Магнитной левитации В сочетании с Портативный визуализации и анализа для заболевания Диагностика

Общая цель этого процесса заключается в проведении клеточного анализа на основе плотности для различных медицинских диагностических приложений путем измерения измененного распределения клеточной популяции или разделения типов клеток на основе их характерной плотности. Этот метод может помочь решить ключевую проблему в биомедицинской инженерии для выполнения важной клеточной диагностики в клинических условиях или развивающихся странах. Главное преимущество этой методики в том, что она не требует большого количества оборудования или подготовки и ее может сделать практически любой желающий.

Применение этого метода распространяется и на диагностику серповидноклеточной анемии, поскольку это устройство может количественно оценить повышенную плотность и сниженную скорость левитации, вызванные условиями низкого содержания кислорода в серповидноклеточной анемии. Хотя этот метод полезен для медицинских диагностических тестов, как показано здесь, он также может быть применен к другим цитометрическим тестам на основе плотности путем изменения образца и модификации программного обеспечения. Сначала приготовьте 10 миллилитров 50 миллимолярного раствора гадобутрола и сбалансированного раствора соли Хенкса.

Затем добавьте метабисульфит натрия для достижения концентрации 10 миллимоляров в растворе гадолиния. Поместите 100 микролитров исходного раствора метабисульфита натрия гадолиния в микроцентрифужную пробирку. Возьмите образец крови с помощью стандартных техник венепункции или с помощью прокола пальца.

Чтобы собрать образец из пальца, надавите рядом с местом прокола, не сдавливая ткань. Протрите проколотое место не менее трех раз, а затем соберите образец крови с помощью микропипеттора. Смешайте до одного микролитра образца крови с раствором метабисульфита натрия гадолиния в пробирке, чтобы получить образец для диагностики серповидноклеточной анемии.

Сначала приготовьте 25 и 250 миллимолярных растворов гадобутрола и сбалансированного солевого раствора Ганкса. Затем возьмите образец крови с помощью ранее описанных техник прокола пальца или венепункции. Разбавьте около одного микролитра образца крови в 1000 раз 25 миллимолярным раствором гадобутрола для получения образца для цитометрии лейкоцитов.

Для подготовки дополнительной пробы для определения диапазона левитации только лейкоцитов добавьте 5 микролитров образца крови к 500 микролитрам буфера для лизиса эритроцитов. Выдерживайте смесь при комнатной температуре в течение трех-пяти минут. Затем приготовьте раствор из одной части 250 миллимолярного раствора гадолиния и девяти частей лизата для получения раствора образца лизата с концентрацией гадолиния 25 миллимоляров.

Чтобы начать анализ пробы, включите прибор и поместите его на ровную поверхность. Наберите образец в квадратную стеклянную капиллярную трубку. Как только трубка будет заполнена наполовину, запечатайте ее конец капиллярным герметиком для трубок.

Вставьте капилляр в модуль магнитной левитации устройства так, чтобы оставался видимым только один сантиметр трубки. Дайте образцу спокойно постоять в устройстве в течение 10 минут, чтобы он сбалансировался. Затем убедитесь, что интересующие вас ячейки видны на экране.

Нажмите кнопку одиночного измерения, чтобы сохранить изображение. Записывайте результаты анализа, автоматически отображаемые на экране. Если устройство показывает, что на экране слишком много или слишком мало клеток, слегка переместите капилляр внутрь или наружу устройства и уравновесьте образец еще на 10 минут.

После сохранения первого изображения переместите капилляр внутрь или наружу примерно на 0,5 сантиметра. Дайте образцу сбалансироваться, а затем получите другое изображение для анализа. Чтобы избежать ошибок, соберите данные по крайней мере из пяти изображений из разных мест на образце.

Сохраните изображения на устройстве или на USB-накопителе. По завершении извлеките образец из устройства и утилизируйте его соответствующим образом. Во-первых, установите смартфон в устройство магнитной левитации.

Убедитесь, что камера смартфона находится на одной линии с модулем магнитной левитации. Закрепите смартфон в вертикальном положении на подставке на ровной поверхности. Вставьте капилляр в левитационный модуль и прикрепите трубки микронасоса к каждому концу.

Поместите флакон с образцом в держатель для образца. Затем запустите приложение для смартфона. Включите микронасос и установите параметры расхода и яркости светодиодов на первом экране.

Как только образец станет плавным, проведите пальцем влево, чтобы войти в режим захвата изображения. Приобретите не менее пяти разных видео. Затем в разделе «Анализ» приложения выберите «Анализ с помощью потока» и откройте каждый файл для анализа.

При воздействии магнитной левитации клетки крови пациентов без серповидноклеточной анемии ограничиваются предсказуемой шириной. Клетки пациентов с серповидноклеточной анемией распределены по более широкой области, которая имеет тенденцию к снижению. Это отражено в анализе ширины конфайнмента.

Здоровые контрольные клетки расположены в узкой полосе, в то время как серповидно-клеточные клетки расположены в более широкой полосе с гораздо большим изменением общей ширины. Отдельные типы клеток с дискретными диапазонами плотности также могут быть дифференцированы с помощью этого метода с наилучшим разделением, достигаемым при низких концентрациях гадолиния. Здесь была определена высота левитации лейкоцитов по образцу, эритроциты которого были лизированы перед анализом.

Эта известная высота левитации использовалась для подсчета лейкоцитов. Чтобы рассчитать количество лейкоцитов на микролитр образца, разбавленного в соотношении один к 1000, количество клеток, наблюдаемых на изображении, умножают на 2000. После освоения этой техники ее можно выполнить всего за 10 минут, если она выполнена правильно.

После этой процедуры другие исследователи могут использовать этот подход для разработки медицинских диагностических тестов для целого ряда заболеваний.