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醫療器械
生物芯片可以加快便攜式流感菌株的檢測速度
發布時間: 2012-06-11     來源: www.technologyreview.com

        一個類似的設計可能引出了能夠檢測艾滋病和結核病的耐藥菌株的芯片。
        診斷一種特定的流感病毒通常是一項復雜的工作,它需要高科技的設備和數天的工作。布朗大學的研究人員在今天發表于《分子診斷》雜志的一篇論文中描述了一種新型的有望使診斷過程更容易、更快捷的生物芯片。
        研究者們希望最終能夠設計出被公共衛生官員運用于快速追蹤新疫情的芯片,并且這種芯片可以為發展中國家的衛生保健工作者使用,從而以較低的價格來檢測艾滋病毒和結核病耐藥菌株。
       “這是一種能夠告訴你如何應對一些新的意料之外的狀況的新型測試”,致力于這項工作的安德魯 Artenstein說道。Artenstein是羅德州島紀念碑醫院生物防衛與新型病原體中心的主任,同時他也是布朗大學的一位教授。
        這一新型的生物芯片可以簡化對遺傳物質的擴增過程,該過程是一系列需要鑒定血液和組織樣本組成步驟的中間環節。
        目前,為了確定病人攜帶何種菌株需要通過或聚合酶鏈反應或核算序列擴增,前者用于復制DNA,后者用于復制單鏈RNA。這兩個過程都需要數小時才能完成,并且要求調節溫度或者需要在實驗室外部可能控制的特殊條件。
        在他們的新實驗中,Artenstein和他的同事們已經開發出一種能夠在不需要溫度變化的條件下在一個只有一張駕照大小的芯片上擴增RNA的方法,在生物芯片上的擴增的目標RNA用磁性微珠做好標記。然后再用磁鐵從那些獨立的鏈條中將這些標記鏈通過一條狹窄的通道吸引出來。
       “每一種疾病都有一個標識RNA的特殊序列,我們供給這些序列” 生物醫學工程學布朗中心的主任,和這本雜志上的論文《分子診斷學》的相應作者、該探針的設計者Anubhav Tripathi說道。
        一旦被隔離出來,這些目標鏈會被復制而不是整個樣本,這就允許該測試能夠遠離實驗室而在一個手持裝置里進行,同時實驗的時間也滿足目前系統的要求僅僅需要幾分鐘而非數小時。Tripathi這樣說,他還以“一個簡單的擴增RNA目標的方法”的首個字母將這種方法命名為“AMART”。
Tripathi說:“我們不想用這種方法來擴增RNA或者轉化DNA,我們只想擴大我們目前的、很短的、只有25到26個核苷酸的探針”。
        德克薩斯州A&M大學生物醫學工程學的副教授維克多 Ugaz高度贊揚了Tripathi的解決科學家們十數年來一直努力想要解決的問題的方法。
        Ugaz說:“這真是一種非常適合便攜式或便攜類病毒檢測的更加清潔簡便的方法。該方法將神奇蘊藏于樸素,真的是一項偉大的創新”。
        哥倫比亞大學生物醫學工程學副教授薩繆爾 西亞說:“該論文對改進核算的擴增方法做出了重大的貢獻。擴增步驟上的任何改進都將會被廣泛地應用于許多不同的目標領域中,因為擴增的需要是非常普遍的”。
        他說理想的狀態是,研究者們最終將檢測過程的其他步驟都并入一張微流控芯片上。Tripathi希望從工業領域籌集資金來對他的樣機試驗做更多的測試,目前為止他主要在位于羅德島州的Memorial醫院收集的樣本中尋找流感病毒,包括豬流感病毒。他希望能夠盡快用他的“SMART”方法來檢測從肯尼亞的一家醫院收集到的艾滋病樣本。艾滋病病毒的檢測已經簡單容易了,但是他的探針對檢測艾滋病病毒載量有著重大的影響,它既可以度量病人的病情,又可以檢測治療的效果。

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