Urządzenie lab-on-chip z papieru – przełom w taniej diagnostyce?

Naukowcy z Harvardu opracowali na bazie papieru urządzenie lab-on-chip posiadające mikrokanaliki rozprowadzone w 3 wymiarach. Prostota wykonania oraz potencjał zastosowania w szybkiej analityce laboratoryjnej ma pozwolić na szerokie wykorzystanie urządzenia w diagnostyce chorób w państwach o niskim PKB.

Postęp w technologii obróbki materiałów takich jak szkło czy polimery pozwolił na opracowanie urządzeń mikroprzepływowych, których kanaliki mogą tworzyć skomplikowaną sieć trójwymiarową.

Dzięki zdolności do manipulowania objetościami cieczy na poziomie nanolitrów urządzenia mikroprzepływowe wykonane w technologii lab-on-chip zdobywają coraz szersze zastosowanie w wielu dziedzinach od druku atramentowego po proteomikę i analizy DNA.

George Whitesides wraz ze współpracownikami z Uniwersytetu Harvarda opracowali w ostatnim czasie urządzenie wykonane z warstw papieru oraz taśmy z tworzywa sztucznego. Dzięki właściwości papieru pozwalającej na wchłaniania cieczy urządzenie nie wymaga pomp. Na tej właściwości oparte jest działanie testów medycznych glukozy w krwi, testów ciążowych oraz na obecność wirusa HIV.

Urządzenie lab-on-chip naukowców z Harvardu powstało w ten sposób, że kilka warstw papieru zaimpregnowano fotopolimerem o właściwościach hydrofobowych. Po naświetleniu promieniami UV powstała płaska struktura mikrokanalików. Następnie każdą z tak powstałych warstw połączono ze sobą dwustronną taśmą klejącą – wykonane w niej otworki łączą mikrokanaliki w warstwach papieru. Całość ma wymiary 5 cm x 5cm i 9 warstw tworząc matrycę 1024 stref detekcyjnych. Po umieszczeniu w strefach detekcyjnych odpowiednich przeciwciał (które musi być wykonane we wstępnym etapie, po stworzeniu sieci mikrokanalików w danej warstwie papieru, przed ich połączeniem) urządzenie jest w stanie wykrywać różnego rodzaju bakterie, wirusy.

Szczegóły w artykule "Three-dimensional microfluidic devices fabricated in layered paper and tape" autorstwa: Andres W. Martinez, Scott T. Phillips, and George M. Whitesides, który ukazał się w czasopiśmie Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS) December 16, 2008 vol. 105 no. 50.

(pj)