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康乃狄克大学用3D打印技术大幅降低常用医学测试方法的成本

图为康乃狄克大学研究人员用3D打印的ELISA装置。康乃狄克大学

康乃狄克大学(University of Connecticut)研究人员开发出用3D打印的酵素免疫吸附法(enzyme-linked immunosorbent assay;ELISA)装置。该装置适用于一般吸量管,能大幅降低这种常见医学测试的时间和成本,并开启在远距或低资源区域进行医学测试的可能性。

根据UConn Today及Medgadget报导,ELISA测试一般用来测量生物样本中的蛋白质水平,其中包括抗体和多种致病分子。该测试可揭示一些癌症、爱滋病(HIV)和莱姆病(Lyme disease)等疾病。但测定需经专门培训,且须使用昂贵试剂及设备。而在进行传统基于96孔板的测定时,还要经过多个洗涤步骤方能获得清楚结果。

为解决上述问题,康乃狄克大学研究人员开发了低成本的3D打印装置,可装在一般吸量管上来执行ELISA。装在吸量管末端的一次性吸头可容纳研究人员可抽吸或分配的液体样本。研究人员可直接将样本或洗涤液吸入其中。每个尖端代表96孔板中的一个孔,而测定在尖端本身内进行。

传统ELISA检测在96孔板上进行。每个孔都是独立的测试室,其中样本可与各种试剂组合,而通常藉改变颜色与样本反应。然后,技术人员可根据反应过程中产生的颜色强度分析样本是否含有特定疾病的指标。

研究人员测试了前列腺癌患者样本上的吸量管吸头,发现不仅测试结果与ELISA测试一样准确,而且能以测试剂量的10%进行测试,显著降低测试的总体成本及时间。此外,由具不同技能水平的用户进行的测试最终证明了相同的结果。

传统的ELISA板微孔每个容纳400微升流体,但测量测试结果所需的反应仅发生在孔的塑料壁上。虽然3D打印的ELISA探针仅能容纳50微升,但是尖端内的储库设计显著增加反应发生的表面积,使研究人员能用更少的抗体进行测试,并显著减少处理测试和判读结果所需时间。

相较传统的ELISA形式,新装置需要更少量的昂贵试剂,测试也快得多。传统ELISA测定需时5~8小时。新装置可在90分钟内完成测定。

此外,新装置不需要昂贵且笨重的读板器来分析结果,用手机镜头和免费App就能测量其中发生的颜色变化。这种分析方法很简单,外行人也能进行测试,再将所得图象传给技术人员做分析,从而为远距或低资源区域的快速诊断开辟了可能性。

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