南洋理工大学研发出一款硬币大小的小巧设备,可在30分钟内快速、精准地分离血浆,比使用传统的离心机要快上一倍。这有助于缩短医疗检测时间,并使疾病和癌症诊断结果更准确。
南大星期四(3月21日)发文告说,科研人员成功研发名为“ExoArc”的微流控(microfluidic)芯片。只需一个步骤,这款芯片便可从血液里,去除超过99.9%的血细胞和血小板,以取得高纯度的血浆。
血浆纯度越高,医生就能越准确地检测到血浆里游离(cell-free)的脱氧核糖核酸(DNA)、核糖核酸(RNA)和细胞外囊泡(extracellular vesicles),从而加快临床分析的速度。医生能根据这些分子分析病人是否患有特定癌症或疾病。
目前,实验室一般使用传统离心机来分离血浆,但这个方法并非万无一失,即使经过两轮共长达一小时的离心过程,血浆中仍可能残留生物细胞,进而影响检测结果。况且,实验室通常会一次过为多个血液样本进行离心分离,而等待样本的时间将进一步拉长检测时间。
离心机类似洗衣机的甩干功能,血液各成分比重不同,因而会被离心力分层。
诊断非小细胞肺癌 灵敏度高达90%
为解决离心机的局限,南大团队研发出ExoArc芯片,并把它置入一个打印机大小的设备。芯片采用惯性微流控(inertial microfluidics)原理,也就是当不同的血液成分流经芯片内的弯曲通道时,它们会根据大小和密度而分离。
根据研究团队与新加坡国立癌症中心、陈笃生医院和新加坡科技研究局的临床合作,他们成功验证新芯片的功用,发现它能帮助诊断出非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer),灵敏度高达90%。
领导这次研究的南大副教授侯翰伟,是南大机械与宇航工程学院和李光前医学院的生物医学工程师。
他说,团队的目标是找到一个可以替代离心机的解决方案,更快速地分离出高质量的血浆,用于疾病检测和研究。
他说:“在硬币大小的芯片内设计微小通道,我们可以通过独特的流动现象,把微小生物材料根据大小进行有效分离,无需使用任何物理膜或过滤器。”
研究团队已通过南大的创意和企业公司NTUitive,申请两项专利,并在美国化学学会(ACS)期刊《ACS纳米》上,发表研究成果。
Tags:
;
;
;
;
News Article;
;
National Cancer Centre Singapore;
;
Lianhe Zaobao;
;
;
;
;
Research