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一键便知:五分钟测血型

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发表于 2020-7-16 07:36:21 | 显示全部楼层 |阅读模式
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。


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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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