질병 진단을위한 휴대용 이미징 및 분석과 결합 자기 부상

이 프로세스의 전반적인 목표는 세포 집단의 변경된 분포를 측정하거나 특성 밀도에 따라 세포 유형을 분리하여 다양한 의료 진단 응용 분야에 대한 밀도 기반 세포 분석을 수행하는 것입니다. 이 방법은 임상 환경 또는 개발 도상국에서 중요한 세포 방식 의료 진단을 수행하기 위한 생체 의학 공학의 핵심 과제를 해결하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 기술의 가장 큰 장점은 많은 장비나 준비가 필요하지 않고 거의 모든 사람이 수행할 수 있다는 것입니다.

이 기술의 의미는 겸상 세포 진단으로 확장되는데, 이 장치는 겸상 적혈구의 낮은 산소 조건으로 인한 밀도 증가 및 부상 속도 감소를 정량화할 수 있기 때문입니다. 이 방법은 여기에서 입증된 바와 같이 의료 진단 테스트에 유용하지만 샘플을 변경하고 소프트웨어를 수정하여 다른 밀도 기반 세포 분석 테스트에도 적용할 수 있습니다. 먼저 10ml의 gadobutrol과 Hanks 균형 잡힌 소금 용액의 50 밀리 몰 용액을 준비합니다.

그런 다음 메타중아황산나트륨을 첨가하여 가돌리늄 용액에서 10밀리몰 농도를 달성합니다. 100마이크로리터의 가돌리늄 나트륨 메타중아황산염 원액을 마이크로 원심분리기 튜브에 넣습니다. 표준 정맥 천자 기술 또는 핑거 스틱으로 혈액 샘플을 얻습니다.

핑거스틱 샘플을 채취하려면 조직을 압박하지 않고 피어싱된 부위 근처에 압력을 가합니다. 피어싱된 부위를 최소 3회 닦은 다음 마이크로피펫터로 혈액 샘플을 채취합니다. 최대 1마이크로리터의 혈액 샘플을 튜브의 가돌리늄 나트륨 메타중아황산염 용액과 혼합하여 겸상 적혈구 질환 진단을 위한 샘플을 얻습니다.

먼저, gadobutrol과 Hanks balanced salt solution의 25 및 250 millimolar 용액을 모두 준비합니다. 그런 다음 앞서 설명한 핑거스틱 또는 정맥 천자 기술을 사용하여 혈액 샘플을 얻습니다. 혈액 샘플의 약 1 마이크로 리터를 25 밀리 몰 gadobutrol 용액으로 1000의 계수로 희석하여 백혈구 세포 분석을 위한 샘플을 얻습니다.

백혈구의 부상 범위를 결정하기 위한 추가 샘플을 준비하려면 단독으로 5마이크로리터의 혈액 샘플을 500마이크로리터의 적혈구 용해 완충액에 추가합니다. 혼합물을 실온에서 3-5분 동안 배양합니다. 그런 다음 250 밀리몰 가돌리늄 용액 1 부와 용해물 9 부의 용액을 준비하여 가돌리늄 농도가 25 밀리 몰 인 용해물 샘플 용액을 얻습니다.

샘플 분석을 시작하려면 장치를 켜고 평평한 표면에 놓으십시오. 샘플을 사각형 유리 모세관 안으로 끌어들입니다. 튜브가 반쯤 찼으면 모세관 밀봉제로 끝을 밀봉합니다.

모세관을 장치의 자기 부상 모듈에 삽입하여 튜브의 1cm만 보이도록 합니다. 샘플을 평형을 위해 10분 동안 장치에 방해받지 않고 그대로 두십시오. 그런 다음 관심 있는 셀이 화면에 표시되는지 확인합니다.

단일 측정 버튼을 눌러 이미지를 저장합니다. 화면에 자동으로 표시되는 분석 결과를 기록합니다. 장치가 화면에 너무 많거나 너무 적은 세포가 있다고 표시하면 모세관을 장치 안팎으로 약간 이동하고 샘플을 10분 더 평형화합니다.

첫 번째 이미지를 저장한 후 모세관을 약 0.5cm 안팎으로 이동합니다. 샘플이 평형을 이룰 때까지 기다린 다음 분석을 위해 다른 이미지를 획득합니다. 오류를 방지하기 위해 샘플의 서로 다른 위치에 있는 최소 5개의 이미지에서 데이터를 수집합니다.

이미지를 장치 또는 USB 드라이브에 저장합니다. 완료되면 s를 제거하십시오.amp장치에서 제거하고 적절하게 폐기하십시오. 먼저 스마트폰을 자기부상기에 끼워 넣습니다.

스마트폰 카메라가 자기 부상 모듈과 일치하는지 확인하십시오. 스마트폰을 평평한 표면의 스탠드에 똑바로 고정하십시오. 모세관을 부상 모듈에 삽입하고 마이크로 펌프 튜브를 양쪽 끝에 부착합니다.

샘플 바이알을 샘플 홀더에 놓습니다. 그런 다음 스마트폰 앱을 실행합니다. 마이크로 펌프를 켜고 첫 번째 화면에서 유량 및 LED 밝기에 대한 매개변수를 설정합니다.

샘플이 부드럽게 흐르면 왼쪽으로 스와이프하여 이미지 캡처 모드로 들어갑니다. 최소 5개의 서로 다른 비디오를 획득하십시오. 그런 다음, 앱의 분석 섹션에서 흐름 지원 분석을 선택하고 분석할 각 파일을 엽니다.

자기 부상 시술을 받았을 때, 겸상 적혈구 질환이 없는 환자의 혈액 세포는 예측 가능한 폭으로 제한됩니다. 겸상적혈구질환 환자의 세포는 하향 추세를 보이는 더 넓은 영역에 분포되어 있습니다. 이는 밀폐 폭 분석에 반영됩니다.

건강한 대조 세포는 좁은 띠로 나타나는 반면, 겸상 세포는 전체 너비가 훨씬 더 다양하며 더 넓은 띠로 나타납니다. 개별 밀도 범위를 가진 개별 세포 유형도 이 방법으로 구별할 수 있으며 낮은 가돌리늄 농도에서 최상의 분리를 달성할 수 있습니다. 여기서, 백혈구의 부상 높이는 분석 전에 적혈구가 용해된 샘플에서 결정되었습니다.

이 알려진 공중 부양 높이는 백혈구 계수에 사용되었습니다. 1에서 1000으로 희석된 샘플의 마이크로리터당 백혈구 수를 계산하기 위해 이미지에서 관찰된 세포 수에 2000을 곱합니다. 이 기술을 마스터하면 제대로 수행하면 10분 만에 완료할 수 있습니다.

이 절차에 따라 다른 연구자들은 이 접근 방식을 사용하여 다양한 의학적 상태에 대한 의료 진단 테스트를 개발할 수 있습니다.