Yeni bir çip üzerinde laboratuvar platformu: çeşitli bulaşıcı hastalık patojenlerini hızla tespit edebilir!
Kılavuz
Yakın zamanda, Urbana-Champaign'deki Illinois Üniversitesi ve Tacoma'daki Washington Üniversitesi'nden araştırmacılardan oluşan çok disiplinli bir ekip, bulaşıcı hastalıkları önlemek için dedektör olarak bir akıllı telefon ve kredi kartı formatında bir test kiti kullanan yeni bir tür tıbbi teşhis platformu geliştirdi. Hemen teşhis yapın.
Anahtar kelime
Tıp elektroniği, çip laboratuvarları, akıllı telefonlar, Nesnelerin İnterneti
arka fon
İnsan ölümü ve sakatlığı açısından, bulaşıcı hastalıklar hala "dünyanın en çok katkıda bulunanlarıdır". Örneğin, 2015 yılında Zika virüsü, uluslararası endişe kaynağı haline geldi. Zika virüsünün Brezilya'yı etkileyen bir salgınla ve yenidoğanlarda mikrosefali oranındaki artışla ilişkili olabileceğine dair kanıtlar var. Zika virüsü, yaygın bir küresel soruna dönüşmüştür. Geçen yıl Dünya Sağlık Örgütü (WHO) belge rekoru, Haziran 2016'dan bu yana 60 ülke ve bölgenin sivrisinek vektör bulaşının devam ettiğini bildirdi.
(Resim kaynağı: taciophilip / Depositphotos)
Şu anda, Zika, dang humması ve chikungunya gibi sivrisinek kaynaklı virüslerin testlerinin hastanenin laboratuvarında yapılması ve hastaların sonuçları almak için birkaç gün beklemesi gerekiyor. Test için kullanılan ekipman, bir mikrodalga fırın ile yaklaşık aynı boyuttadır ve maliyeti 20.000 $ 'a kadar çıkmaktadır. Zika gibi virüslerin çoğu, gelişmemiş tıbbi durumlara sahip gelişmekte olan ülkelerde yaygındır.Bu ülkelerdeki küçük kliniklerde, hızlı ve etkili virüs testi yapmak çok gerçekçi değildir.
Ek olarak, Zika virüsünün dang ve chikungunya ile benzer semptomları vardır, bu nedenle aktif tedavi veya izolasyonun gerekli olup olmadığını belirlemek için bu enfeksiyonları ayırt etmek için doğru tanıya ihtiyaç vardır. Bu nedenle, basit, hassas ve değiştirilmesi kolay bir sabit nokta bakım testi programına daha çok ihtiyaç vardır.
Yazar, bu amaçla daha önce ABD Sandia Ulusal Laboratuvarı tarafından geliştirilen akıllı telefon tabanlı taşınabilir bir teşhis platformunu tanıttı. Bir akıllı telefonla kontrol ediliyor ve pil ile çalıştırılıyor. 1 pound'dan daha hafif ve 100 $ kadar düşük maliyetli. Zika, vb. Algılar. Sivrisinek kaynaklı virüslerin süresi 30 dakikadır.
(Resim kaynağı: San Diego Ulusal Laboratuvarı, ABD)
Yenilikçilik
Bugün size tanıtmak istediğim şey, bulaşıcı hastalık patojenleri için benzer bir hızlı tanı platformudur. Kısa bir süre önce, Urbana-Champaign'deki Illinois Üniversitesi ve Tacoma'daki Washington Üniversitesi'nden araştırmacılardan oluşan çok disiplinli bir ekip, bir akıllı telefonu dedektör olarak ve bulaşıcı hastalıklar için kredi kartı tarzı bir test kiti kullanan yeni bir platform türü geliştirdi. Bakım noktası anında teşhis.
(Resim kaynağı: Mikro ve Nano Teknoloji Laboratuvarı, Urbana-Champaign Illinois Üniversitesi)
Grup, Illinois Üniversitesi'nde elektrik ve bilgisayar mühendisliği profesörü olan Brian T. Cunningham, Illinois Üniversitesi'nde biyomühendislik profesörü olan Rashid Bashir ve Washington Üniversitesi, Tacoma'da profesör olan David L. Hirschberg'den (Disiplinlerarası Sanat ve Bilimler Okulu Fen ve Matematik Bölümü'ne bağlı) oluşmaktadır. )liderlik. Proje ortakları arasında, Kentucky'de özel olarak çalışan bir at uzmanı ve veteriner olan Dr. David Nash ve Ulusal Süper Bilgisayar Uygulamaları Merkezi'nde bir bilgisayar bilimcisi olan Dr. Ian Brooks yer alıyor.
Dört atta solunum yolu hastalıklarının tespiti için sistemin kullanımını gösteren ilgili araştırma makaleleri Analytical Chemistry dergisinde yayınlandı. Bir damla tam kanda Zika, Dang humması ve Chikungunya virüslerini tespit etmek ve ölçmek için sistemin kullanımını gösteren bir başka ilgili makale Biomedical Microdevices'da yayınlandı.
teknoloji
Araştırma ihtiyaçları için atlar, insanlarda ve gıda hayvanlarında solunum yolu hastalıklarını incelemek için hayvan modelleri olarak kullanılır. David Nash şunları söyledi:
"Genellikle, hayvanın bakış açısından teşhis araçları geliştirebilir ve insanlar için teşhis araçlarının geliştirilmesini kolaylaştırabilirsiniz. Birçok hastalık, tıpkı bir madendeki kanaryalar gibi ilk olarak hayvanlarda görülür."
Projeye en önemli katkıda bulunan Dr. Nash, at bulaşıcı hastalık salgınının ekonomik etkisi hakkında yorum yaptı:
"At yetiştiren insanlar için bu çok maliyetli ve binicilik sporlarının ticari işleyişini bozuyor. Örneğin, 25 Aralık 2016'da New Orleans'taki Fair Grounds Yarış Pisti ahırları Atlardan biri ateş geliştirdi ve ardından nörolojik semptomlar geliştirdi. Ulusal Teşhis Laboratuvarı 100 mil uzakta ve Noel tatili sırasında. Nihai sonuç: at herpes virüsü-1 (EHV-1) salgını, at yarışlarına yol açtı. 200 atın karantinası, hem at sahibi hem de hipodromun sahibi (Churchill Downs, Inc.) için ciddi ekonomik kayıplara neden oldu. Tahmin edebileceğiniz gibi, hastalık salgını nedeniyle Kentucky Derbisini ertelemek zorunda kaldılar. "
Bakım noktası (POC) tanı veya mobil veteriner laboratuvarının işlevlerinden biri, tek bir test protokolü aracılığıyla birden fazla patojeni aynı anda tespit etmek, maliyetleri düşürmek, zaman ve enerjiden tasarruf etmek ve benzer semptomlara neden olan bir grup patojeni ayırt etmektir.
Bu teknoloji ile klinisyenler, hastalıkları ofiste veya yerinde hızlı bir şekilde teşhis edebilir, böylece hasta yönetimi kararlarını daha erken ve daha akıllıca alabilir ve hastalık salgınlarının kontrolünü önemli ölçüde iyileştirebilir. Hastalar çevresinde yaygın bakım noktası testinin kullanımının ön koşullarından biri şudur: Algılama aracı ucuz, taşınabilir ve verileri ağ üzerinden kablosuz olarak paylaşabilir .
Sistem, silikon mikroakışkan çiplerde meydana gelen enzimatik amplifikasyon reaksiyonlarının gerçek zamanlı görüntülerini almak ve yorumlamak için ticari bir akıllı telefon kullanıyor. Bu silikon mikroakışkan çip yeşil floresan üretir ve testin görsel okumasını gösterir. Sistem, sıradan bir akıllı telefon ve taşınabilir bir 3D baskı braketinden oluşur.Konsant, optik ve elektrikli bileşenleri desteklemek için kullanılır ve akıllı telefonun arka kamerası için arayüz haline gelir.
Akıllı telefonda çalışan yazılım uygulaması, ilgili test bilgilerini topladı. Bu testler mikroakışkan bir kart üzerinde gerçekleştirilir ve hastanın özel bilgileri ve test sonuçları bir bulut depolama veri tabanına iletilir.
(Resim kaynağı: Mikro ve Nano Teknoloji Laboratuvarı, Urbana-Champaign Illinois Üniversitesi)
değer
Bu düşük maliyetli, taşınabilir ve akıllı telefon entegre sistem, özellikle sınırlı koşulların olduğu veya acil sonuçların gerekli olduğu alanlarda bulaşıcı hastalıkların teşhisi ile ilişkili zorluklara çok umut verici bir çözüm sağlar. Teşhis aracı, kişiselleştirilmiş hasta bakımı sağlayan ve sağlık hizmeti sağlayıcıları için bilgi yönetimini ve epidemiyolojik sürveyansı kolaylaştıran mobil iletişim teknolojisini entegre eder. Önemlisi, bu laboratuar tabanlı yöntem ve cihazlarla karşılaştırıldığında, sistem tespit sınırına ulaşmış ve neredeyse 30 dakika içinde sonuç vermiştir.
Dr. Nash şunları söyledi:
"Bu proje oyunun kurallarını değiştiriyor. Tıbbi olarak yetkilendirilmiş ön saf sağlık personelinin geleceği. Virüsleri ve bakterileri durduramıyoruz, ancak daha hızlı teşhis edebiliyoruz. Proje önerme aşamasında, projenin insanlar ve hayvanlar için etkili olduğunu gösterdik. Bunun bariz faydaları var ve sonuçlarımız daha sonra hipotezimizi kanıtladı. Ardından, alana, birden çok siteye, birden çok coğrafi konuma girmek ve gerçek dünya koşullarını test etmek istiyoruz. "
Illinois Üniversitesi'nde yüksek lisans öğrencisi ve araştırma görevlisi olan Fu Sun, bu projeyi kariyerinin ana hedeflerinden biri haline getirdi:
"Hastalıkların önlenmesi, teşhisi veya tedavisini destekleyen biyomedikal ekipmanın geliştirilmesiyle daha iyi bir dünya yaratmayı ümit ederek lisansüstü okula girdim. Bu proje, hedefe yönelik tedavi için kullanılabilecek bir çözüm sağladığı için amacımı karşılıyor. Bulaşıcı hastalıkları hızla teşhis edin. Akıllı telefonların bulut veri tabanlarına bağlanmasıyla, sahadaki tıbbi servis personeli yeni büyük veri ve Nesnelerin İnterneti çağını kucaklayabilecek. "
Referans
[1] https://mntl.illinois.edu/news/article/23759
[2]
[3] https://link.springer.com/article/10.1007/s10544-017-0209-9
Daha ileri teknolojiler ve yenilikçi ürünler için lütfen WeChat herkese açık hesabını takip edin: IntelligentThings veya yazarın kişisel WeChat ile iletişime geçin: JohnZh1984
