研究小组研发出能将智能手机转换为诊断设备的3D打印TRI分析仪

dy1993   2017-08-16 10:00:17

近日,来自伊利诺伊大学厄巴纳香槟分校的研究小组设计并制造了一种低成本的3D打印设备,可以将智能手机变成便于进行医学诊断测试的便携式实验室。该设备被称为光谱透射反射强度(TRI)分析仪,成本仅需550美元。

据悉,该创新设备被封装在紧凑的3D打印支架中,能够以与大多数实验室仪器相同的精度和可靠性分析血液、唾液或尿样。然而,与专业实验室仪器不同的是,3D打印的TRI分析仪的成本不需要花费数千美元。

该工具由生物工程与电气与计算机工程教授Brian Cunningham的实验室开发。其研究结果已于最近发表在“芯片实验室”杂志上。Cunningham解释说:“我们的TRI分析仪能够在医疗诊断中执行三种最常见的测试类型,因此在实践中,可以对数千种已经开发的测试进行调整。”

在分析测试中,3D打印的智能手机附件能够完成的是检测怀孕妇女的早产儿生物标志物和PKU测试的检验,该检测主要针对对新生儿正常发育和生长至关重要的酶。研究人员声称,TRI分析仪的两项测试结果都与“临床级光谱仪仪器获得的结果相当”。

那么,设备如何工作?TRI分析仪基本上由一个集成光纤和衍射光栅机构的3D打印外壳组成。当与智能手机一起使用时,该手机的相机可以用作高性能光谱仪。也就是说,分析仪器使用智能手机的内部白色LED闪光灯(或者外部绿色激光二极管)照亮血液、尿液或唾液样本。研究人员解释说,样品中的光被“收集在光纤中,并通过衍射光栅导入手机的后置内置照相机”。

此外,低成本测试装置还能够通过将微流控盒插入3D打印外壳的开口中来同时读取多个样品。Kenny Long说:“我们的分析仪可以通过将墨盒滑过阅读头扫描许多测试,方式与磁条信用卡被刷卡的方式相似。”当然,能够一次分析多个样本的明显好处是可以快速满足无法获得专业级设备的诊所、医院。

Long还补充说,TRI分析仪有可能用于ELISA测试,可以检测和测量血液样品中的各种蛋白质和抗体。ELISA测试是许多健康诊断测试的常用步骤。

研究团队说,TRI分析仪甚至可以用于动物健康应用、环境监测、药物测试、食品安全,甚至制造质量控制。

研究人员解释说,该创新技术受到专利保护,但可以获得许可。此外,杜克大学的研究人员最近也制作了类似的3D打印诊断装置。

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