一个类似的设计可能引出了能够检测艾滋病和结核病的耐药菌株的芯片。
诊断一种特定的流感病毒通常是一项复杂的工作,它需要高科技的设备和数天的工作。布朗大学的研究人员在今天发表于《分子诊断》杂志的一篇论文中描述了一种新型的有望使诊断过程更容易、更快捷的生物芯片。
研究者们希望最终能够设计出被公共卫生官员运用于快速追踪新疫情的芯片,并且这种芯片可以为发展中国家的卫生保健工作者使用,从而以较低的价格来检测艾滋病毒和结核病耐药菌株。
“这是一种能够告诉你如何应对一些新的意料之外的状况的新型测试”,致力于这项工作的安德鲁 Artenstein说道。Artenstein是罗德州岛纪念碑医院生物防卫与新型病原体中心的主任,同时他也是布朗大学的一位教授。
这一新型的生物芯片可以简化对遗传物质的扩增过程,该过程是一系列需要鉴定血液和组织样本组成步骤的中间环节。
目前,为了确定病人携带何种菌株需要通过或聚合酶链反应或核算序列扩增,前者用于复制DNA,后者用于复制单链RNA。这两个过程都需要数小时才能完成,并且要求调节温度或者需要在实验室外部可能控制的特殊条件。
在他们的新实验中,Artenstein和他的同事们已经开发出一种能够在不需要温度变化的条件下在一个只有一张驾照大小的芯片上扩增RNA的方法,在生物芯片上的扩增的目标RNA用磁性微珠做好标记。然后再用磁铁从那些独立的链条中将这些标记链通过一条狭窄的通道吸引出来。
“每一种疾病都有一个标识RNA的特殊序列,我们供给这些序列” 生物医学工程学布朗中心的主任,和这本杂志上的论文《分子诊断学》的相应作者、该探针的设计者Anubhav Tripathi说道。
一旦被隔离出来,这些目标链会被复制而不是整个样本,这就允许该测试能够远离实验室而在一个手持装置里进行,同时实验的时间也满足目前系统的要求仅仅需要几分钟而非数小时。Tripathi这样说,他还以“一个简单的扩增RNA目标的方法”的首个字母将这种方法命名为“AMART”。
Tripathi说:“我们不想用这种方法来扩增RNA或者转化DNA,我们只想扩大我们目前的、很短的、只有25到26个核苷酸的探针”。
德克萨斯州A&M大学生物医学工程学的副教授维克多 Ugaz高度赞扬了Tripathi的解决科学家们十数年来一直努力想要解决的问题的方法。
Ugaz说:“这真是一种非常适合便携式或便携类病毒检测的更加清洁简便的方法。该方法将神奇蕴藏于朴素,真的是一项伟大的创新”。
哥伦比亚大学生物医学工程学副教授萨缪尔 西亚说:“该论文对改进核算的扩增方法做出了重大的贡献。扩增步骤上的任何改进都将会被广泛地应用于许多不同的目标领域中,因为扩增的需要是非常普遍的”。
他说理想的状态是,研究者们最终将检测过程的其他步骤都并入一张微流控芯片上。Tripathi希望从工业领域筹集资金来对他的样机试验做更多的测试,目前为止他主要在位于罗德岛州的Memorial医院收集的样本中寻找流感病毒,包括猪流感病毒。他希望能够尽快用他的“SMART”方法来检测从肯尼亚的一家医院收集到的艾滋病样本。艾滋病病毒的检测已经简单容易了,但是他的探针对检测艾滋病病毒载量有着重大的影响,它既可以度量病人的病情,又可以检测治疗的效果。
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