Lab-on-a-chip (LOC) -teknologi kan omvandla medicin på ett sätt som kan jämföras med mikroprocessorrevolutionen-när den väl kan tillverkas i en skalbar, kostnadseffektivt sätt. Forskare i Sverige rapporterar nu en utveckling som kan påskynda denna revolution.

Ett team från KTH Royal Institute of Technology i Stockholm har skapat en enhet som exakt doserar och lagrar vätskor som kan användas på en rad diagnostiska lab-on-a-chip-plattformar, till en uppskattad tillverkningskostnad på $ 2 till $ 6. Teknologin, som också kan skalas upp i storlek för användning i förpackningar av livsmedel, kosmetika och kemikalier, rapporterades i Naturkommunikation .

Aman Russom, professor vid KTH:s Science for Life Laboratory forskningscenter, säger att den övervinner utmaningar som i många fall gör lab-on-a-chip för dyrt för att vara av värde utanför forskningslaboratorier.

Lab-on-a-chip-teknik lovar att omvandla dyra sjukvårdslaboratorier till små, prisvärda och bärbara chips som kan utföra olika tester automatiskt vid vårdpunkter. Enklare exempel på LOC, som hemma graviditetstester, har redan påbörjat denna övergång till en viss grad.

Precis som alla laboratorier förlitar sig på lagrings- och utmatningsanordningar, LOC, för, bygger på effektiv lagring och utsläpp av vätskor på ett chip. Russom säger att systemet som utvecklats vid KTH inte bara löser och automatiserar dessa två problem, men kan också utföra andra erforderliga tekniker, som filtrering, separering och blandning av olika vätskor med mindre modifiering.

Och viktigast av allt, det konsoliderar dessa funktioner på en enda enhet, utan de många mekaniska delarna och komplexa komponenterna som dagens automater förlitar sig på - och som också är dyra att producera. "Vi har visat att vår förenklade mikrodispenser utför olika operationer utan att göra avkall på skalbarhet eller kompatibilitet över olika flytande plattformar, " han säger.

Den förenklade dispensern innefattar ett rör med en öppning som är täckt av ett elastiskt membran. Det aktiveras när det inre trycket blir större än den kraft som krävs för att sträcka membranet. Trycket kan utövas genom att trycka mekaniskt eller från centrifugcentrifugering. När det inre trycket når den kritiska nivån, membranet sträcker sig och tillhandahåller en väg för vätskan att släppas ut.

Medförfattare Amin Kazemzadeh, forskaren som ledde utvecklingen av enheten, säger dispensern möjliggör full automatisering av en mängd olika kliniska tester. "För första gången, det möjliggör och automatiserar separering av exakta mängder av både plasma och röda blodkroppar från några mikro-liter till flera milliliter helblod i bärbara roterande lab-on-a-chip eller centrifugala enheter. "Han säger att enheten visade sig vara korrekt i många test med olika vätskor.

Lab-on-a-chip-enheter kan användas för att utföra enkla hälsorelaterade tester som att mäta koncentrationer av olika kemiska eller biologiska analytter, som i blod, plasma eller urin.

"Användningen av dessa enheter för att utföra sådana tester minskar avsevärt mängden prover och dyra kemiska reagenser som används, och i många fall förkortar testets varaktighet från dagar till mindre än en timme, "Säger Kazemzadeh.

I bloddiagnostiska tester, helblod separeras oftast i komponenter. Till exempel, koncentrerade röda blodkroppar kan användas för att mäta hematokritnivåer och för patienter som behöver syrebehandling. Plasma är den mest praktiska proteinkällan, fettsyror, hormoner, cirkulerande biomarkörer och transportceller som används för sjukdomsdiagnostik, inklusive cancer och infektionssjukdomar.

Russom och Kazemzadeh säger att deras dispenser också kan vara värdefull i andra industrier genom att förlänga hållbarheten för drycker, kemikalier, kosmetika och medicinska ämnen, som förstörs snabbt efter att deras paket har öppnats. "Vår teknik möjliggör dosering av vätskor utan att luft kommer in i behållaren. Därför, vätskan inuti behållarna förblir intakt även efter användning. Det förlänger innehållets hållbarhet till produktens nominella hållbarhet. "