En Star Trek-inspireret håndholdt enhed til sofistikeret medicinsk diagnostik

En Star Trek-inspireret håndholdt enhed baseret på en siliciumchip kunne hjælpe med at gøre hurtige, sofistikeret medicinsk diagnostik mere tilgængelig for mennesker over hele verden, siger videnskabsmænd.

I et nyt papir offentliggjort i tidsskriftet Biosensorer og bioelektronik , forskere fra University of Glasgow beskriver den seneste udvikling i deres 'multiorder'-projekt, inspireret af Star Treks berømte tricorder-enhed, som forestillingens læger bruger til at stille hurtige og præcise diagnoser.

Deres nye enhed, som parrer en håndholdt sensor med en smartphone-app for at måle niveauet af forskellige metabolitter i væskeprøver fra patienter.

Metabolitter er små molekyler, der findes i væsker fra den menneskelige krop. Ved at måle og overvåge deres relative overflod, forskere kan holde styr på generel sundhed eller udviklingen af ​​specifikke sygdomme.

Evnen til hurtigt at detektere og kvantificere flere metabolitbiomarkører samtidigt gør denne enhed særlig nyttig i tilfælde af hjerteanfald, kræft og slagtilfælde, hvor hurtig diagnose er afgørende for effektiv behandling.

Mens metabolitter i øjeblikket kan måles ved hjælp af eksisterende processer såsom nuklear magnetisk resonans og bindestreg massespektrometri teknikker, begge metoder er dyre og kræver omfangsrigt udstyr, som kan være langsomt til at give diagnostiske resultater.

Forskernes nye enhed er bygget op omkring en ny form for komplementær metaloxid-halvleder-chip (CMOS). CMOS-chips er billige at producere og bruges ofte i billedbehandlingsenheder.

Chippen er mindre end en fingerspids og er opdelt i flere reaktionszoner for at detektere og kvantificere fire metabolitter samtidigt fra kropsvæske såsom serum eller urin. Enheden kan betjenes via enhver Android-baseret tablet eller smartphone, der giver dataopsamling, beregning, visualisering og kraft.

Dr. Samadhan Patil fra University of Glasgows School of Engineering er hovedforfatter på papiret. Dr. Patil sagde:"Vi har været i stand til at detektere og måle flere metabolitter forbundet med myokardieinfarkt, eller hjerteanfald, og prostatacancer samtidigt ved at bruge denne enhed. Denne enhed har potentiale til at spore udviklingen af ​​sygdommen i dens tidlige fase og er ideel til den efterfølgende prognose."

Professor David Cumming, Principal investigator for projektet fra University's School of Engineering sagde:"Håndholdt, billige diagnostiske anordninger, der er i stand til nøjagtigt at måle metabolitter, åbner op for en bred vifte af applikationer til medicin, og med denne seneste udvikling har vi taget et vigtigt skridt tættere på at bringe sådan en enhed på markedet."

"Det er et spændende gennembrud, og vi er ivrige efter at fortsætte med at bygge videre på den teknologi, vi har udviklet indtil videre."

Professor Mike Barrett fra universitetets School of Life Sciences, medforsker af projektet, sagde:"Denne nye håndholdte enhed tilbyder demokratisering af metabolomics, som ellers er indespærret i laboratoriet, og tilbyder et billigt alternativ til at studere komplekse veje i forskellige sygdomme."

Papiret, med titlen "Et integreret bærbart system til en enkelt chip samtidig måling af flere sygdomsassocierede metabolitter, " er offentliggjort i Biosensorer og bioelektronik .