Magnetische levitatie In combinatie met Portable Imaging and Analysis for Disease Diagnostics

Het algemene doel van dit proces is om dichtheidsgebaseerde cellulaire analyse uit te voeren voor verschillende medische diagnostische toepassingen door de veranderde verdeling van een celpopulatie te meten of door celtypen te scheiden op basis van hun karakteristieke dichtheden. Deze methode kan helpen bij het oplossen van een belangrijke uitdaging in de biomedische techniek om belangrijke cellulaire methoden voor medische diagnostiek in klinische omgevingen of ontwikkelingslanden uit te voeren. Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat er niet veel apparatuur of voorbereiding nodig is en dat het door bijna iedereen kan worden gedaan.

De implicaties van deze techniek strekken zich uit naar de diagnose van sikkelcelanemie omdat dit apparaat de verhoogde dichtheid en verlaagde leviterende snelheid kan meten die veroorzaakt wordt door lage zuurstofcondities in sikkelcellen. Hoewel deze methode nuttig is voor medische diagnostische tests, zoals hier is aangetoond, kan deze ook worden toegepast op andere dichtheidsgebaseerde cytometrische tests door de steekproef aan te passen en de software aan te passen. Bereid eerst 10 milliliter van een 50 millimolair oplossing van gadobutrol en Hanks balanced salt solution voor.

Voeg vervolgens natriummetabisulfiet toe om een concentratie van 10 millimolair in de gadoliniumoplossing te bereiken. Plaats 100 microliter van de gadolinium-natriummetabisulfiet stockoplossing in een microcentrifugebuisje. Verkrijg een bloedmonster door middel van standaard venepunctietechnieken of door een vingerprikken.

Om het vingerprikmonster te verzamelen, oefen druk uit in de buurt van de prikplek zonder het weefsel te knijpen. Veeg de prikplek minimaal drie keer schoon en verzamel vervolgens het bloedmonster met een micropipettor. Meng tot één microliter van het bloedmonster met de gadolinium-natriummetabisulfietoplossing in de buis om het monster voor sikkelcelanemiediagnose te verkrijgen.

Bereid eerst zowel 25 als 250 millimolair oplossingen van gadobutrol en Hanks balanced salt solution voor. Verkrijg vervolgens een bloedmonster met behulp van de eerder beschreven vingerprik of venepunctietechnieken. Verdun ongeveer een microliter van het bloedmonster met een factor van 1000 met een 25 millimolair gadobutrol oplossing om het monster voor witte bloedcelcytometrie te verkrijgen.

Om een extra monster voor te bereiden om de leviterende bereik van alleen witte bloedcellen te bepalen, voegt u 5 microliter van het bloedmonster toe aan 500 microliter van rode bloedcel lysis buffer. Incubeer het mengsel op kamertemperatuur gedurende drie tot vijf minuten. Bereid vervolgens een oplossing van één deel 250 millimolair gadoliniumoplossing en negen delen lysate om de lysate monsteroplossing te verkrijgen met een gadoliniumconcentratie van 25 millimolair.

Om met de monsteranalyse te beginnen, zet het apparaat aan en plaats het op een vlak oppervlak. Trek het monster in een vierkante glazen capillairbuis. Zodra de buis half gevuld is, verzegel de uiteinden met capillaire buisverzegeling.

Plaats de capillairbuis in de magnetische leviterende module van het apparaat, zodat slechts één centimeter van de buis zichtbaar blijft. Laat het monster 10 minuten ongestoord in het apparaat zitten om in evenwicht te komen. Controleer vervolgens of de cellen van belang zichtbaar zijn op het scherm.

Druk op de enkele meting knop om de afbeelding op te slaan. Noteer de analyseresultaten die automatisch op het scherm worden weergegeven. Als het apparaat aangeeft dat er te veel of te weinig cellen op het scherm zijn, verplaats de capillairbuis iets in of uit het apparaat en breng het monster gedurende nog eens 10 minuten in evenwicht.

Na het opslaan van de eerste afbeelding, verplaats de capillairbuis met ongeveer 0,5 centimeter in of uit. Laat het monster in evenwicht komen en verwerf vervolgens een andere afbeelding voor analyse. Verwerf gegevens van minimaal vijf afbeeldingen van verschillende locaties op het monster om fouten te voorkomen.

Sla de afbeeldingen op het apparaat of op een USB-drive op. Verwijder het monster uit het apparaat en doe het op de juiste manier weg. Plaats eerst een smartphone in het magnetische leviterende apparaat.

Zorg ervoor dat de camera van de smartphone in lijn staat met de magnetische leviterende module. Bevestig de smartphone rechtop op een standaard op een vlak oppervlak. Plaats de capillairbuis in de leviterende module en bevestig de micropompbuis aan elk uiteinde.

Plaats het monsterschaletje in de monsterschaal. Start vervolgens de smartphone app. Zet de micropomp aan en stel de parameters voor stroomsnelheid en LED helderheid in op het eerste scherm.

Zodra het monster soepel stroomt, veeg naar links om de beeldopnamemodus te openen. Verwerf minimaal vijf verschillende video's. Selecteer vervolgens in de analysesectie van de app de flow-ondersteunde analyse en open elk bestand dat moet worden geanalyseerd.

Wanneer bloedcellen van patiënten zonder sikkelcelanemie worden onderworpen aan magnetische leviteratie, bevinden ze zich in een voorspelbare breedte. Cellen van patiënten met sikkelcelanemie zijn verdeeld over een breder gebied dat naar beneden leidt. Dit wordt weerspiegeld in de analyse van de beperkingsbreedtes.

De gezonde controlecellen verschijnen in een smalle band, terwijl de sikkelcellen in een bredere band verschijnen met veel meer variatie in de totale breedte. Individuele celtypen met discrete dichtheidsbereiken kunnen ook worden onderscheiden door deze methode, met de beste scheiding bereikt bij lage gadoliniumconcentraties. Hier werd de leviterende hoogte van witte bloedcellen bepaald uit een monster waarvan rode bloedcellen waren gelyseerd vóór de analyse.

Deze bekende leviterende hoogte werd gebruikt voor het tellen van witte bloedcellen. Om het aantal witte bloedcellen per microliter van een monster te berekenen dat is verdund met een factor van een tot duizend, vermenigvuldigt u het aantal waargenomen cellen in de afbeelding met 2000. Eenmaal onder de knie, kan deze techniek in slechts 10 minuten worden uitgevoerd als deze goed wordt uitgevoerd.

Volgens deze procedure kunnen andere onderzoekers deze aanpak gebruiken om medische diagnostische