La atención médica de diagnóstico a menudo está restringida en áreas con recursos limitados, porque los procedimientos necesarios para detectar muchos de los marcadores moleculares que pueden diagnosticar enfermedades son demasiado complejos o costosos para ser utilizados fuera de un laboratorio central. Investigadores en el laboratorio de Rustem Ismagilov, Ethel Wilson Bowles de Caltech y Robert Bowles, Profesor de Química e Ingeniería Química y director del Instituto Jacobs de Ingeniería Molecular para la Medicina, están inventando nuevas tecnologías para ayudar a sacar las capacidades de diagnóstico emergentes de los laboratorios y al punto de atención.para tales dispositivos de diagnóstico es que los resultados, o lecturas, sean sólidos frente a una variedad de condiciones ambientales y errores del usuario.
Para abordar la necesidad de un sistema robusto de lectura para diagnósticos cuantitativos, los investigadores en el laboratorio de Ismagilov han inventado un nuevo método de lectura visual que utiliza químicos analíticos y procesamiento de imágenes para proporcionar una cuantificación inequívoca de moléculas de ácido nucleico individuales que pueden ser realizadas por cualquiercámara de teléfono celular.
El método de lectura visual se describe y valida con ARN del virus de la hepatitis C, ARN del VHC, en un artículo publicado en la edición del 22 de febrero de 2016 de la revista ACS Nano .
El trabajo utiliza una tecnología microfluídica llamada SlipChip, que fue inventada en el laboratorio Ismagilov hace varios años. Un SlipChip sirve como un laboratorio portátil en un chip y puede usarse para cuantificar las concentraciones de moléculas individuales. Cada SlipChip codifica unprograma complejo para aislar moléculas individuales como ADN o ARN junto con reactivos químicos en pocillos del tamaño de nanolitros. El programa también controla las reacciones complejas en cada pocillo: el chip consta de dos placas que se mueven - o "deslizan" -uno con respecto al otro, con cada "deslizamiento" uniendo o separando los cientos o incluso miles de pequeños pozos, ya sea poniendo en contacto reactivos y moléculas o aislándolos. La arquitectura del chip permite al usuario tener un control completo sobre estas reacciones químicas ypuede evitar la contaminación, por lo que es una plataforma ideal para un dispositivo de diagnóstico robusto y fácil de usar.
El nuevo método de lectura visual se basa en esta plataforma SlipChip. Químicos indicadores especiales se integran en los pocillos del dispositivo SlipChip. Después de una reacción de amplificación, una reacción que multiplica las moléculas de ácido nucleico, los pocillos cambian de color dependiendo de si la reacciónfue positivo o negativo. Por ejemplo, si se usa un SlipChip para contar las moléculas de ARN del VHC en una muestra, un pozo que contiene una molécula de ARN que se amplificó durante la reacción se volvería azul; mientras que un pozo que carezca de una molécula de ARN permanecería morado.
Para leer el resultado, un usuario simplemente toma una fotografía del SlipChip completo usando cualquier teléfono con cámara. Luego, la foto se procesa utilizando un enfoque radiométrico que transforma los colores detectados por el sensor de la cámara en una lectura inequívoca de positivos y negativos.
Las tecnologías anteriores de SlipChip utilizaron una sustancia química que emitiría fluorescencia cuando se produjera una reacción dentro de un pozo. Pero esas lecturas pueden ser demasiado sutiles para ser detectadas por una cámara de teléfono celular común o pueden requerir condiciones de iluminación específicas. El nuevo método proporciona pautas para seleccionarindicadores que producen cambios de color compatibles con las sensibilidades de color de las cámaras del teléfono, y el procesamiento radiométrico elimina la necesidad de que un usuario distinga los colores a simple vista.
"El proceso de lectura que desarrollamos se puede utilizar con cualquier cámara de teléfono celular", dice Jesús Rodríguez-Manzano, un investigador postdoctoral en ingeniería química y uno de los dos primeros autores del artículo. "Es rápido, automatizado y no funcionaNo requiere recuento o interpretación visual, por lo que los resultados pueden ser leídos por cualquier persona, incluso los usuarios daltónicos o que trabajan en condiciones de poca luz. Esta robustez hace que nuestro método de lectura visual sea apropiado para la integración con dispositivos utilizados en cualquier entorno, incluso enel punto de atención en entornos de recursos limitados. Esto es crítico porque la necesidad de diagnósticos altamente sensibles es mayor en tales regiones ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de California . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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