声波分离生物纳米颗粒的液体活检

原型装置由一个国际研究小组的工程师可以从血液样本中筛选出极其微小的粒子,而不必把样品送到实验室,设备相结合声学cell-sorting和微流控技术,可以促进科学研究和医学应用。

系统优化来解决“液”,生物纳米粒子释放每一种类型的细胞在体内。认为扮演一个重要角色在细胞间的沟通和疾病传播,他们的对象自30年前他们的发现科学的好奇心。

液的小字体的大小,使他们很难学习和挑战本国生物液体分开。当前实践涉及旋转样品离心数小时甚至数天,经常破坏液对他们极高的引力。即便如此,程序只捕获的一小部分纳米颗粒在生物流体。

本周的一篇论文中出现的9月18日在《美国国家科学院学报》上,来自杜克大学的研究人员,匹兹堡大学和麦基妇女研究所、麻省理工学院和新加坡南洋理工大学,基于“acoustofluidics”,展示一个更好的方法的组合音响和微流体。

原型设备提供了一个温和的、自动化的即时系统允许单步,芯片上的隔离液从整个生物流体具有高纯度和产量。

结果可以帮助研究人员和临床医生了解更多关于液,形成诊断或治疗的基础设备。许多条件的设备可以使诊断和监测与一个简单的抽血和液体活检,包括癌症,脑震荡影响大脑和疾病,肾脏,肝脏和胎盘。

“液在医学诊断和治疗有巨大的潜力,但目前的技术外来体隔离遭受周转时间长等缺点,不一致,收益率低,污染和不确定的外来体完整,”托尼说六月黄,杜克大学的机械工程和材料科学教授。“这项工作提供了一种新技术,可以解决这些问题。我们想要提取高质量的液简单推按钮,得到所需的样品在10分钟。”

“这个方法分离液的能力没有改变他们的潜在的生物或物理特性提供了新的途径来评估人体健康以及疾病的发病和进展,”说,题名为共同通讯作者,纸和候任总统的新加坡南洋理工大学,21世纪的生物力学在医学教授匹兹堡大学医学院和卡内基梅隆大学的前总统。

黄和他的同事们建造的原型设备创建一个高频声波一个角到液体流动的速度小管。通过仔细调整角度和声波的频率通道的长度和大小的粒子,他们可以将任何粒子大于1000纳米到一个单独的通道。

这个删除元素的血液如白细胞、红细胞和血小板。然后流体穿过第二个室,同样的力量是用来过滤掉所有小于130纳米,大概是大多数液和500倍的大小小于人类头发的厚度。

双阶段的技术显示单独的能力超过80%的液的纯度为98%,相比当前捕获只有5 - 40%的液的方法。

“新设备可以消除所有的血细胞和血小板之前有效地分离细胞外液等小泡,“明刀解释说,麻省理工学院Nanomechanics实验室的主任。“这新一代的集成设备设计使centrifugation-free排序不同的血液成分,可大大降低成本和处理时间与液体活检化验。”

“这将添加一个新维度研究液体活检和促进细胞外囊泡的临床使用通知的生理和健康很难访问的器官,如在人类妊娠胎盘,”尤尔Sadovsky说,主任Magee-Womens匹兹堡大学的研究所。“虽然为这些目的使用液还没有证明,这是我们研究的承诺。”

这篇文章被转载材料所提供的杜克大学。注:材料可能是长度和内容的编辑。为进一步的信息,请联系引用源。

参考:

隔离液从全血通过集成音响和微流体、半Wu Yingshi欧阳,鲁伊·张的产品Wang Po-Hsun黄,连年,回族,李鹏,大卫·奎因明刀,尤尔Sadovsky,托尼题名为黄小君。PNAS上,2017年9月18日。DOI: 10.1073 / pnas.1709210114