Penn Mühendisleri Ultra Nadir Proteinleri Algılayabilir

Tıbbi teşhisin hudutlarından biri, daha hassas kan testlerinin yarışıdır. Son derece nadir bulunan proteinleri belirleme kabiliyeti, bir takım kanserlerin erken teşhisi veya travmatik beyin hasarının teşhisi gibi pek çok şart için, alakalı biyobelirteçlerin yalnızca ufak miktarlarda göründüğü gibi, hayat kurtarıcı bir fark yaratabilir.

Son derece hassas protein tespitine yönelik ticari yaklaşımlar ortaya çıkmaya başlıyor, ancak oranla optik ve akışkan işleyicileri temel alıyor, bu da onları oranla hacimli ve pahalı hale getiriyor ve laboratuvar ayarlarında kullanımlarını kısıtlıyor.

Bu tür bir teşhis sisteminin bir bakım noktası aleti olarak mevcut olduğunu bilmek, bir hayli vaziyet için, bilhassa de travmatik beyin hasarı için kritik ehemmiyete sahip olduğunu bilerek, University of Pennsylvania mühendisleri, kullanıma hazır bileşenleri kullanan ve tespit edebilen bir test2 geliştirdiler. Tek proteinler, günler sürebilen ananesel iş akışına mukayese et birkaç dakika içinde sonuçlanır.

Standart bir cep telefonu kamerasını ve laboratuvarlarının mikroakışkan damlacık jeneratörleriyle bir araya kazançlan bir dizi LED ışığı kullanan ekip, standart protein testinden bin kat daha hassas, elde tutulan ve mevcut sistemden çok daha ucuz olan bir sistem geliştirdi Son teknolojiye sahip tek protein testleri piyasaya sürüldü.

Kaynak

David Issadore ve Venkata R. Yelleswarapu

Penn Mühendislik Biyomühendislik Bölümünde yardımcı doçent olan David Issadore ve yüksek lisans talebesi Venkata R. Yelleswarapu'nun öncülüğündeki araştırmacılar, Milli Bilimler Akademisi Deklarasyonlarında yayınlanan bir çalışmada sistemlerini gösterdiler.

Standart protein tespit etme deneyi, ELISA, mevzubahis proteinlere antikorların bağlanmasını içerir, daha sonra numunenin renginin antikorlarla irtibatlı enzimlere karşılık olarak ne kadar değiştiğini ölçmeyi içerir. Bu işlem, hanede HIV testleri gibi, bakım noktası aletlerine katılacak kadar hızlı ve kolaydır, ancak sadece proteinler yüksek konsantrasyonlarda olduğunda çalışır.

Şu anda travmatik beyin hasarı için çok az biyolojik belirteç var zira bu yaralanmaların protein belirleyicilerinin çok azı kan-beyin bariyeri süresince ilerliyor. Tıp araştırmacıları günümüzde böyle bir markörün bir kan testi için kullanılabileceğini ve ultra düşük konsantrasyonları göz önüne alındığında, bu testin standart ELISA dizisinden çok daha hassas olması gerektiğini doğruladılar.

Issadore “Binlerce defa daha hassas” diyor, “Alakalı proteinlerden yalnızca birkaçıyla bir miktar kanımız varsa, bu proteinleri doğru bir şekilde sayabiliriz, oysa ananesel bir test emin bir şekilde söyleyemezdi. Kan flakonu ve içindeki proteinlerden yoksun olan arasındaki fark. Protein sayısını artırmaya devam ettikçe, ananesel test nihayetinde onları tespit edebilecektir, ancak konsantrasyonlardaki protein sayısını onlardan bin kat daha az ölçebiliriz. ”

Issadore’un yaklaşımı, bir kerede bir protein ölçerek, örneği her biri tek bir protein içeren veya hiç içermeyen mikrodropletlere ayırarak çalışır. Laboratuarının mikroakışkanlar konusundaki uzmanlığı, hepsi paralel çalışan, onlarca mikrodroplet jeneratörü ile kazınmış mikroçipler üretti.