Levitação magnética Juntamente com imagem Portátil e Análise para a doença Diagnostics

O objetivo geral desse processo é realizar análises celulares baseadas em densidade para várias aplicações de diagnóstico médico, medindo a distribuição alterada de uma população de células ou separando os tipos de células com base em suas densidades características. Este método pode ajudar a resolver um desafio fundamental na engenharia biomédica para realizar importantes diagnósticos médicos de formas celulares em ambientes clínicos ou países em desenvolvimento. A principal vantagem dessa técnica é que ela não requer muito equipamento ou preparação e pode ser feita por quase qualquer pessoa.

As implicações dessa técnica se estendem ao diagnóstico de células falciformes porque esse dispositivo pode quantificar o aumento da densidade e a diminuição da taxa de levitação causadas por condições de baixo oxigênio nas células falciformes. Embora esse método seja útil para testes de diagnóstico médico, conforme demonstrado aqui, ele também pode ser aplicado a outros testes citométricos baseados em densidade, alterando a amostra e modificando o software. Primeiro, prepare 10 mililitros de uma solução de 50 milimolares de gadobutrol e solução salina balanceada de Hanks.

Em seguida, adicione metabissulfito de sódio para atingir uma concentração de 10 milimolares na solução de gadolínio. Coloque 100 microlitros da solução estoque de metabissulfito de sódio de gadolínio em um tubo de microcentrífuga. Obter uma amostra de sangue por técnicas padrão de punção venosa ou por punção digital.

Para coletar a amostra da picada no dedo, aplique pressão perto do local perfurado sem apertar o tecido. Limpe o local perfurado pelo menos três vezes e, em seguida, colete a amostra de sangue com um micropipetador. Misture até um microlitro da amostra de sangue com a solução de metabissulfito de gadolínio sódico no tubo para obter a amostra para o diagnóstico da doença falciforme.

Primeiro, prepare soluções 25 e 250 milimolares de gadobutrol e solução salina balanceada de Hanks. Em seguida, adquira uma amostra de sangue usando as técnicas de punção digital ou punção venosa descritas anteriormente. Diluir cerca de um microlitro da amostra de sangue por um fator de 1000 com uma solução de gadobutrol a 25 milimolares para obter a amostra para citometria de glóbulos brancos.

Para preparar uma amostra adicional para determinar a faixa de levitação dos glóbulos brancos sozinhos, adicione 5 microlitros da amostra de sangue a 500 microlitros de tampão de lise de glóbulos vermelhos. Incube a mistura em temperatura ambiente por três a cinco minutos. Em seguida, preparar uma solução de uma parte de solução de gadolínio a 250 milimolares e de nove partes de lisado para obter a solução da amostra de lisado com uma concentração de gadolínio de 25 milimolares.

Para iniciar a análise da amostra, ligue o dispositivo e coloque-o em uma superfície nivelada. Desenhe a amostra em um tubo capilar de vidro quadrado. Quando o tubo estiver meio cheio, sele a extremidade com selante de tubo capilar.

Insira o capilar no módulo de levitação magnética do dispositivo, de modo que apenas um centímetro do tubo permaneça visível. Deixe a amostra descansar sem ser perturbada no dispositivo por 10 minutos para equilibrar. Em seguida, verifique se as células de interesse estão visíveis na tela.

Pressione o botão de medição única para salvar a imagem. Registre os resultados da análise exibidos automaticamente na tela. Se o dispositivo indicar que muitas ou poucas células estão na tela, mova o capilar ligeiramente para dentro ou para fora do dispositivo e equilibre a amostra por mais 10 minutos.

Depois de salvar a primeira imagem, mova o capilar para dentro ou para fora cerca de 0,5 centímetros. Deixe a amostra se equilibrar e, em seguida, adquira outra imagem para análise. Adquira dados de pelo menos cinco imagens de diferentes locais na amostra para evitar erros.

Salve as imagens no dispositivo ou em uma unidade USB. Quando terminar, remova a amostra do dispositivo e descarte-a adequadamente. Primeiro, encaixe um smartphone no dispositivo de levitação magnética.

Certifique-se de que a câmera do smartphone esteja alinhada com o módulo de levitação magnética. Prenda o smartphone na vertical em um suporte em uma superfície nivelada. Insira o capilar no módulo de levitação e conecte a tubulação da microbomba em cada extremidade.

Coloque o frasco de amostra no suporte de amostra. Em seguida, inicie o aplicativo para smartphone. Ligue a microbomba e defina os parâmetros de vazão e brilho do LED na primeira tela.

Quando a amostra estiver fluindo suavemente, deslize para a esquerda para entrar no modo de captura de imagem. Adquira pelo menos cinco vídeos diferentes. Em seguida, na seção de análise do aplicativo, selecione análise assistida por fluxo e abra cada arquivo a ser analisado.

Quando submetidas à levitação magnética, as células sanguíneas de pacientes sem doença falciforme são confinadas a uma largura previsível. As células de pacientes com doença falciforme estão distribuídas por uma região mais ampla que tende para baixo. Isso se reflete na análise das larguras de confinamento.

As células de controle saudáveis aparecem em uma faixa estreita, enquanto as células falciformes aparecem em uma faixa mais ampla com muito mais variação na largura total. Tipos de células individuais com faixas de densidade discretas também podem ser diferenciados por este método, com a melhor separação alcançada em baixas concentrações de gadolínio. Aqui, a altura de levitação dos glóbulos brancos foi determinada a partir de uma amostra da qual os glóbulos vermelhos foram lisados antes da análise.

Essa altura de levitação conhecida foi usada para contagem de glóbulos brancos. Para calcular o número de glóbulos brancos por microlitro de uma amostra diluída de um a 1000, o número de células observadas na imagem é multiplicado por 2000. Uma vez dominada, essa técnica pode ser feita em apenas 10 minutos se for executada corretamente.

Após esse procedimento, outros pesquisadores podem usar essa abordagem para desenvolver testes de diagnóstico médico para uma variedade de condições médicas.