Микрожидкостные устройства с иммунохимией имеют широкое применение в мониторинге химиотерапии, мониторинге пациентов после трансплантации и особенно в мониторинге эффективности антиретровирусной терапии.
Результаты этого исследования были недавно опубликованы в журнале Nature Scientific Reports «Разработка многослойных биологически активных поверхностей с длительным сроком хранения на микрожидкостных устройствах для применения в местах оказания медицинской помощи»."
«Мониторинг пациентов с ВИЧ в местах оказания медицинской помощи в странах с ограниченными ресурсами, таких как Африка, имеет решающее значение для понимания того, как продвигается их лечение и работает ли конкретный препарат должным образом», — сказал Васим Асгар, доктор философии.D., соавтор исследования и доцент кафедры электротехники в колледже инженерии и информатики FAU.
В этом исследовании также использовался метод визуализации без линз для быстрого подсчета Т-лимфоцитов CD4 с использованием датчика CMOS (комплементарный металлооксидный полупроводник) — того же датчика изображения, что и в камерах сотовых телефонов.
Технология получения изображений без линз позволяет быстро подсчитывать клетки и не требует наличия квалифицированных специалистов для работы, что делает ее пригодной для использования в условиях стационара. При крупномасштабном производстве микрофлюидное устройство будет стоить менее 1 доллара по сравнению с нынешней стоимостью анализа CD4, которая составляет около 30-50 долларов.
«Подобно тестам на беременность, которые можно хранить при комнатной температуре, мы исследовали методы хранения и сохранения многослойных иммунофункциональных микрофлюидных устройств в условиях без охлаждения для приложений в условиях ограниченных ресурсов на месте оказания медицинской помощи», сказал Уткан Демирджи, доктор философии.D., старший автор статьи, Медицинский факультет Стэнфордского университета.
Современные микрофлюидные устройства, используемые в биомедицинских приложениях для тестирования различных заболеваний и состояний, включая ВИЧ и рак, необходимо хранить при низких температурах (от 4 до 8 градусов по Цельсию), чтобы предотвратить деградацию антител. Кроме того, транспортировка этих биоматериалов обходится дорого и увеличивает стоимость анализа.
Асгар и его коллеги использовали трегалозу, форму сахара, которая присутствует в некоторых растениях и животных, чтобы сохранить микрофлюидное устройство.
Поскольку трегалоза обладает способностью позволять растениям расти в очень суровых жарких и холодных условиях, они определили, что она может оказывать такое же влияние на многослойные поверхности, как микрожидкостное устройство. Они упаковали устройство, обработанное трелахозами, и запечатали его в пластике, а также использовали сушильный агент для устранения воздействия влажности.
Они подвергли устройство экстремальным погодным условиям в лабораторных условиях, чтобы проверить его работоспособность и срок годности.
Результаты исследования показали, что с помощью этого метода они смогли сохранить микрофлюидные устройства в течение шести месяцев.
При комнатной температуре они наблюдали 90-процентную специфичность в течение шести месяцев.
Исследователи также интегрировали эти стабилизированные микрофлюидные устройства после реактивации с технологией формирования изображений без линз CMOS. Захваченные CD4 Т-клетки были быстро и автоматически подсчитаны из необработанной цельной крови, что позволило создать портативную, работающую от батареек, недорогую платформу для подсчета Т-лимфоцитов CD4 без использования микроскопа с длительным сроком хранения.
«Эта технология также широко применима к глобальным приложениям здравоохранения, когда ресурсы ограничены для борьбы с вирусной нагрузкой, сепсисом, туберкулезом, малярией, а также для обнаружения рака.
Он также предлагает преимущества в развитом мире в таких условиях, как кабинет врача первичной медико-санитарной помощи или дома », — сказал Асгар.