15分鐘即可確診瘧疾!——細胞芯片可拯救2億人
全球每年有2億人感染瘧疾,66萬(wàn)人因此喪命。瘧疾以斯氏按蚊為傳播媒介,瘧原蟲(chóng)寄生在人體紅血球中引起發(fā)熱和貧血等癥狀。
日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所健康工學(xué)研究部門(mén)生物標志物解析研發(fā)小組的片岡正俊開(kāi)發(fā)出了用于瘧疾診斷的細胞芯片。片岡在2014年2月21日舉行的“Trillion Sensors Summit Japan 2014”上,以“拯救2億人,瘧疾快速檢測法實(shí)用化”為題發(fā)表演講,介紹了細胞芯片的開(kāi)發(fā)動(dòng)向。
日本產(chǎn)綜研的片岡正在發(fā)表演講
可實(shí)現快速診斷的高靈敏度、易操作診斷設備
目前,診斷瘧疾通常采用的方法是用光學(xué)顯微鏡觀(guān)察染色的紅血球。這種方法需要成熟的先進(jìn)觀(guān)察技術(shù),檢測靈敏度約為0.01%,在1萬(wàn)個(gè)感染的紅血球中只能找出1個(gè),確診大約需要40分鐘。
高精度診斷法需要利用基于PCR法的專(zhuān)用裝置做長(cháng)時(shí)間檢查。而簡(jiǎn)易檢查技術(shù)的檢測靈敏度與采用光學(xué)顯微鏡的診斷基本相同,有可能會(huì )誤判為陽(yáng)性。在目前瘧疾的確診需要一定的時(shí)間和手段的情況下,錯誤的投藥會(huì )導致抗藥性瘧疾的蔓延。
因此,快速診斷要有靈敏度高而且易操作的診斷設備。片岡開(kāi)發(fā)的技術(shù)是用細胞芯片來(lái)診斷。這種細胞芯片的特點(diǎn)是,檢測靈敏度比PCR法診斷要高出一位數,且只需大約15分鐘就能得出診斷結果。
具體來(lái)說(shuō),就是產(chǎn)綜研獨有的在聚苯乙烯芯片上制作20944個(gè)直徑105μm、深50μm的小孔(微反應室),在每個(gè)微反應室,單層排列130個(gè)紅血球的技術(shù)。戲通過(guò)對芯片的表面處理以及精心設計微反應室的形狀而實(shí)現的。
檢測原理是,在細胞芯片的各微反應室上排列的血液中,只有瘧原蟲(chóng)的細胞核會(huì )與熒光染色液混合。用專(zhuān)用檢測裝置等讀取細胞芯片,就能找出瘧原蟲(chóng)。因此,只要知道相應的微反應室的位置,就能挑出發(fā)現的瘧原蟲(chóng),確定瘧疾類(lèi)型也更為容易。
現在,片岡正在與企業(yè)合作開(kāi)發(fā)可從血液中只簡(jiǎn)單分離紅血球的“紅血球分離過(guò)濾器”,以及檢測熒光反應的專(zhuān)用檢測裝置。而且,正在與正與埃塞俄比亞及烏干達等非洲各國的研究機構和醫院等共同推進(jìn)對試制的細胞芯片和檢測裝置進(jìn)行驗證的實(shí)驗。片岡表示,“希望2年后實(shí)現商品化”。
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