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MIT團隊25分鐘快速診斷敗血病的新型裝置

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科技產業資訊室 - 陳品蓁 發表於 2019年7月26日

圖、MIT團隊25分鐘快速診斷敗血病的新型裝置

本周(2019/7/23-27)在柏林舉行的醫學和生物工程會議(Engineering in Medicine and Biology Conference)上,麻省理工學院的研究團隊發表了一項可快速診斷敗血症的新型感測器。該裝置僅使用5微升的血液,即可在25分鐘內補捉到低於16pg/mL濃度的敗血病生物標誌IL-6。相對傳統實驗室所需的1毫升血液量,以及1小時的檢驗時間來說,新型裝置相當具有優勢。
 
該裝置利用的原理是將磁珠分析(magnetic-bead-based assay)的元件縮小到大約幾平方公分的自動微流體設備上,並且在微米級的通道中操控珠子。第一個步驟是,先將塗有能夠吸引IL-6的抗體以及一種稱為辣根過氧化物酶(horseradish peroxidase, HRP)的催化劑珠子,混和血液樣品,並注入裝置中。當通過控制液體的環狀泵浦進入「分析物捕獲區(analyte-capture zone)」後,會有外部電路自動控制閥門,並以特定順序開關,使血液和珠子循環混和在一起。大約10分鐘後,敗血病生物標誌IL-6蛋白質會與珠子上的抗體結合。
 
接著,閥門會自動控制混合物進入較小的「檢測區域(detection zone)」,這時會有一個小磁鐵收集珠子並進行清洗。約10分鐘後,大部分的珠子會黏附在塗有吸附IL-6單獨抗體的電極上,此時,液體會在循環中洗滌未黏附在電極上的珠子。最後,就只剩含有IL-6蛋白質的珠子保留在電極上。
 
最後一個步驟是,利用稱為安培法(amperometry)的化學反應,對液體施加電壓,而液體中已經因為出現了與催化劑作用而產生的一種對電能有反應的化合物,因此,珠子會產生小的電流。只要將電流轉成可讀的訊號,即可進行相對應IL-6的濃度計算。
 
整個過程耗費大約25分鐘的時間,而且這個設備擁有八個微流體通道,是一個非常通用的平台,因為研究人員可以同時在不同的通道中進行多種不同的生物標記或血液樣本分析。
 
目前,美國食品藥物與管理局(FDA)已經批准了200多種用於各種疾病的蛋白質生物標記,因此,該新裝置未來可以擴大規模,並設計更多通道來檢測研究人員感興趣的蛋白質生物標記。
(719字)
 
 
參考資料:
Microfluidics device helps diagnose sepsis in minutes. MIT NEWS. July 23, 2019


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