Новости химической науки > Компакт-диски для диагностики заболеваний

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