Микро-лаборатория на чипе определяет группу крови за минуты
Переливание крови — жизненно важная процедура при большой кровопотере. Однако существует несколько групп крови, некоторые из которых несовместимы. Переливание несовместимой крови может нанести серьёзный вред пациенту. Поэтому критически важно определить группу крови до трансфузии.
Существует четыре основные группы крови — O, A, B и AB. Они различаются наличием или отсутствием A- и B-антигенов на поверхности эритроцитов. Дополнительно кровь делится на резус-положительную и отрицательную по наличию D-антигена. Стандартные тесты используют антитела к A- и B-антигенам. Связывание антител с соответствующими антигенами вызывает агглютинацию (склеивание) эритроцитов, что и указывает на группу крови.
Однако необходимое оборудование часто специализировано, тесты непортативны, требуют высокой квалификации персонала и занимают более получаса. Это создаёт проблемы в экстренных ситуациях.
Чтобы решить эти проблемы, команда учёных из Токийского университета науки (Япония) под руководством доктора Кена Ямамото и доктора Масахиро Мотосукэ разработала полностью автоматизированный чип для быстрого и надёжного определения группы крови. По словам доктора Мотосукэ, они «создали компактный и быстрый чип для определения группы крови, который также автоматически разбавляет цельную кровь».
Чип содержит микроскопическую «лабораторию» с несколькими отсеками, через которые последовательно проходит и обрабатывается образец крови. Пользователю достаточно ввести небольшое количество крови, нажать кнопку и дождаться результата.
Внутри чипа происходят следующие процессы:
- Кровь автоматически разбавляется физиологическим раствором, и в неё вводятся пузырьки воздуха для перемешивания.
- Разбавленная кровь поступает в гомогенизатор, где более интенсивное движение пузырьков создаёт однородный раствор.
- Части гомогенизированного раствора направляются в четыре детекторные
камеры:
- Две камеры содержат реагенты для обнаружения A- или B-антигенов.
- Третья камера содержит реагенты для обнаружения D-антигена (резус-фактор).
- Четвёртая камера содержит только физраствор и служит отрицательным контролем, в котором агглютинации быть не должно.
Антиген-антитело реакция вызывает свёртывание (коагуляцию) крови. По тому, в каких камерах произошла коагуляция, можно определить группу крови и резус-принадлежность.
Для считывания результата не требуется специализированного оптического оборудования. Конструкция детекторных камер позволяет невооружённым глазом увидеть свёрнувшуюся кровь. Устройство обладает высокой чувствительностью и может обнаруживать даже слабую коагуляцию.
В ходе испытаний команда протестировала образцы крови от 10 доноров и получила точные результаты для всех. Время определения группы одного образца составило всего пять минут.
Доктор Мотосукэ отмечает: «Развитие технологий простых и быстрых чипов для анализа крови упростит медицинскую помощь в чрезвычайных ситуациях, значительно снизит затраты и трудозатраты медицинского персонала». Благодаря портативности чип потенциально можно использовать при авиамедицинской эвакуации и в зонах стихийных бедствий. Это устройство способно изменить подход к оказанию неотложной медицинской помощи.