För patienter i behov av blod, det är oerhört viktigt att de får rätt typ. Det är därför läkare ofta ger akutpatienter universellt donatorblod, istället för att vänta på resultatet av ett blodprov. Blodprover tar lång tid att bearbeta, är dyra, och lämna utrymme för mänskliga misstag – att sätta en flaska med blod i fel hylla, felmärkning av det, eller skicka diagrammet till fel rum. Om blodprover kunde hanteras direkt vid vårdplatsen, det skulle kunna revolutionera diagnos och behandling.

För att förnya sättet att ta blodprover, Carnegie Mellon University forskare skapade en point-of-care enhet som använder ljudvågor för att separera blodkroppar. Enheten, utvecklad av civil- och miljötekniker (CEE) postdoktorand Erin Dauson, CEE-professorerna Kelvin Gregory och Irving Oppenheim, och docent i kemiteknik Kris Dahl, har potential att tillåta läkare att utföra blodprov i samma rum som patienten.

Den handhållna enheten, gjord av plexiglas, innehåller en liten kanal som flyter i en vinkel. På vardera sidan av kanalen, blyzirkonattitanat (PZT) kristaller vibrerar när de exciteras med en elektrisk spänning, skapar bulkvågor som utbreder sig i kanalen. Ljudvågorna applicerar en kraft på partiklarna som strömmar genom kanalen, får partiklarna att separera baserat på storlek, form, och kompressibilitet.

Till exempel, en röd blodkropp (RBC) kommer att följa strömlinjen, eller riktningen som vätskan strömmar, även om flödet kurvor i vinkel. Men vita blodkroppar, eftersom de är större än röda blodkroppar, skjuts med mer kraft och böjs ut ur strömlinjen till en separat linje.

"Vi vill komplettera nuvarande blodtestmetoder med ett vårdalternativ med denna enhet, " säger Dauson. "Vi försöker ta itu med några av begränsningarna med nuvarande metoder genom att tillämpa vår enhet på tillämpningar inom blodtypning och fullständigt blodvärde."

Nuvarande metoder för att separera celler kräver att man lägger till molekylära taggar som modifierar cellerna och begränsar deras användning för vidare studier. Med dessa metoder, forskare kan bara separera en eller två celltyper åt gången. Till skillnad från nuvarande metoder, enheten som skapats av Carnegie Mellon-forskarna förändrar inte cellens make-up på något sätt. Och det krävs bara en liten mängd blod för att slutföra ett test.

Med denna teknik, läkare kunde administrera blodvärden eller blodtypningstester direkt på sina kontor - med bara en droppe blod. När enheten är fulländad, den kan också tillverkas billigt i stora kvantiteter.

"Det finns en mängd olika applikationer som vi berör, " säger Gregory. "Men i slutändan handlar det om diagnos. Vi pratar om ett nålstick av blod istället för att dra fem milliliter blod från en artär. Mycket låg volym och mycket snabb diagnos, leder till snabbare beslut om behandling."

Med sin nya enhetsdesign, forskargruppen har öppnat dörrarna till effektiva, billig, och minimalt invasivt blodprov. Teamet kommer att fortsätta att optimera enheten innan de följer vägar för att kommersialisera instrumentet.