Kan Analizi Yapan Çipler

Kan Testi Yapan Çipler

Singapur’daki Nanyang Teknoloji Üniversitesi’nden (NTU Singapur) bilim adamları, bir kişinin bağışıklık sisteminin sağlık yönlerini birkaç dakika içinde bir damla kanlarından saptayabilen çip üzerinde bir laboratuvar sistemi geliştirdiler. Mikroakışkanların ( beyaz kan hücrelerini kandan izole edebilen minik mikroskobik kanallar) ve elektrik sensörlerinin bir kombinasyonunu kullanarak yeni çipler ürettiler. Sağlıklı ve diyabetik hastalardan alınan beyaz kan hücrelerinin elektriksel özelliklerinde farklılıklar tespit edebildi.

Konsept bir kişinin bağışıklık sistemini hızlı bir şekilde kavramaları için yardımcı olabilir ve daha derinlemesine testlere ihtiyaç duyabilecek erken iltihaplanma ve enfeksiyon belirtileri tespit edebilir. Makine ve Havacılık ve Uzay Mühendisliği Fakültesi’nden Yardımcı Doçent Hou Han Wei ve Yardımcı Doçent Holden Li tarafından tasarlanan ve yapılan araştırmalar, eğer daha fazla laboratuar ve klinik değerlendirmede başarılı olursa, aile klinikleri ve poliklinikler için uygun taşınabilir bir cihaza dönüştürülebilir. Bağışıklık sağlığı genellikle kardiyovasküler hastalıklara da dahil olduğu için, bilim adamları cihazlarının kalp hastalıklarının erken teşhisinde kullanılmak üzere doktorlar için ek bir tarama aracı olabileceğini söylüyorlar. Singapur’da kardiyovasküler hastalıklar 2017 yılında tüm ölümlerin yüzde 30,1’ini oluştururken, diyabet dünya nüfusunun yaklaşık yüzde 10’unu etkileyen ciddi bir sağlık sorunudur.

Bu Buluş çipleri nasıl çalışır?

Aynı zamanda Lee Kong Chian Medicineat NTU Okulu’nda öğretim üyesi olan Prof Hou, yongalarının sağlıklı bir beyaz kan hücresi ile sağlıksız olan arasındaki elektriksel farklılıkları tespit ettiğini söyledi. Anormal beyaz kan hücrelerinin, kardiyovasküler hastalık riskinin artması için erken bir biyolojik belirteç olduğu bildirilmiştir ve ayrıca devam eden bir iltihap olduğunu da göstermektedir.

Çok küçük kanallar kullanarak, çip önce çeşitli kan hücrelerini büyüklüğüne göre bozuk para ayırma makinası gibi farklı çıkışlara fiziksel olarak ayırır. İzole edilmiş beyaz kan hücreleri daha sonra her bir hücre için elektrik empedansının çok yüksek bir hızda (saniyede yüzlerce hücre) ölçüldüğü özel bir kanaldan geçirilir. Anormal bir hücrenin elektrik empedansı, genellikle, normal olmayan bir hücrenin boyutunun daha büyük olması ve farklı membran özelliklerine sahip olması nedeniyle, sağlıklı bir hücrenin empedansından daha yüksektir. Beyaz kan hücreleri, vücudun bağışıklık sisteminin önemli bir bölümünü oluşturur ve nötrofiller olarak bilinen anahtar tip, enfeksiyon veya iltihap olduğunda ilk savunma hattıdır. Daha da önemlisi, işlemlerde testi ucuz, kullanımı kolay ve çipten geçirdiği beyaz kan hücreleri üzerinde daha fazla analiz yapabilmek için herhangi bir kimyasal biyobelirteç veya antikor kullanmıyorlar.

Klinik testlerde olası kullanım

Prof Holden Li, yeni bir çip üzerinde laboratuvar yapmak için kullanılan malzemenin yaygın bir tıbbi sınıf polimer olduğunu ve mevcut makineler kullanılarak kolayca üretilebileceğini ve kliniklerde kullanım için masaüstü boyutunda bir makinede yapılabileceğini bu nedenle Bilim adamları, aynı zamanda çeşitli elektriksel empedans seviyeleri ve bunların her birinin ne anlama geldiğiyle ilgili olarak, otomatik analiz için bir tür referans kütüphanesi oluşturmak için daha fazla araştırma yaptıklarını ve prototiplerini klinik ortamda test etmek için doktorlarla birlikte çalışacaklarını eklediler.

Araştırma hakkında bağımsız bir görüş veren, NTU Lee Kong Chian Tıp Fakültesi’nde Diyabet Araştırmaları Profesörü Ong Tiong Tat Başkanı Profesör Bernhard Boehm, birçok diyabet hastasının, bağışıklık sisteminin performansını etkileyen hastalıktan dolayı kronik enfeksiyonlara da yatkın olduğunu söyledi. “Klinik enfeksiyon şüphesi olan hastalar için konvansiyonel teşhis belirteçlerinin kullanılmasında bazı sınırlamalar vardır. Bununla birlikte, yeni test sisteminin üstün olduğuna dair resmi bir kanıt sağlamak için yakın gelecekte randomize kontrollü klinik çalışmalara ihtiyaç duyulacaktır. Yeni cihaz, immünoloji alanında yeni keşfedilen bir savunma mekanizması olan NETosis’in çalışması için de çok faydalı olabilir. Bununla birlikte, araştırmacıların, nötrofilleri, mikroskopi için doğal temel durumlarını etkilemeden izole etmek ve deney sonuçlarını etkilememek zahmetli bir süreçtir.

Prof Wong, yeni cihazın mikroskopi deneylerinin yerini almasının pek mümkün olmadığını, özellikle de NETosis işlemi sırasında hücresel bileşenlerin görselleştirilmesinin konu olduğu durumlarda, NET nicelemesinden kurtarılan kaynakların bu araştırmalara yönlendirilebileceğini de ekledi.