В мире химии

Компакт-диски для диагностики заболеваний

16 апреля 2017

Исследователи из США разработали цифровой компакт-диск, интегрированный с микрокапиллярным устройством для анализа клеток. Для проведения анализа такой диск может считываться стандартными дисководами компьютеров, что упрощает его использование для диагностики заболеваний.

Ганг Логан Лю (Gang Logan Liu) с соавторами из Университета Иллинойса нанесли на компакт-диск слой, который может преобразовывать информацию биологическую в информацию цифровую, позволяя детектировать присутствие клеток определенного типа и их число. Подсчет и определение размеров кровяных клеток – стандартная медицинская практика при диагностике таких заболеваний, как лейкемия, анемия, заражение крови и СПИД.

Недостаток диагностического оборудования, сочетающего в себе экспрессность и точность анализа наряду с доступностью, в областях, удаленных от центров с развитой медицинской инфраструктурой, странах третьего мира и в зонах боевых действий – вот что, по словам Лю, воодушевило изобретателей нового устройства. Исследователь добавляет, что с помощью микрокапиллярного компакт-диска, похожего на обычный музыкальный CD-диск, появляется возможность превратить обычный компьютер в мощное, чувствительное и дешевое диагностическое оборудование таким образом, что для диагностирования заболеваний медикам потребуется лишь переносной компьютер с приводом для дисков и сами модифицированные компакт-диски.



Клетки в каналах-микрокапиллярах взаимодействуют с лазерным лучом обычного устройства для чтения компакт-дисков, вызывая ошибки в считывании и декодировании данных, предварительно записанных на компакт-диске. (Рисунок из Lab Chip, 2011 DOI: 10.1039/c0lc00451k)

Устройство было получено следующим образом – на компакт-диск был записан аудиофайл, состоящий из повторяющихся последовательностей двоичного кода. Поверх слоя с записью был нанесен микрокапиллярный слой, представляющий собой систему каналов. Исследователи вносили образцы жидкости, содержащей клеточный экстракт, в каналы и с помощью лазера устройства чтения компакт-дисков пытались считать бинарный код. Любая частица на пути лазерного луча взаимодействовала с ним, мешая непрерывному считыванию кода. Исследователи определили, что по количеству ошибок считывания и их характеру можно делать выводы о концентрации клеток в образце, их форме и оптической плотности.

Люк Ли, специалист по микрокапиллярному анализу из Университета Калифорнии (Беркли) отмечает, что работа Лю является первым примером того, что обычный компьютер с обычным устройством для чтения компакт-дисков можно использовать для анализа концентрации и свойств клеток и микрочастиц. Он уверен, что в будущем такое устройство можно будет использовать для анализа крови непосредственно дома в качестве своеобразной «самодиагностики». Это предоставит обычным людям возможность самостоятельно проводить мониторинг своего здоровья, позволяя осуществлять раннюю диагностику сердечнососудистых или онкологических заболеваний, тем самым смещая акцент от курабельной к профилактической медицине.

В ближайших планах Лю разработка диагностических микрокапиллярных компакт-дисков нового поколения – для анализа мочи и крови.

Источник: Lab Chip, 2011 DOI: 10.1039/c0lc00451k


метки статьи: аналитическая химия, биомедицинские микроприборы, биохимия, бытовая химия, молекулярная биология, нанотехнологии, химия поверхности

В мире химии

Другие новости

3 апреля 2014 Насосы, работающие на ферментах, двигают жидкости

Исследователи из России, США и Пуэрто-Рико разработали микроскопические насосы, не представляющие собой механические устройства, которые работают за счет перемещаемых ими жидкостей. Микронасосы работают за счет превращения химической энергии в энергию...


30 июня 2013 Железный катализатор для «зеленого» гидрирования

Международная группа исследователей сообщает о разработке нового экологически чистого и безопасного метода осуществления одного из наиболее важных промышленных процессов, лежащих в основе синтеза практически полезных органических соединений фармацевтического и иного...


1 декабря 2008 Органический дайджест 100

МакКоли (J.A. McCauley) из Merck Research Laboratories обнаружил, что общим структурным моментом для двух удачных молекул-ингибиторов является наличие двух разных макроциклических структур [1]. Исследователи решили попробовать ввести оба макроцикла в структуру одной молекулы-ингибитора, сохранив преимущества биологической активности каждого из циклов. Целью синтеза было одновременное образование двух циклов с помощью двойной реакции метатезиса замыкания кольца [ring-closing metathesis (RCM)]