В новом устройстве используются миниатюрные каналы и клапаны, которые заменяют «настольные» анализы — тесты, требующие больших образцов крови или других жидкостей и дорогих химикатов, которые лаборанты вручную смешивают в лотках с пробирками или пластиковыми чашками с углублениями в виде чашек.«Основным преимуществом является стоимость — эти анализы проводятся в лабораториях и клиниках повсюду», — сказал Мехди Годбейн, получивший докторскую степень в области биомедицинской инженерии в Rutgers, а сейчас работает в области биофармацевтических исследований и разработок в GlaxoSmithKline.Годбейн и шесть исследователей Рутгерса недавно опубликовали свои результаты в журнале «Лаборатория на чипе» Королевского химического общества.Устройство «лаборатория на кристалле», в котором используется технология микрофлюидики, а также делает тесты более доступными для пациентов и исследователей, открывает двери для новых исследований благодаря своей способности выполнять комплексные анализы с использованием на 90% меньшего количества пробы жидкости, чем требуется в традиционных тестах.
«Многие исследования были затруднены из-за того, что во многих случаях невозможно извлечь достаточное количество жидкости», — сказал Годбейн.
Прорыв Рутгерса также требует одной десятой части химикатов, используемых в обычном мультиплексном иммуноанализе, который может стоить до 1500 долларов. Кроме того, устройство автоматизирует большую часть квалифицированного труда, связанного с выполнением тестов.«Результаты столь же чувствительны и точны, как и стандартный настольный анализ», — сказал Мартин Ярмуш, заведующий кафедрой Пола и Мэри Монро и заслуженный профессор биомедицинской инженерии в Rutgers and Ghodbane, советник.
До сих пор исследования на животных расстройств центральной нервной системы, таких как повреждение спинного мозга и болезнь Паркинсона, были ограниченными, поскольку исследователи не могли извлечь достаточное количество спинномозговой жидкости для выполнения обычных анализов.«С нашей технологией исследователи смогут проводить крупномасштабные контролируемые исследования с точностью, сравнимой с традиционными анализами», — сказал Ярмуш.Это открытие также может привести к более всесторонним исследованиям аутоиммунных заболеваний суставов, таких как ревматоидный артрит, с помощью исследований на животных. Как и в случае спинномозговой жидкости, количество суставной жидкости или синовиальной жидкости, которую исследователи могут собрать у лабораторных животных, очень мало.
Команда Рутгерса впервые объединила несколько возможностей в устройстве, которое они назвали «ELISA-on-a-chip» (для иммуноферментного анализа). Одно устройство анализирует 32 образца одновременно и может измерять в широком диапазоне концентрации до шести белков в образце.
Исследователи изучают коммерческий потенциал своей технологии.Другими членами исследовательской группы являются Элизабет Стаки, докторант кафедры химической и биохимической инженерии, и доцент-исследователь Тим Магуайр, доцент-исследователь Рене Шлосс, профессор Дэвид Шрайбер и доцент Джеффри Зан, все они из кафедры биомедицины.
Инженерное дело.Национальные институты здравоохранения, Национальный научный фонд, Комиссия Нью-Джерси по исследованиям повреждений мозга и Corning, Inc. предоставили финансирование для исследования.