手持诊断实验室提供即时解决方案未来的大流行

使用成群的大小在手持磁铁,一体化的实验室设备,加州大学洛杉矶分校的研究人员已经开发出一种技术,可以大大提高疾病的速度和体积测试,同时减少成本和使用稀缺的供应。

自动化测试可以很容易地制造、部署和执行及时在医生的办公室,健康诊所或在质量测试网站在机场和学校在任何重大传染病的发病。UCLA-led研究团队是出于缺乏公平获得测试的几个月期间COVID-19流行时只有少数临床实验室授权运行测试。突破性的技术可以帮助政府更好地准备未来流行病分散式测试和最大化利用资源。

加州大学洛杉矶分校萨姆厄工程学院生物工程副教授和恐龙迪卡洛教授山姆Emaminejad电气和计算机工程合作完成了一项研究,发表在本周自然。本文概述了实验室设备是如何工作,包括临床研究结果与测试样本的个人经历COVID-19症状。100多使用实验室设备测试结果比较同一样品检测COVID-19使用聚合酶链反应(PCR)的分子诊断执行是加州大学洛杉矶分校健康的常规临床护理的一部分。

“我们手持实验室技术可以帮助克服一些障碍的稀缺性和测试,特别是在大流行早期,当它是最重要的控制疾病蔓延,“Emaminejad说,他也持有生物工程人员任命。”和超越其潜在的解决问题的短缺和高需求,它可以被广泛用于测试对于许多类型的疾病与课成绩字段和质量。”

使用电路板控制一组活动,1-millimeter-sized磁光盘被称为“ferrobots”运输样品通过核酸扩增试验的诊断工作流程(NAAT),研究者的敏感的实验室设备能够检测遗传物质从一个病毒的存在,在这种情况下,导致COVID-19 SARS-CoV-2。单独的步骤、排序、混合和放大测试样品都是自动化,在小型水平在工具包。

”这个平台的紧凑的设计和自动化处理的样本使简单的实现集中测试,您可以测试几十个病人样本的同时,和所有材料目前需要测试只是一个病人,”迪卡洛说,加州大学洛杉矶分校的阿蒙,Elena Hairapetian椅子在工程和医学。“例如,您可以测试学生在整个大学学生宿舍只有几十个测试套件”。

通过设计的工具集中测试,系统需要更低的化学试剂比单独测试所需样品。16样本组合和测试团队的研究中。如果池测试显示阳性结果,后续的测试将自动发生在同一个平台,直到实际积极样本识别。整个过程花了30至60分钟,取决于是否有积极的样本。由于技术的试验小型化和pooled-testing功能,化学试剂的成本可以降低10到300倍。

除了能够同时测试多个疾病,该平台还提供了精度和健壮的自动化。例如,在一个pooled-testing有16个样本,超过300实验室操作,包括混合和排序,被ferrobots自动化——超过3000个人运动,或驱动。在他们的可靠性的研究中,研究人员表明,ferrobots可以执行超过800万驱动没有错误。

除了迪卡洛和Emaminejad都的教员加州大学洛杉矶分校的加州纳米系统研究所,这项研究的主要作者是加州大学洛杉矶分校博士后研究员Haisong林和研究生Wenzhuo Yu和Kiarash————都是Emaminejad的成员相互关联和集成生物电子学实验室加州大学洛杉矶分校。

参考:林H, Yu W, a——K, et al . Ferrobotic成群使访问和适应性的自动化病毒测试。自然。2022年。doi:10.1038 / s41586 - 022 - 05408 - 3

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