12 دسامبر 2008
کاغذ و نوارچسب سه سنتی به تشخیص بیماری ها کمک می کند
دستگاه جدید میکروفلویدیک می تواند خدمات بهداشتی را در کشورهای در حال توسعه بهبود بخشد
واشنگتن- دانشمندان با استفاده از کاغذ و نوارچسب، دستگاه ارزان قیمتی برای بررسی وضع مایعات بدن به منظوریافتن نشانه های بیماری ساخته اند. این ابزار تشخیص که از فن آوری پیشرفته هم استفاده نمی کند، می تواند فواید بسیاری از نظر بهداشت عمومی در کشورهای فقیر داشته باشد.
دستگاه های سه بعدی بررسی کنندۀ کاغذی (میکروپد سه بعدی)(1) از نظر اندازه کوچک اند، براحتی قابل حمل هستند و نیازی به پمپ و یا برق برای استفاده از آنها نیست. آندرس مارتینز، اسکات فیلیپس و جورج وایتسایدز، پژوهشگران دانشگاه هاروارد در شانزدهمین نسخه نشریه اقدامات آموزشگاه ملی علوم ایالات متحده (PNAS)(2) در ماه دسامبر نوشتند که این ویژگی دستگاه های مذکور را برای استفاده در کشورهای در حال توسعه به عنوان وسایل تشخیص مناسب می سازد.
وایتسایدز، یک استاد شیمی که رهبری این پژوهش را بر عهده داشت، شرکت غیر انتفاعی تشخیص برای همه را بنیاد نهاد تا از دسترسی کشورهای در حال توسعه به این فنآوری اطمینان حاصل کند.
وایتسایدز نوشت: "ما امیدواریم ایجاد یک نظام آزمایشی ارزان قیمت و بطور کلی اجراشدنی برای استفاده در مناطقی که دسترسی به تجهیزات تشخیصی آزمایشگاهی ندارند، یک اثر واقعی بر بهداشت عمومی برجای بگذارد."
در اکتبر، آزمایشگاه وایتسایدز با استفاده از یک ماشین دو دلاری به هم زن تخم مرغ ، لوله های پلاستیکی و نوارچسب، یک دستگاه گریز از مرکز ساخت. از این دستگاه می توان برای جدا ساختن پلاسما از خون، که یک پیش نیاز برای انجام بسیاری از انواع آزمایش های پزشکی است، استفاده کرد.
به یک مقاله مربوط مراجعه کنید.
http://www.america.gov/st/health-english/2008/October/20081021104945adkcilerog0.2144586.html
دستگاه های میکروفلویدیک
در دستگاه های میکروفلویدیک، مایعات در فضاهای کوچک، اکثراً کوچک تر از یک میلیمتر (یک هزارم متر)، عمل می کنند – تصور کنید که آب در یک لوله ذره بینی جریان دارد. این کانال های ذره بینی می توانند روی سیلیکن، پلاستیک، و در این مورد روی کاغذ حک شوند.
دستگاه مایکرو پد سه بعدی کارتی به ابعاد چندین سانتیمتر مربع است که می تواند میزان قند و پروتین ادرار را که سبب مرض قند و بیماری کلیوی می شوند بسنجد.
زمانیکه نمونه ادرار با یک گوشه مایکروپد تماس پیدا می کند، مایع از طریق کانال های ذره بینی به قسمت کشف می رسد. مواد شیمیایی که میزان قند و پروتین را اندازه می گیرند از پیشاپیش در این قسمت های کشف تعبیه شده اند. وقتی مایع به قسمت کشف می رسد، یک واکنش شیمیایی رخ می دهد و تغییر رنگی که نشانگر اندازه قند یا پروتین موجود است، روی می دهد.
این آزمایش ها در نزدیک به سی دقیقه تکمیل می شوند. افراد با حد اقل تعلیم می توانند رنگ را تشخیص و معنی آن را شرح دهند.
کانال های ذره بینی متعدد می توانند یک نمونه را به چندین قسمت کشف هدایت و تدارک کنندگان خدمات بهداشتی را به آزمایش همان نمونه برای تشخیص میزان قند، به دفعات متعدد توانا سازند.؛ این فرایند برای اندازه گیری دقیق لازم است.
دومین برتری مایکروپد این است که آزمایش چندین نمونه را روی یک کارت امکان پذیر می کند- کانال های ذره بینی مانند لوله هایی که نزدیک یکدیگر کشیده شده اند، روی یکدیگر قرار دارند ولی به یکدیگر متصل نیستند و از آنها چیزی به بیرون نمی تراود.
بر خلاف دستگاه های مایکروفلویدیک پلاستیکی یا شیشه ای، مایکروپد برای به جریان انداختن مایعات در کانال های ذره بینی نیازی به پمپ ندارد.
آزمایش های پزشکی در کشورهای در حال توسعه
آندرس مارتینز، دانشجوی دوره فوق لیسانس و نویسنده این بررسی که به تولید مایکروپد نیز کمک کرده است به America.gov گفت که هدف دانشمندان از اختراع دستگاه مایکروفلویدیک کاغذی، ارائه آزمایش های تشخیصی ارزان قیمت با استفاده از "فناوری های مخصوص کشورهای در حال توسعه" بوده است.
به گفته مارتینز، به کار بردن کاغذ در دستگاه های میکروفلودیک از برتری هایی برخوردار است.
سبک و نازک بودن کاغذ، نقل و انتقال تعداد زیادی از بسته های آزمایش به مناطق دور افتاده را آسان تر می کند. کاغذ قابل اشتعال نیز هست، و بدین ترتیب سوزاندن بسته های آزمایش استفاده شده یک راه حل ساده برای جلوگیری از آلودگی از مایعات بدن است. دسترسی وسیع به کاغذ به این معنی است که روزی دستگاه های تشخیص دهندۀ کاغذی می توانند بطور محلی تولید شوند.
مارتینز گفت، در آینده، فناوری تولید محصولات کاغذی مانند آنچه در چاپ روزنامه و نشریات استفاده می شود، می تواند برای تولید انبوه دستگاه های تشخیص دهندۀ کاغذی مورد استفاده قرار گیرند .
مارتینز در حال آماده ساختن مایکروپد برای آزمایش خون است که مایعی پیچیده تر از ادرار به شمار می رود. هدف او ابداع روشی برای آزمایش نارسایی کبد با به کار بردن مایکرپد برای ردیابی میزان های بالای آنزیم های خونی است که علامت مشخصۀ نارسایی کبد شمرده می شوند.
ولی تمام خون نمی تواند آزمایش شود. نخست، گلبول های قرمز خون باید جدا شوند تا فقط پلاسمای خون باقی بماند. با استفاده از تجربیات پیشین آزمایشگاه، مارتینز در نظر دارد با استفاده از گریز از مرکز یک دستگاه دو دلاری به هم زدن تخم مرغ ، پلاسمای خون را از سلول های آن جدا و سپس با گذاشتن پلاسما روی مایکروپد آن را برای آنزیم های کبد آزمایش کند.
مارتینز گفت، بسیاری از دارو ها، اثرات جانبی مضری برای کبد دارند، ولی در حال حاضر هیچ راه حلی سریع و ارزان قیمتی برای نظارت مطمئن بر کار روزمره کبد بیمار وجود ندارد. او امیدوار است که بتواند با استفاده از مایکروپد عفونت های میکروبی و ویروسی خون را شناسایی کند.
تشخیص برای همه
برای تولید و توزیع تجاری مایکروپد وایتسایدز و همکارانش تشخیص برای همه را بنیاد نهادند. تشخیص برای همه، که حیات سندی، یک دانشمند مهمان از عربستان سعودی در آن نقش رهبری دارد، یک شرکت غیر انتفاعی است که رسالت آن ارائه راه حل های تشخیصی کم هزینه به جامعه پزشکی جهانی است.
سندی، یکی از بنیانگذاران شرکت، به نوشتن طرح تجاری شرکت کمک کرد. این طرح برنده چندین جایزه، ازجمله جایزه صد هزار دلاری مسابقه کارآفرینی موسسه معتبر تکنولوژی ماساچوست و مسابقه طرح تجاری دانشکده تجارت هاروارد بوده است.
در ماه مه، تشخیص برای همه بیش از 230 گروه دیگر، شامل نهادهای انتفاعی و غیر انتفاعی را در مسابقه صد هزار دلاری موسسه تکنولوژی ماساچوست، شکست داد. این نخسین باری بود که یک شرکت غیر انتفاعی برنده این مسابقه می شد.
1. Three-dimensional microfluidic paper analytical devices (3D microPAD)
2. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS)
