science >> Wetenschap >  >> nanotechnologie

Een microlab op een chip detecteert bloedgroep binnen enkele minuten

Krediet:CC0 Publiek Domein

Bloedtransfusie, als het snel wordt uitgevoerd, is een potentieel levensreddende interventie voor iemand die veel bloed verliest. Echter, bloed is er in verschillende soorten, waarvan sommige onverenigbaar zijn met andere. Transfusie van een incompatibele bloedgroep kan een patiënt ernstig schaden. Het is, daarom, van cruciaal belang voor medisch personeel om de bloedgroep van een patiënt te kennen voordat ze een transfusie uitvoeren.

Er zijn vier belangrijke bloedgroepen:O, EEN, B, en AB. Deze typen verschillen op basis van de aanwezigheid of afwezigheid van structuren die A-antigenen en B-antigenen worden genoemd op het oppervlak van rode bloedcellen. Bloed kan verder worden onderverdeeld in positieve en negatieve typen op basis van de aan- of afwezigheid van D-antigenen op rode bloedcellen. Medische professionals vertellen de bloedgroep van een patiënt meestal met tests met antilichamen tegen de A- en B-antigenen. Wanneer antilichamen de overeenkomstige antigenen herkennen, ze binden zich aan hen, waardoor de bloedcellen samenklonteren en het bloed stolt. Dus, specifieke antigeen-antilichaamcombinaties vertellen ons wat de bloedgroep van een bloedmonster is.

Nog, terwijl het concept eenvoudig klinkt, de benodigde apparatuur en technieken zijn vaak zeer specialistisch. testen, daarom, zijn niet draagbaar, hoge personeelskosten hebben, en kan meer dan een half uur duren om resultaten op te leveren. Dit kan problematisch zijn in verschillende soorten noodsituaties.

Met het doel deze problemen op te lossen, een team van wetenschappers van de Japanse Tokyo University of Science, onder leiding van Dr. Ken Yamamoto en Dr. Masahiro Motosuk, heeft een volledig geautomatiseerde chip ontwikkeld die snel en betrouwbaar de bloedgroep van een patiënt kan bepalen. In de woorden van Dr. Motosuke, hij en zijn collega's "hebben een compacte en snelle bloedtyperingschip ontwikkeld die ook volbloed automatisch verdunt."

In noodsituaties die bloedtransfusie vereisen, wachten om de bloedgroep te bepalen kan een levensbedreigend probleem zijn. De momenteel gebruikte bloedgroepdetectietechnologie is duur, omvangrijk, en gespecialiseerd, en kan meer dan een half uur duren om resultaten te produceren. Is er een snellere manier om de bloedgroep te bepalen? En kan technologie een rol spelen? Krediet:Tokyo University of Science

De chip bevat een micro-sized 'laboratorium' met verschillende compartimenten waar het bloedmonster achtereenvolgens doorheen gaat en wordt verwerkt tot resultaten worden verkregen. Om het proces te starten, een gebruiker brengt eenvoudig een kleine hoeveelheid bloed in, drukt op een knop, en wacht op het resultaat. Binnen de chip, het bloed wordt eerst verdund met een zoutoplossing en er worden luchtbellen ingebracht om het mengen te bevorderen. Het verdunde bloed wordt naar een homogenisator getransporteerd waar verder wordt gemengd, gedreven door intenser bewegende bubbels, geeft een uniforme oplossing. Delen van de gehomogeniseerde bloedoplossing worden in vier verschillende detectorkamers gebracht. Twee kamers bevatten elk reagentia die ofwel A-antigenen ofwel B-antigenen kunnen detecteren. Een derde kamer bevat reagentia die D-antigenen detecteren en een vierde kamer bevat alleen een zoutoplossing, zonder reagens, en dient als een negatieve controlekamer waarin de gebruiker geen resultaten mag waarnemen. Antigeen-antilichaamreactie zorgt ervoor dat bloed stolt, en door te kijken in welke kamers bloed gestold is, de gebruiker kan de bloedgroep zien en of het bloed positief of negatief is.

Verder, de gebruiker heeft geen gespecialiseerde optische apparatuur nodig om de resultaten te lezen. Het ontwerp van de detectorkamers maakt de gemakkelijke identificatie van gecoaguleerd bloed met het blote oog mogelijk. Het apparaat is ook zeer gevoelig en kan zelfs zwakke coagulatie detecteren.

Tijdens het testen, het onderzoeksteam screende bloedmonsters van 10 donoren en verkreeg nauwkeurige resultaten voor alle 10 monsters. De tijd die nodig was om de bloedgroep van een enkel monster te bepalen, was slechts vijf minuten.

Nadenkend over de mogelijke voordelen van de uitvinding van zijn team, Dr. Motosuke merkt op, "De vooruitgang van eenvoudige en snelle bloedtestchiptechnologieën zal leiden tot vereenvoudiging van de medische zorg in noodsituaties en zal de kosten en de benodigde arbeid voor delen van het medisch personeel aanzienlijk verminderen." Gezien het zeer draagbare karakter van de chip, Professor Motosuk speculeert ook dat het kan worden gebruikt tijdens medisch transport vanuit de lucht en bij rampenbestrijding. Dit is een chip die het potentieel heeft om de manier waarop medische noodhulp wordt gegeven te veranderen.