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在紧急情况下，对血型先进行检测这一必要过程可能会延迟输血时间，而这种延迟可能是致命的。因此，为加快这一过程，日本东京科学大学的科学家们开发了一种芯片实验室设备，该设备不仅可以在五分钟之内得出血型信息，还可以让医务人员通过简单的视觉观察读取结果。
对于失去大量血液的人来说，如果能够及时进行输血就可能挽救他们的生命。但是，血液有几种类型，其中一些与其他类型不能够相容，如果输注不相容的血型会严重伤害患者。因此，对于医务人员来说，在进行输血之前了解患者的血型至关重要。
有O、A、B和AB四种主要的血液类型。这些类型根据红细胞表面上是否存在称为A抗原和B抗原的结构而有所不同。根据红细胞上D抗原的存在与否，可以将血液进一步分为阳性和阴性类型。医学专业人员通常通过涉及针对A和B抗原的抗体的测试来告诉患者的血型。当抗体识别相应的抗原时，它们会与它们结合，从而使血细胞凝聚在一起，并使血液凝结。因此，特定的抗原-抗体组合可以告诉我们血液样本的血型是什么。
图片来源：Zanhsieh, public domain
虽然这个概念听起来很简单，但所需的设备和技术通常非常专业。因此，测试通常是不可携带的，其人员成本很高，并且可能需要半个多小时才能得出结果。在一些紧急情况下，可能会因此带来问题。
为了解决这些问题，在山本贤博士和本正昌弘博士的带领下，由日本东京科学大学的科学家们开发了一种可以快速、可靠地确定患者血型的全自动芯片。用Mossuke博士的话来说，他和他的同事“已经开发出一种紧凑、快速的血液分型芯片，该芯片还可以自动稀释全血。”
芯片包含一个带有各种隔室的微型“实验室”，血液样本按顺序穿过该隔室并进行处理，直到获得结果。要开始此过程，用户只需插入少量血液样本，按一下按钮，然后等待结果即可。在芯片内部，首先用盐溶液稀释血液，然后引入气泡以促进混合。稀释的血液被输送至均质器，在均质器中，由于气泡运动更加剧烈，进一步混合产生了均匀的溶液。将匀浆化的血液溶液的一部分引入四个不同的检测器腔室中。两个小室分别装有可检测A抗原或B抗原的试剂。第三腔室包含用于检测D抗原的试剂，第四腔室仅包含盐溶液，没有试剂，并且用作阴性对照腔室，用户不应在其中观察任何结果。抗原抗体反应将导致血液凝结，并且通过查看哪个腔室已凝结血液，用户可以得知血型以及血液是阳性还是阴性。
此外，用户不需要专门的光学设备来读取结果。检测器腔室的设计可以用肉眼轻松识别凝结的血液。该设备还非常灵敏，甚至可以检测到微弱的凝结。
在测试期间，研究小组从10个供体中筛选了血液样本，并获得了所有10个样本的准确结果。确定单个样本的血型所需的时间只有五分钟。
关于本团队发明的潜在好处，Motosuke博士表示：“简单快速的血液检测芯片技术的进步将在紧急情况下简化医疗服务，并将大大降低成本，并减少部分医务人员的必要劳动”。鉴于该芯片具有高度便携性，他还推测该芯片可以在空中医疗运输和灾难响应环境中使用。该芯片有可能改变紧急医疗支持的提供方式。
参考文献
Yamamoto et al. (2020). Fully-automaticblood-typing chip exploiting bubbles for quick dilution and detection. Biomicrofluidics. DOI: https://doi.org/10.1063/5.0006264
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发表于 2020-7-16 07:36:21
