Virüs ve Bakterilerin Tespiti İçin Yeni Bir Mikro Laboratuvar Cihazı Üretildi
Araştırmacılar, hastalıklara neden olan küçük bakteri ve virüs parçacıklarını izole etmek için manyetik nano boncuklar kullanan yeni nesil bir minyatür laboratuvar cihazı geliştirdi. Bu yeni teknolojinin kullanılması, klinisyenlerin ilaca dirençli bakteriyel enfeksiyon suşlarını izole etmesini kolaylaştırıyor. Ebola ve koronavirüsleri oluşturanlar gibi algılanması zor mikro partikülleri nasıl izole ettiğini anlatıyor.
Ke Du ve Blanca Lapizco-Encinas, Rochester Institute of Technology’nin Kate Gleason Mühendislik Fakültesi’nde öğretim üyesi araştırmacılar, yeni sistemin tasarımı üzerinde işbirliği yapmak için uluslararası bir ekiple çalıştılar. Cihaz mikro akışkan bir cihaz, esasen bir çip üzerinde bir laboratuvar. Cihazın virüs ve bakterileri tespit edebilmesi için bayağı çalışıldığı belirtildi.
İlaca dirençli bakteriyel enfeksiyonlar her yıl dünyada yüzbinlerce ölüme neden oluyor ve bu sayı sürekli artıyor. Birleşmiş Milletler raporuna dayanarak, 2050 yılına kadar antibiyotik direncinin neden olduğu ölümlerin yılda 10 milyona ulaşabileceğini açıkladı.
Makine Mühendisliği Yardımcı Doçenti Du “Bu hastalıkları daha iyi tespit etmek, anlamak ve tedavi etmek acildir. Hızlı ve doğru tespit sağlamak için örnek saflaştırma ve hazırlama kritik ve önemlidir. Bu yüzden katkıda bulunmaya çalışıyoruz. Bu yeni cihazı koronavirüs ve Ebola gibi virüslerin izolasyonu ve tespiti için kullanmayı öneriyoruz, “diyor.
Laboratuar ekibi, özellikle vücut sıvılarında bakteriyel enfeksiyonun saptanmasıyla ilgilenmektedir. Tespit için en büyük sorunlardan biri, daha yüksek patojen konsantrasyonlarının nasıl daha iyi izole edileceğidir.
Virüs ve Bakterileri Tespit Edebilen Cihaz Nasıl Çalışıyor
Cihaz, saha hastanelerinde veya kliniklerde kullanılabilen sofistike bir laboratuvar ortamıdır. Örneklerin toplanması ve analiz edilmesinde ticari olarak temin edilebilen membran filtrelerden daha hızlı olmalıdır. Geniş, sığ kanalları, paketlenmiş manyetik mikropartiküllere çekilen küçük bakteri moleküllerini hapseder.
Nano cihazdaki daha derin kanalların bu kombinasyonu şu şekildedir. Bakterilerin askıya alındığı sıvıların akış hızının artar ve cihaz kanalları boyunca manyetik boncukları dahil edilir. Ardından bakteri örneklerinin yakalanması / izole edilmesi sürecinde gelişir. Araştırmacılar, mikroparçacık bazlı bir matris filtresi ile çeşitli sıvılardan bakterileri başarılı bir şekilde izole edebildiler. Filtre, analiz için daha büyük bir bakteri konsantrasyonu sağlayarak parçacıkları cihazdaki küçük boşluklarda hapsetti. Bunun gibi daha küçük bir cihazın ek bir avantajı, aynı anda birden fazla numunenin test edilmesini sağlar.
“Bu taşınabilir cihazı E. coli tarafından kontamine olmuş bir göle getirebiliriz. Birkaç mililitre su numunesi alıp cihazımızdan çalıştırabiliriz, böylece bakteriler sıkışabilir ve konsantre edilebilir. cihazdaki bu bakterileri hızlı bir şekilde tespit edebilir veya analiz etmek için belirli kimyasallara bırakabilirler. “dedi.
Dielektroforez konusunda uzman bir biyomedikal mühendisi olan Lapizco-Encinas ile bir araya gelmek – biyomolekülleri ayırmak için elektrik akımı kullanan bir süreç – işbirlikleri, özellikle bakteri ve mikroalg izolasyonu ve konsantrasyonu için daha iyi patojen tespiti için daha fazla kapasite sağladı.
“Amacımız sadece su ve insan plazmasındaki bakterileri izole etmek ve tespit etmek değil, aynı zamanda sepsis gibi kan enfeksiyonunu anlamak ve tespit etmek için tam kan örnekleri ile çalışmaktır. Bunun için zaten somut bir planımız var. Fikir bir çift kullanmaktır. sıralı izolasyon için nano-elek cihazları, “dedi RIT biyomedikal mühendisliği bölümünde doçent Lapizco-Encinas.
Du ve Lapizco-Encinas, hastalık pandemilerinin küresel zorluklarını ele almak için Çin’deki Rutgers, Alabama Üniversitesi, SUNY Binghamton ve Tsinghua-Berkeley Shenzhen Enstitüsü’nden mekanik ve biyomedikal mühendislerinden oluşan bir ekibin parçasıydı. Yeni veriler, ACS Applied Materials and Interfaces dergisinde “Üç boyutlu boncuk istiflenmiş bir nano cihaz aracılığıyla vücut sıvıları için Rapid Escherichia coli yakalama ve geri alma” makalesinde yayınlandı.
