شريحة حيوية تعمل كمختبر تحليلي

عندما نمرض، يقوم أطباؤنا بإجراء فحص الدم وإرساله إلى المختبر وانتظار النتائج. ومع ذلك، في المستقبل القريب، قد يقوم الأطباء بإجراء هذه الاختبارات على الفور تقريبًا على قطعة من البلاستيك بحجم بطاقة الائتمان.

تحمل المختبرات على الرقاقة وعدًا كبيرًا بخفض تكاليف التشخيص الطبي مع توسيع القدرة على الوصول إلى الخدمات الصحية. والآن، نجح العلماء في تطوير برمجيات يمكنها أن تجعل هذه الأجهزة أكثر قوة: وذلك من خلال إجراء عشرات الاختبارات في وقت واحد على نفس الرقاقة الحيوية الفردية.

عندما نمرض، يقوم أطباؤنا بإجراء فحص الدم وإرساله إلى المختبر وانتظار النتائج. ومع ذلك، في المستقبل القريب، قد يقوم الأطباء بإجراء هذه الاختبارات على الفور تقريبًا على قطعة من البلاستيك بحجم بطاقة الائتمان.

هذه "المختبرات على الرقاقة" لا يمكن أن تكون سريعة فحسب، إذ يمكنك الحصول على النتائج في دقائق معدودة، ولكنها أيضًا رخيصة الثمن ومحمولة. وسيكون من الممكن استخدامها في المناطق النائية التي تبعد عدة كيلومترات عن العيادة أو المستشفى من أجل إجراء الاختبارات المعملية، بدءا من وجود فيروسات نقص المناعة البشرية إلى تشخيص مرض السكري. وفي الوقت نفسه، وعلى الرغم من قوتها الكبيرة، فإن هذه الأجهزة قد تكون أكثر كفاءة، كما يقول شيان هو، أستاذ الهندسة الكهربائية وهندسة الكمبيوتر في جامعة ميشيغان التكنولوجية.

عادةً، لا يستطيع المختبر على الرقاقة (LOC) إجراء أكثر من اختبار واحد أو اختبارين فقط. ويقول الباحث الرئيسي إن هذا يرجع إلى حقيقة أن الرقائق مصممة يدويًا. إذا كان من الممكن تصنيع الأجهزة باستخدام تصميم قائم على الكمبيوتر، فيمكن إجراء عشرات الاختبارات على قطرة دم واحدة. ويشير الباحث إلى أنه "من الممكن خلال فترة زمنية قصيرة للغاية إجراء اختبارات تلقي الضوء على العديد من البيانات الصحية". "سيكون حرفيًا مثل مختبر كامل على شريحة صغيرة."

يوضح الباحث الرئيسي: "لقد طورنا برنامجًا يمكنه تصميم الأجهزة". ركز عمل الباحثين على توجيه قطرة الدم أو قطرة سائل آخر بكفاءة عبر كل نقطة من نقاط المسبار الموجودة على الشريحة دون التسبب في تلوث الشريحة أو المجسات الفردية. ويضيف كبير الباحثين: "لقد استغرق تطوير البرنامج 4 سنوات، لكن الإنتاج الفعلي للجهاز يجب أن يكون رخيصًا". "إن المواد التي يتكون منها جهازنا الجديد رخيصة جدًا، كما أن نتائج الاختبار أكثر موثوقية من نتائج الاختبارات المعملية المعتادة." ويتوقع الباحثون، في نهاية المطاف، أن يقوموا بتصنيع الرقاقة الحيوية بأنفسهم بمساعدة البرمجيات المطورة.

وقد ظهرت أعمالهم على غلاف عدد شهر مارس من المجلة العلمية IEEE Transactions on Nanobiosciences.
أخبار الدراسة