El cáncer es la segunda causa principal de muerte en los EE. UU., Lo que hace que el diagnóstico y el tratamiento tempranos y confiables sean una prioridad para los investigadores. Los biomarcadores genómicos ofrecen un gran potencial para el diagnóstico y nuevas formas de tratamiento, como la inmunoterapia. Enfoques miniaturizados de laboratorio en chipson los principales candidatos para desarrollar pruebas e instrumentos de diagnóstico viables porque son pequeños, solo necesitan volúmenes de prueba limitados y pueden ser rentables.
Un equipo de científicos e ingenieros de la Universidad de California, Santa Cruz y la Universidad Brigham Young han desarrollado tal enfoque capaz de procesar muestras biomoleculares de la sangre. Su método puede analizar e identificar múltiples objetivos en una plataforma de detección molecular basada en silicioy se describe esta semana en Biomicrofluídica , de AIP Publishing.
Laboratorio en un chip describe la miniaturización de las funciones de laboratorio, tales como análisis de sangre en un chip. En lugar de transferir muestras relativamente grandes de micro a mililitros entre tubos de ensayo o utilizando equipos analíticos voluminosos, las muestras y los reactivos se manejan endispositivos a escala de chip con microcanales fluídicos. Esto requiere volúmenes de prueba mucho más pequeños, y se pueden integrar múltiples funciones en un solo dispositivo, mejorando la velocidad, confiabilidad y portabilidad de estos procesos de laboratorio.
"Nuestro enfoque utiliza chips optofluídicos donde el procesamiento de fluidos y la detección óptica se realizan en un chip, lo que permite una mayor miniaturización y mejoras de rendimiento del sistema de chips", dijo Holger Schmidt, profesor de ingeniería eléctrica de Narinder Kapany en la Universidad de California, Santa Cruz.
Todo el proceso de prueba fue un desafío para el equipo, dirigido por Schmidt y Aaron Hawkins, profesor de física en la Universidad Brigham Young. Cada uno de los chips tuvo que ser desarrollado y probado para múltiples funciones, desde el filtrado de las células sanguíneas sin obstruirloel filtro permite analizar de manera confiable los datos ópticos para crear los patrones de excitación correctos en el chip de silicio. Sin embargo, el proceso funcionó según lo previsto, y el equipo se sorprendió gratamente al ver cuán poderoso era realmente el método de excitación óptica de múltiples puntos.
El siguiente paso para realizar el potencial de esta investigación es avanzar hacia muestras clínicas reales y detectar biomarcadores de ADN individuales.
"Hemos mostrado un análisis de ácido nucleico único en el contexto de la detección de Ébola en el chip y nos gustaría transferirlo a esta aplicación", dijo Schmidt.
Otros objetivos para el equipo incluyen aumentar la velocidad del proceso de análisis e integrar más elementos ópticos en el chip. También desean expandir sus capacidades para analizar biomarcadores de proteínas además de ácidos nucleicos y partículas de virus completas ya demostradas.
Se espera que esta investigación tenga una amplia gama de aplicaciones porque el principio subyacente de este tipo de análisis y manipulación óptica en chip es muy general.
"En el corto plazo, esperamos construir nuevos instrumentos de diagnóstico para el diagnóstico molecular con aplicaciones en oncología y detección de enfermedades infecciosas, tanto virus como bacterias resistentes a los medicamentos", dijo Schmidt. "Además, estos chips podrían ser muyútil para la investigación fundamental en biología molecular y otras ciencias de la vida ya que pueden proporcionar análisis de nanopartículas y micropartículas individuales sin la necesidad de equipos costosos. Y requieren una cantidad relativamente baja de habilidades experimentales ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Americano de Física AIP . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :