по образованию. Один чип может быть произведен приблизительно через 20 минут, сказал он.
Разработанный как многофункциональная платформа, одно из ее заявлений – то, что она позволяет пользователям анализировать различные типы клетки, не используя флуоресцентные или магнитные этикетки, которые, как правило, требуются, чтобы отслеживать клетки. Вместо этого чип отделяет клетки на основе их внутренних электрических свойств: Когда электрический потенциал применен через струйно напечатанную полосу, клетки, загруженные в микрожидкую палату, тянут в различных направлениях в зависимости от их «поляризуемости» в процессе, названном диэлектрофорезом. Этот метод без этикеток, чтобы проанализировать клетки значительно улучшает точность и сокращает долгие процессы маркировки.Инструмент разработан, чтобы обращаться с образцами небольшого объема для множества испытания.
Исследователи показали, что устройство может помочь захватить единственные клетки от соединения, изолировать редкие клетки и клетки количества на основе типов клетки. Стоимость этих многофункциональных биочипов – порядки величины ниже, чем та из отдельных технологий, которые выполняют каждую из тех функций. Автономная машина цитометра потока, например, который используется, чтобы сортировать и посчитать клетки, стоит 100 000$, не принимая эксплуатационных затрат во внимание.
Потенциал, чтобы демократизировать диагностику«Мотивация была действительно, как экспортировать технологию и как уменьшить стоимость вещей», сказал Дэвис.Низкая стоимость жареного картофеля могла демократизировать диагностику, подобную тому, как недорогое упорядочивание создало революцию в здравоохранении и персонализировало медицину, сказал Дэвис. Недорогая упорядочивающая технология позволяет клиницистам упорядочивать ДНК опухоли, чтобы определить определенные мутации и рекомендовать персонализированные планы лечения. Таким же образом у лаборатории на чипе есть потенциал, чтобы диагностировать рак рано, обнаруживая опухолевые клетки, которые циркулируют в кровотоке. «Проект генома изменил способ, которым сделана очень большая медицина, и мы хотим продолжить это со всеми видами другой технологии, которые просто действительно недороги и доступны», сказал Дэвис.
У технологии есть потенциал к не, только продвигают здравоохранение, но также и ускорять фундаментальное и прикладное исследование. Это позволило бы ученым и клиницистам потенциально анализировать больше клеток в более коротких периодах времени, управлять стволовыми клетками, чтобы достигнуть эффективного переноса генов и развивать рентабельные способы диагностировать болезни, сказал Эсфэндьярпур.
Надежды команды чип создаст преобразование в том, как люди используют инструменты в лаборатории. «Я вполне уверен, это откроет окно для исследователей, потому что это делает жизнь намного легче для них – просто печатают его и используют его», сказал он.Работа – пример внимания Стэнфордской Медицины на здоровье точности, цель которого состоит в том, чтобы ожидать и предотвратить болезнь в здоровом и точно диагностировать и лечить заболевание в больных.