Исследователи инженерии разработали новое поколение миниатюрных лаборатории устройство, которое использует магнитные нано-шарики для того чтобы выделить бактериальные частицы, которые вызывают болезни. С помощью этой новой технологии улучшает как врачи изолировать штаммы лекарственно-устойчивых бактериальных инфекций и сложной для обнаружения микро-частицы, такие как те, кто зарабатывает до Эболы и коронавируса.
Ке Дю и Бланка Lapizco-Энсинас, как преподавателей-исследователей из Рочестерского технологического института Кейт Глисон Инженерного колледжа, работала с международной командой для совместной работы по проектированию новой системы-микрофлюидного устройства, по сути своей лаборатории-на-чипе.
Лекарственно-устойчивых бактериальных инфекций ежегодно сотни тысяч людей по всему миру, и это число постоянно растет. На основе доклада ООН, смертность от антибиотикорезистентность может составить до 10 млн к 2050 году, Дю объяснил.
«Это важно для нас, чтобы лучше обнаружить, понять и лечить эти заболевания. Чтобы обеспечить быстрое и точное обнаружение, образец очистка и подготовка имеет решающее значение, это то, что мы пытаемся внести свой вклад. Мы предлагаем использовать это новое устройство для выделения вируса и обнаружения, таких как коронавирус и вирус Эбола», — сказала Дю, доцент кафедры машиностроения, имеющих опыт в развитии новых биосенсоров и технологии редактирования генов.
Сотрудники лаборатории заинтересован в обнаружении бактериальной инфекции, особенно в жидкостях. Одной из основных проблем для обнаружения, как лучше изолировать более высокие концентрации патогенов.
Устройство представляет собой сложную лабораторную среду, которые могут быть использованы в полевых госпиталях или клиниках и должно быть намного быстрее на сбор и анализ образцов, чем имеющиеся в продаже мембранных фильтров. Его широкие, неглубокие каналы ловушку небольшой бактерии молекулы, которые притягиваются к упаковке, магнитных микрочастиц.
Эта комбинация более глубоких каналов на nano-устройство, увеличение скорости потока жидкости, где бактерий приостанавливается, и включение магнитных шариков по каналам устройства улучшает процесс захвата/изолировать бактериальные образцы. Исследователям удалось успешно изолировать бактерии из различных жидкостей с микрочастицами на основе матрицы фильтра. Фильтр уловленных частиц в небольшие пустоты в устройства, обеспечивая большую концентрацию бактерий для анализа. Дополнительное преимущество небольших устройствах, таких как это позволяет несколько образцов, чтобы быть проверены одновременно.
«Мы можем принести это портативные устройства в озере, которая была загрязнена кишечной палочкой. Мы сможем взять несколько миллилитров пробы воды и запустить его через наши устройства, так что бактерии могут быть в ловушке и концентрированный. Мы можем либо быстро обнаружить эти бактерии в устройства или отпустить их на определенные химические вещества, чтобы проанализировать их», — сказала Дю, чье раньше работа была сосредоточена на устройствах, использующих редактирования генома технология CRISPR и фундаментальном понимании жидкостная динамика.
Объединившись с Lapizco-Энсинас, биомедицинский инженер с опытом работы в диэлектрофореза-процесс, который использует электрический ток для разделения биомолекул, их сотрудничество обеспечило расширение возможностей к улучшению обнаружения возбудителя, конкретно для бактерий и микроводорослей изоляции и концентрации.
«Наша задача не только выявления и определения бактерий в воде и плазме крови человека, а также работы с образцами крови, чтобы понять и обнаружить кровь инфекции, такие как сепсис. У нас уже есть конкретный план. Идея заключается в использовании пара нано-сито устройства для последовательной изоляции», — сказал Lapizco-Энсинас, доцент кафедры биомедицинской инженерии РИТ по.
Du и Lapizco-Энсинас были частью команды, которая состояла из механических и биомедицинских инженеров из Рутгерс, Университет штата Алабама, Университет штата Нью-Йорк в Бингемтоне, и Цинхуа-Беркли Института Шэньчжэнь Китая в решении глобальных проблем эпидемии болезней. Новые данные, опубликованные в статье «быстрое кишечная палочка захват и извлечение жидкости через трехмерный шарик-наборный нано-устройства,» в журнале ACS применяемых материалов и интерфейсов.
Научный коллектив РИТ технических докторантов и аспирантов Чэнь Синье, Эбби Миллер и Цянь он; Алабамского университета доцент кафедры электротехники и вычислительной техники Ю. Ган и студентом Shengting ЦАО; Руо-Цянь Ванг, доцент кафедры гражданской и экологической инженерии из Университета Rutgers; Синь Юн, доцент кафедры машиностроения от университета suny Бингемтон; Peiwu Цинь от Центр прецизионной медицины и здравоохранения, Цинхуа-Беркли Института Шэньчжэнь, Китай; и Цзе Чжан, Каролло инженеров Инк. в Сиэтле.
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!