BioChip Pode fazer o diagnóstico de leucemia e HIV rapidamente

BioChip Pode fazer o diagnóstico de leucemia e HIV rapidamente

Equipe de pesquisadores dos Estados Unidos desenvolveu um novo biochip capaz de diagnosticar leucemia e HIV simultaneamente de uma forma mais rápida e barata.
A técnica utiliza um chip que produz focagem tridimensional de um fluxo de células para rastrear rapidamente marcadores das duas doenças.


"O HIV é diagnosticada com base na contagem de células CD4", disse Tony junho Huang, professor associado de ciência da engenharia e mecânica na Universidade Penn State. "Noventa por cento dos diagnósticos são feitos por citometria de fluxo."

Huang e seus colegas projetaram um dispositivo de massa de ser produzido, que pode se concentrar partículas ou células em um único fluxo e realiza três diferentes avaliações ópticos para cada célula. Eles acreditam que o dispositivo representa um passo importante para chips de baixo custo de citometria de fluxo para o diagnóstico clínico em hospitais, clínicas e no campo.

"O potencial da citometria de fluxo como ferramenta de diagnóstico clínico ainda não foi realizada e ainda está em um processo de desenvolvimento contínuo e rápido", disse a equipe em uma edição recente da Biomicrofluidics. "Seu custo atual de altura, tamanho volumoso, a complexidade mecânica e necessidade de pessoal altamente treinados têm limitado a utilidade desta técnica."

A citometria de fluxo tipicamente olha para células de três maneiras, utilizando sensores ópticos. Citómetros de fluxo usar uma luz laser bem focado para iluminar as células focadas e para produzir três sinais ópticos de cada célula. Estes sinais são de fluorescência de anticorpos ligados às células, o que revela as características bioquímicas de células; de espalhamento para a frente, que fornece o tamanho da célula e do seu índice de refracção, e de espalhamento lateral, que fornece granularidade celular. Processar esses sinais permite diagnosticadores para identificar as células individuais de uma população mista de células, identificar marcadores fluorescentes e contagem de células e outras análises para diagnosticar e controlar a progressão do HIV, o cancro e outras doenças.

"As máquinas atuais são muito caros, custando US $ 100.000," disse Huang. "Usando nossas inovações, podemos desenvolver um pequeno que poderia custar cerca de US $ 1.000."Uma razão as máquinas actuais são tão grandes e dispendiosos é o método utilizado para canalizar células em único arquivo e o necessário alinhamento dos lasers e sensores múltiplos com o fluxo de células de arquivo único. Actualmente, as células são guiados para único ficheiro utilizando uma célula de fluxo delicado tridimensional que é difícil de fabricar. Mais problemático é que estas máquinas atuais precisam de múltiplas lentes e espelhos para o alinhamento óptico.

"Nossa abordagem tem apenas uma simples camada, célula de fluxo bidimensional e não alinhamento óptico é necessária", disse Huang.Huang e sua equipe usaram uma tecnologia proprietária chamada microfluídica deriva para criar um fluxo concentrado de partículas. Usando um microcanal curva, os pesquisadores tiraram vantagem das mesmas forças que tentam transportar passageiros em um carro para o exterior de uma curva durante a condução. O canal de chip microfluídico começa como um canal principal que contém o fluxo de líquido transportador e um segundo canal que vem em perpendicularmente que transporta as partículas ou células. Imediatamente após a estes dois canais aderir, o canal de curvas de 90 graus, que move todas as células em uma linha horizontal. Após a curva, o líquido entra no canal de ambos os lados, forçando a linha horizontal de células em fila única. As células passam então através de um feixe microlaser.Uma vantagem deste chip microfluídico citometria de fluxo é que ele pode ser produzido em massa através de moldagem e processos padrão litográficas. As fibras para os de fibra óptica de feixes de laser entregues e sinais ópticos já existe.

"As fibras ópticas são automaticamente alinhados uma vez inserido no chip, portanto, sem necessidade de lentes e espelhos volumosos para o alinhamento óptico", disse Huang. "A nossa máquina é pequena o suficiente que pode ser operado por bateria, o que torna utilizável na África e outros locais remotos."Os pesquisadores testaram o dispositivo usando comercialmente disponíveis, de células do tamanho de partículas fluorescentes. Eles são agora a testar o dispositivo com células reais.Trabalhar com Huang foram Xiaole Mao, estudante de graduação em bioengenharia; Ahmad Nawaz Ahsan, Xz-Chin Steven Lin, Michael Ian Lapsley, Yanhui Zhao, os alunos de pós-graduação em ciência da engenharia e mecânica, e Wafik S. el-Deiry, professor de medicina, Rose Dunlap Presidente da Divisão de Hematologia / Oncologia e diretor associado de pesquisa translacional, Cancer Institute, todos na Universidade Penn State, e J. Philip McCoy, National Heart, Lung, and Blood Institute do National Institutes of Health.
 

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