Lab-on-a-chip (LOC)-technologie zou de geneeskunde kunnen transformeren op een manier die vergelijkbaar is met de microprocessorrevolutie - zodra het kan worden vervaardigd in een schaalbare, kosteneffectieve manier. Onderzoekers in Zweden melden nu een ontwikkeling die deze revolutie zou kunnen bespoedigen.

Een team van het KTH Royal Institute of Technology in Stockholm heeft een apparaat gemaakt dat vloeistoffen nauwkeurig doseert en opslaat en dat kan worden gebruikt op een reeks diagnostische lab-on-a-chip-platforms, tegen een geschatte productiekost van $ 2 tot $ 6. De technologie, die ook in grootte kan worden opgeschaald voor gebruik bij het verpakken van voedsel, cosmetica en chemicaliën, werd gemeld in Natuurcommunicatie .

Aman Russom, professor bij KTH's Science for Life Laboratory onderzoekscentrum, zegt dat het uitdagingen overwint die lab-on-a-chip in veel gevallen te duur maken om buiten onderzoekslaboratoria van waarde te zijn.

Lab-on-a-chip-technologie belooft dure zorglaboratoria om te vormen tot kleine, betaalbare en draagbare chips die verschillende tests automatisch kunnen uitvoeren op de punten van zorg. Eenvoudiger voorbeelden van LOC, zoals zwangerschapstesten thuis, zijn al begonnen met deze overgang naar een graad.

Net zoals alle laboratoria vertrouwen op opslag- en doseerapparatuur, LOC, te, vertrouwt op efficiënte opslag en afgifte van vloeistoffen op een chip. Russom zegt dat het bij KTH ontwikkelde systeem niet alleen deze twee problemen oplost en automatiseert, maar kan ook andere vereiste technieken uitvoeren, zoals filteren, scheiding en het mengen van verschillende vloeistoffen met kleine wijziging.

En belangrijker nog, het consolideert deze functies op een enkel apparaat, zonder de vele mechanische onderdelen en complexe componenten waar de huidige dispensers op vertrouwen – en die bovendien kostbaar zijn om te produceren. "We hebben aangetoond dat onze vereenvoudigde microdispenser verschillende bewerkingen uitvoert zonder in te boeten aan schaalbaarheid of compatibiliteit tussen verschillende vloeistofplatforms, " hij zegt.

De vereenvoudigde dispenser bestaat uit een buis met een opening die is bedekt met een elastisch membraan. Het wordt geactiveerd wanneer de interne druk groter wordt dan de kracht die nodig is om het membraan uit te rekken. Druk kan worden uitgeoefend door mechanisch te duwen of door centrifugeren. Wanneer de interne druk het kritieke niveau bereikt, het membraan rekt uit en biedt een pad voor de vloeistof om te lozen.

Co-auteur Amin Kazemzadeh, de onderzoeker die de ontwikkeling van het apparaat leidde, zegt dat de dispenser volledige automatisering van een verscheidenheid aan klinische tests mogelijk maakt. "Voor de eerste keer, het maakt de scheiding mogelijk en automatiseert de scheiding van precieze hoeveelheden zowel plasma als rode bloedcellen van enkele microliters tot enkele milliliter volbloed in draagbare roterende lab-on-a-chip of centrifugale apparaten." testen met verschillende vloeistoffen.

Lab-on-a-chip-apparaten kunnen worden gebruikt voor het uitvoeren van eenvoudige gezondheidsgerelateerde tests, zoals het meten van concentraties van verschillende chemische of biologische analyten, zoals in bloed, plasma of urine.

"Het gebruik van deze apparaten voor het uitvoeren van dergelijke tests vermindert aanzienlijk de hoeveelheid monsters en dure chemische reagentia die worden gebruikt, en in veel gevallen verkort de duur van de test van dagen tot minder dan een uur, ', zegt Kazemzadeh.

Bij bloeddiagnostische tests, volbloed wordt meestal gescheiden in componenten. Bijvoorbeeld, geconcentreerde rode bloedcellen kunnen worden gebruikt voor het meten van hematocrietwaarden en voor patiënten die zuurstoftherapie nodig hebben. Plasma is de meest geschikte bron van eiwitten, vetzuren, hormonen, circulerende biomarkers en transportcellen die worden gebruikt voor ziektediagnostiek, waaronder die voor kanker en infectieziekten.

Russom en Kazemzadeh zeggen dat hun dispenser ook waardevol kan zijn in andere industrieën door de houdbaarheid van dranken te verlengen, Chemicaliën, cosmetica en geneeskrachtige stoffen, die snel bederven nadat hun verpakkingen zijn geopend. "Onze technologie maakt het mogelijk om vloeistoffen te doseren zonder dat er lucht in de container komt. de vloeistof in de containers blijft intact, zelfs na gebruik. Dat verlengt de houdbaarheid van de inhoud tot de nominale houdbaarheid van het product."