中国国际医疗器械设计与制造技术展览会(Medtec China)2018

专注于为医疗器械研发与生产服务

2018年 9月26日-28日 | 上海世博展览馆

能够预测早产风险的微流控芯片

2018-02-14

早产是新生儿发病和死亡的主要原因。引起妊娠相关并发症的众多根本原因中,感染和炎症具有极高的风险因素。据麦姆斯咨询报道,美国国家生物医学图像及生物工程研究院(NIBIB)的研究人员开发了一款能够捕获并鉴定一种被称为P1的稀有血液肽(一种炎症蛋白片段)的系统,这款系统能够预测到早产风险是否增高。早期检测为开始进行医疗干预提供机会,借此延缓出生,或增加胎儿生存能力,以挽救生命或减少终身残疾的可能。

 

全球范围内,预计每年都有1500万名婴儿是早产儿,这其中有将近100万名婴儿因为相关并发症而死亡。在美国,约有12%的婴儿为早产儿,许多人终其一生都将患有视力或听力方面的问题,更甚者患有学习障碍。 如果及早发现,孕妇可以采取一系列预防措施来降低早产风险,包括注射类固醇来加强婴儿的肺部机能,以及诸如优化营养,改变生活方式等母体可以采取的预防措施。 来自美国杨百翰大学(Brigham Young University)的一支研究团队,主要由化学系Adam T. Woolley教授带领,研发了一款微流控芯片(也被称为芯片实验室)这款芯片可以执行多个步骤来捕获并准确鉴定能够预测早产的P1肽。

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他们的研究被发表在网上发行的《Electrophoresis》杂志3月刊上。 微流控生物分析系统,NIBIB项目的主管Tiffani Lash博士表示,“能够见证微流控技术作为小型化诊断平台的持续增长无疑让人感到兴奋,尤其是在这种能减少早产发生率的情况下。这个微小而又复杂的技术拥有巨大的潜力,对美国乃至全球的个人,公共健康,甚至经济层面都具有重要意义。” 这款芯片的尺寸约为1英寸 x 2英寸,相当于一个微型实验室。它也被称为“集成”芯片,因为能在单张芯片上执行多个处理步骤。通过将样品移动到芯片上不同区域或存储层可以实现样品的进一步处理,最终分离并确认目标物质的存在,并确定被测者是否患有该种疾病。 在这张芯片上,该团队采用了固相萃取法和微芯片电泳法。固相萃取是第一步,其使用早产P1肽的特殊化学性质进行浓缩并从血样中将其与其它物质分离出来。下一步,微芯片电泳,使用电流进一步将P1分子与其它剩余成分进行分离。最终,当其迁移到微流控芯片通道中的特定位置时,就能检测到富集的P1肽。 该团队的最终目标是在芯片上滴一滴血,经过处理后便能够得到“是”或“否”的答案,表明是否存在预示着早产风险增加的肽。 此次实验中所使用的芯片只是一个原型,准备进入商业化阶段,并真正用于各种医疗保健设置之前,研究人员还需要对此进行细化和优化。


但是,目前的成果已经足够振奋人心。 Woolley教授表示,“展示检测到微量P1肽的能力是研究中较为困难的部分。我们正在往便宜、小且快,而且只需要一滴血就能进行检测的方向发展。我们的团队正在研究最终产品,目标是个人也能轻松使用,包括那些美国的医院和诊所,以及世界各地的农村和服务水平较低的社区环境。” 包括癌症、退行性疾病和感染在内的许多疾病都会将某种标志物释放到血液中去,这可以为患病提供早期提示。通常,这些生物标志物浓度过低,很难被常规捕获并进行分析。因此,Woolley指出,在患者病症已经出现前,我们所开发的这款分离和富集标志物的微流控芯片有潜力应用于各种疾病的早期诊断。对患者疾病的风险因素进行前期鉴定,并及早治疗,就能在最早阶段阻止疾病的进一步发展。

来源:医用塑料