Разделы Партнеры Информация LinkXpress
Вход
Реклама на сайте
SIGMA ALDRICH CORP.

Миниатюрная технология может улучшить выявление заболеваний

Редакция HospiMedica - Россия
Опубликовано 15 Aug 2017
Print article
В настоящее время микрофлюидные биоаналитические устройства являются предпочтительными диагностическими инструментами. Они измеряют концентрацию биомаркеров болезни в образце пациента, например в крови, который пропускается через поверхность, содержащую иммобилизованные биорецепторы для захвата биомаркера. Они могут демонстрировать вероятность заболевания на основании наличия/отсутствия или на основе сравнения концентрации биомаркера в образце относительно уровня в здоровом организме (Изображение любезно предоставлено Университетом последипломного образования Окинавского  института науки и технологий).
В настоящее время микрофлюидные биоаналитические устройства являются предпочтительными диагностическими инструментами. Они измеряют концентрацию биомаркеров болезни в образце пациента, например в крови, который пропускается через поверхность, содержащую иммобилизованные биорецепторы для захвата биомаркера. Они могут демонстрировать вероятность заболевания на основании наличия/отсутствия или на основе сравнения концентрации биомаркера в образце относительно уровня в здоровом организме (Изображение любезно предоставлено Университетом последипломного образования Окинавского института науки и технологий).
Исследователи разработали улучшенную технологию микроконтактной печати для создания оптимального диагностического устройства из массивов биорецепторов для мультиплексированных микрофлюидных анализов.

Поскольку эффективность микрофлюидных биоаналитических устройств зависит от того, насколько неповрежденными и функциональными являются биорецепторы, иммобилизирование этих биорецепторов без причинения ущерба оказалось сложным. В течение последних двух десятилетий микроконтактная печать, использующая резиновый штамп для иммобилизации биорецепторов, считалась надежным методом для создания множества анализов для различных целей. Однако этот метод также имеет свои недостатки, особенно при использовании в наноразмерных белках и ДНК. При таких размерах методы, используемые в настоящее время в качестве компромиссного разрешения, будь то деформирование штампа или повреждение биорецепторов, приводят к тому, что данные становятся трудно поддающимися обработке в случае диагностики или при других применениях.

В настоящий момент исследователи из Университета последипломного образования Окинавского института науки и технологий (Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University - OIST; Окинава, Япония) разработали последовательность этапов печати, которая устраняет эти проблемы. "Для микроконтактной печати вам нужна печать, чернила и поверхность, а затем вы создаете свой рисунок на этой поверхности – всё очень просто”, — заявила первый автор статьи Шивани Сатиш (Shivani Sathish), аспирант OIST. Штамп изготовлен из полидиметилсилоксана (гибкого и плотного вещества, подобного каучуку, обычно используемого в печатях), чернила представляют собой (3-аминопропил)триэтоксисилан ((3-aminopropyl)triethoxysilane (APTES – раствор, состоящий из кремний- и оксид-содержащих молекул), а в качестве поверхности было взято стекло.

После покрытия чернилами штамп прижимается к стеклу и затем, после короткой инкубации, удаляется. Результатом является слой APTES со сформированным рисунком на стекле - шахматная доска областей с APTES и пустыми участками. Затем микрофлюидное устройство (содержащее микроканалы, сконфигурированные для направления жидкости через указанные пути) герметично прикладывается поверх стекла с рисунком. Наконец, биорецепторы становятся химически связанными с областями APTES внутри микрофлюидных каналов. Теперь система готова к использованию в качестве диагностического теста путем подачи образца жидкости организма через микрофлюидное устройство, прикрепленное к стеклу.

Раствор APTES имеет подходящую химию. "В зависимости от биорецептора, представляющего интерес, нужно выбрать соответствующую химию, чтобы связать молекулу с APTES", — заявила госпожа Сатиш. Один штамп может быть использован для подготовки анализа с возможностью иммобилизации различных биорецепторов для мультиплексирования. Таким образом, один штамп позволяет проводить множественные тесты и диагнозы на одной поверхности. Эта функция была бы полезна для диагностики сложных заболеваний, таких как рак, которая опирается на тесты, способные обнаруживать множественные маркеры для улучшения диагноза.

Госпожа Сатиш и ее коллеги впервые нанесли наноразмерный рисунок с помощью APTES с использованием чернил, сделанных из APTES в воде, в отличие от агрессивных химикатов, что устранило проблему набухания штампа. Затем они иммобилизировали биорецепторы на поверхности в качестве самой последней стадии процесса, после формирования рисунка APTES и прикрепления микрофлюидного устройства. Присоединив биорецепторы в качестве заключительного шага, исследователи не подвергали их экстремальным и разрушительным воздействиям. Затем они продемонстрировали эффективность конечного устройства, проведя анализ для захвата биомаркеров интерлейкина 6 и человеческого С-реактивного белка, которые часто повышаются во время воспаления.

"Конечная цель - создать портативное устройство”, — заявила профессор OIST Эми Шен (Amy Shen), возглавлявшая исследование. “Если вы предварительно иммобилизировали биорецепторы внутри микрофлюидных устройств, вы можете использовать их в качестве диагностических инструментов по мере необходимости, — продолжила госпожа Сатиш. — В конечном счете вместо того, чтобы иметь целую клиническую группу, которая обрабатывает ваш образец, мы хотим создать возможность, чтобы пациенты смогли сделать это дома самостоятельно".

Исследование, проведенное С. Сатиш и др. (S. Sathish et al.), было опубликовано 5 апреля 2017 года в журнале Analyst.


Ссылки по теме:
Университет последипломного образования Окинавского института науки и технологий


Print article
ELITech Group

Каналы

Химия

посмотреть канал
Масс-спектрометр высокого разрешения Synapt G2 (HDMS). Фото предоставлено Waters.

Метаболический анализ был применен для исследования мукополисахаридоза

Наследственные нарушения обмена веществ (ННОВ) представляют собой группу из примерно 500 редких заболеваний с общей оценкой... Читать дальше

Молекулярная диагностика

посмотреть канал
Комплекты Oragene для сбора достоверных образцов слюны с системой `все-в-одном` для сбора, стабилизации и транспортировки ДНК из слюны (фото любезно предоставлено DNAGenotek).

Обнаружен еще один ключевой ген болезни Альцгеймера

До недавнего времени ученые единодушно придерживались мнения, что ген Apolipoprotein E (ApoE4) является основным маркером... Читать дальше

Гематология

посмотреть канал
Автоматизированный гематологический анализатор KX-21 N (фото любезно предоставлено компанией Sysmex).

Проведено сравнение биомаркеров серповидных эритроцитов и гемоглобина, входящего в состав серповидных эритроцитов

Серповидно-клеточная болезнь представляет собой группу наследственных заболеваний, которая включает серповидно-клеточную анемию.... Читать дальше

Иммунология

посмотреть канал
Микрофотография, показывающая инфильтрационные опухолевые лимфоциты при колоректальной карциноме. Окрашивание гематоксилином и эозином. Инфильтрационные опухолевые лимфоциты (ИОЛ) указывают на микросателлитную нестабильность (фото любезно предоставлено Wikimedia).

Микроокружение опухолей может предоставить биомаркер для женщин с трижды негативным раком молочной железы

Исследователи обнаружили, что присутствие инфильтрирующих опухолей лимфоцитов (ИОЛ) значительно варьировалось в опухолях... Читать дальше

Микробиология

посмотреть канал
Бета-гемолитические колонии различаются в агаровых культурах с альфа-гемолитическим стрептококком пневмонии. (A) Флуоресцентные и яркие изображения чистых и смешанных бактериальных колоний в агаре BHI с L-Hoechst (фото любезно предоставлено Биологической лабораторией Temasek).

Липидные везикулы заменяют кровь в новом бактериальном тесте

Бета-гемолитические бактерии – это патогены, которые часто виновны в болезнях, встречающихся среди школьников.... Читать дальше

Патология

посмотреть канал
Микрофотография, показывающая бластомицеты, окрашенные реактивом Шиффа (Periodic Acid Schiff, PAS). Обратите внимание на зарождающийся микроорганизм (стрелка) и лежащую в основе пиогранулематозную воспалительную реакцию на заднем плане (фото любезно предоставлено Университетом Алабамы в Бирмингеме).

Пациенты с ослабленным иммунитетом имеют риск развития бластомикоза

Большинство инвазивных грибковых инфекций у пациентов с ослабленным иммунитетом вызываются Zygomycetes, Aspergillus и Candida,... Читать дальше

Индустрия

посмотреть канал
Прогнозы говорят о том, к 2022 году мировой рынок иммунохроматографических анализов вырастет до 8,24 миллиардов долларов США (фото любезно предоставлено Alere).

Мировой рынок иммунохроматографических анализов на тест-полосках превысит 8 миллиардов к 2022 году

По прогнозам, мировой рынок иммунохроматографических анализов (ИХА) на тест-полосках вырастет с совокупными темпами годового... Читать дальше
Copyright © 2000-2017 Globetech Media. All rights reserved.