Papirbaseret multi-target diagnostisk test muliggør nye applikationer

Diagnosticering af en sygdom er et afgørende første skridt i at yde pleje. Imidlertid, mange regioner rundt om i verden mangler den centraliserede infrastruktur og uddannet personale til at udføre disse tests. Dette fører til behovet for billige testalternativer, som kan administreres på plejestedet. For at imødekomme denne efterspørgsel, letlæselige diagnostiske tests konstrueret af papir er blevet udviklet og implementeret til at bekæmpe en række sygdomme over hele verden, hvilket skaber et næsten $6 milliarder marked. Disse papirbaserede tests, almindeligvis omtalt som Lateral Flow Assays, detektere tilstedeværelsen af ​​specifikke molekyler i en prøve, såsom blod eller urin, ved at inducere en farveændring langs en 'testlinje' indeholdt på papirstrimlen, fungerer på samme måde som de velkendte graviditetstests.

Selvom sådanne papirbaserede tests er blevet udviklet til at påvise en række sygdomsfremkaldende stoffer såsom malariaparasitter, HIV, og Zika-virus, de kan ikke pålideligt detektere flere typer molekyler samtidigt, begrænse deres anvendelse til en bredere række af diagnostiske behov.

Forskere ved UCLA Samueli School of Engineering har skabt en ny papirbaseret sensor, som overvinder disse begrænsninger, åbner døren for nye diagnostiske applikationer. Resultaterne fra evalueringen af ​​denne nye billige papirbaserede sensor blev offentliggjort i Lab on a Chip , et tidsskrift fra Royal Society of Chemistry (UK).

Aydogan Ozcan, Chancellor's Professor of Electrical &Computer Engineering og associeret direktør for California NanoSystems Institute ved UCLA ledede forskningen i samarbejde med professor Dino Di Carlo fra UCLA Bioengineering Department, Professor Omai Garner, associeret direktør for UCLA Clinical Microbiology Lab, og Dr. Hyou-Arm Joung, seniorforsker ved UCLA Electrical &Computer Engineering Department.

Denne nye papirbaserede sensor anvender en specialdesignet 'følemembran', der indeholder snesevis af individuelle reaktionspletter, som hver især kan detektere et forskelligt sygdomsspecifikt molekyle. Denne operation er muliggjort ved implementering af en lodret stak af papir og vokstrykte lag, omhyggeligt konstrueret for at sikre, at patientprøven, i dette tilfælde behandlet blod, interagerer ensartet med hver reaktionsplet på den 1 cm x 1 cm papirbaserede følemembran. Derfor, dette multi-detektionsdesign kan udføre meget mere komplekse tests, der er nødvendige for f.eks. Kræft, kardiovaskulær sygdom, eller borreliose, blandt andre, mens de stadig bruger papirmaterialer til en værdi af $0,30, sammen med enkle betjeningstrin, som kan gennemføres på under 20 minutter med minimal træning af brugeren.

Vigtigt, UCLA-teamet har også udviklet en billig mobiltelefonvedhæftning, som bruges til at analysere de papirbaserede tests, hurtigt rapportere resultaterne tilbage til brugeren via en mobilapp.

"Denne nye multipleksede testplatform lover at drive papirbaseret diagnostik ind i nye og spændende områder, da den kan tilpasses til en række forskellige diagnostiske mål, " sagde Dr. Ozcan. "Faktisk, vi har allerede fundet en lovende mulighed for diagnose af Lyme-sygdom med vores multipleksede papirbaserede sensor."

Forskerne testede ydeevnen af ​​den nye papirbaserede sensor på humane blodserumprøver, der blev bekræftet at være Lyme-positive, demonstrerer samtidig påvisning af tre almindelige Lyme-specifikke antistoffer, viser lovende som et fremtidigt diagnostisk værktøj, der kunne erstatte det kostbare udstyr og uddannede teknikere, der i øjeblikket er nødvendige for at udføre de traditionelle laboratorietests. Med Lyme-sygdom, der bliver mere udbredt i USA, den nylige opfindelse af Ozcan og hans kolleger er et vigtigt skridt i retning af at adressere denne voksende trussel mod folkesundheden.