Микрочип позволит удешевить и ускорить диагностику ВИЧ и лейкемии

Недорогое, портативное устройство будет быстро выявлять клетки лейкемии или ВИЧ благодаря чипу, который осуществляет трехмерный анализ клеток.

«ВИЧ-инфекция диагностируется на основании подсчета лимфоцитов (CD4 клеток)», — говорит Тони Хуан, доцент технических наук и механики в государственном университете Пенн. — «Девяносто процентов диагнозов подтверждается с помощью проточной цитометрии».

Хуан и его коллеги разработали для массового производства устройства, которые могут фокусировать частицы или клетки в единый поток и выполнять три различные оптические оценки каждого элемента. Это важный шаг для создания недорогих чипов проточной цитометрии. В настоящее время процедура имеет высокую стоимость и требует хорошей квалификации медицинского персонала.

Проточная цитометрия предусматривает анализ клеток в трех направлениях с помощью оптических датчиков. Поток сфокусированного лазерного света получает различные оптические сигналы клеток. Эти сигналы сопоставляются с антителами, которые раскрывает биохимические свойства клеток. Размер клетки, показатель преломления и рассеивания света помогает считать остальные параметры. Обработка этих сигналов позволяет диагностировать и отслеживать динамику ВИЧ-инфекции, рака и других заболеваний.

«Современные устройства стоят очень дорого, около 100 тыс. долларов. Использование наших инноваций поможет снизить стоимость до одной тысячи долларов», — говорит Хуан. Дороговизна метода заключается в необходимости направления клеток в один поток, согласования работы лазеров и нескольких датчиков. Сейчас процедура организации клеток в поток осуществляется тяжело, к тому же устройство содержит несколько линз и зеркал для оптического выравнивания. Новая методика предлагает однослойной, двумерный поток клеток и без необходимости оптического выравнивания.

Ученые применили методику изогнутых микроканальных для создания потока клеток. По первому каналу передвигается жидкость, по второму, перпендикулярному первому, клетки или частицы. На пересечении двух каналов образованное русло изгибается на 90 градусов, и клетки выстраиваются в горизонтальную линию и проходят через луч микролазера. Оптические волокна автоматически формируют любое отражение света при монтаже в чип, поэтому не требуется применение громоздких линз и зеркал для оптического выравнивания.