انجام آزمایش خون در کمتر از 10 دقیقه

محققان انستیتو فناوری کالیفرنیا این تراشه بارکدی جدید را ارائه کرده‌اند و امیدوارند با استفاده از آن انقلابی نوین در فرآیند آزمایش‌های تشخیصی  پزشکی ایجاد کنند. در کمتر از 10 دقیقه و تنها با استفاده از قطره خونی از سرانگشت فرد، این تراشه می‌تواند تمرکز انبوهی از پروتئین‌ها از جمله آنهایی که وجودشان نشانی روشن بر بیماری‌هایی نظیر سرطان و نارسایی و اختلالات قلبی است را اندازه‌گیری کند. به عقیده دانشمندان این تراشه بارکدی جدید با توجه به سرعت عمل و دقتی که در ساختار اندازه‌گیری آن نهفته است می‌تواند در انجام فرآیندهای تشخیصی  پزشکی صرفه‌جویی زمانی و مالی قابل توجهی به همراه داشته باشد.

این دستگاه جدید با عنوان تراشه بارکد خونی یکپارچه یاIBBC شناخته شده و به وسیله گروهی از محققان انستیتو فناوری کالیفرنیا به سرپرستی جیمز هس ارائه شده است. این تراشه بارکدی که جزییات آن در تازه‌ترین شماره نشریه بین‌المللی فناوری زیست‌شناسی طبیعی منتشر شده است، به اندازه لام میکروسکوپ‌های معمولی بوده و از لایه شیشه‌ای ساخته شده که روی آن سیلیکون کشیده شده است. سطح این تراشه به گونه‌ای قالب‌گیری شده است تا بتوان روی آن مدار میکرومایعی را جاسازی کرد. این سیستم مدرن متشکل از کانال‌های میکروسکوپی است که قطره خون مورد نظر در آن قرار گرفته و به صورت خودکار پلاسمای خون از کل نمونه خونی جدا می‌شود. در ادامه صفحه‌ای متشکل از نشانگرهای زیستی پروتئینی که از پلاسمای خون گرفته شده است مورد اندازه‌گیری دقیق قرار می‌گیرد. این تراشه جدید در مقایسه با فناوری‌های فعلی از نظر هزینه و سرعت عمل و همچنین رعایت استانداردهای آزمایشگاهی در تجزیه و تحلیل پروتئین‌های خونی موفقیتی بزرگ و تاریخی در دانش پزشکی نوین به حساب می‌آید. در آزمایش‌های سنتی خون، یک یا چند شیشه خون از بازوی بیمار گرفته و پس از انتقال به آزمایشگاه فرآیند تفکیک‌سازی روی آن آغاز می‌شود. در این فرآیند خون به عوامل و سلول‌های تشکیل‌دهنده‌اش تفکیک و پلاسمای آن از کل نمونه خونی جدا می‌شود. در ادامه پلاسمای به دست آمده نیز برای اندازه‌گیری شمار پروتئین‌های خاصی مورد بررسی دقیق قرار می‌گیرد.

دکتر هس در این‌باره می‌گوید: روش سنتی و فعلی انجام آزمایش خون که هم‌اکنون در بسیاری از کشورهای جهان به عنوان تنها راه انجام آزمایش خون به شمار می‌آید، فرآیندی زمانبر، پرهزینه و تقریبا دردآور است و حتی اگر شخصی که آزمایش خون را با این نوع روش انجام می‌دهد عجله داشته باشد، حداقل باید چندین ساعت از وقت خود را صرف این کار کند. از آن گذشته هزینه‌ای که برای این کار باید پرداخت شود، مبلغ قابل توجهی حدود 50 دلار است.

این محقق یکی از اهداف اصلی از ارائه این فناوری نوین را کاهش چشمگیر هزینه‌های مربوط به انجام آزمایش خون عنوان می‌کند. او می‌گوید: ما به دنبال آن بوده‌ایم تا هزینه‌های بالای انجام آزمایش ساده خون را به میزان قابل توجهی کاهش دهیم تا تمام مردم و نیازمندان بتوانند بدون هیچ نگرانی آزمایش‌های مربوط را در کمترین زمان ممکن انجام دهند.

در این فناوی نوین محققان به زمان به عنوان پول نگاه می‌کنند و از این‌رو هرچه زمان کمتری صرف انجام و ارائه نتایج یک آزمایش خونی شود، هزینه آن نیز به همان میزان کاهش می‌یابد. با استفاده از این تراشه بارکدی و تنها یک قطره خون، تمام آنچه یک آزمایش خون می‌تواند ارائه کند در کمتر از 10 دقیقه در اختیار فرد آزمایش‌دهنده خواهد بود. این سرعت عمل زمانی ارزش فراوان خواهد داشت که ارائه نتیجه آزمایش‌ها در چند ثانیه زودتر به نجات جان فرد و بیمار منجر می‌شود.

نکته جالب توجه این است که هر تراشه بارکدی می‌تواند به طور همزمان نمونه خونی 8 بیمار را مورد بررسی قرار دهد و در این میان در هر آزمایش چندین پروتئین در یک زمان واحد مورد آزمایش و تجزیه و تحلیل قرار می‌گیرند.

استفاده از این دستگاه کوچک بسیار ساده است. برای انجام آزمایش خون، قطره‌ای از خون فرد مورد نظر به فرورفتگی کوچک تراشه بارکدی افزوده شده و در ادامه برای این‌که نمونه خونی در کانال‌های یاد شده پخش شود، فشار اندکی به قطره خون وارد می‌شود. همزمان با جلو رفتن نمونه قطره خون در این کانال‌ها، پلاسمای خونی در برخی کانال‌های باریکی فرو می‌رود که از کانال‌های اصلی منشعب شده‌اند. این بخش از تراشه همچون مقاوم‌هایی در سیستم عمل می‌کنند که نتیجه کارشان چیزی نیست جز بهینه‌سازی فرآیند جداسازی پلاسما.

در ادامه پلاسمای خونی در بارکدها جریان می‌یابد. این بارکدها شامل یک سری از خطوط هستند که هر کدام 20 میکرومتر عرض دارد و با آنتی‌بادی متفاوتی الگوبرداری شده است که امکانی همچون به دام انداختن پروتئینی خاص از پلاسمای در حال عبور را به سیستم می‌دهد. هنگامی که بارکد با استفاده از نمونه پروتئین‌ها تکمیل می‌شود، خطوط باریک آن رنگ فلئورسنت قرمزرنگی را منتشر می‌کنند که درخشندگی آن به میزان پروتئین به دام افتاده شده بستگی دارد و بدین ترتیب در زمانی بسیار محدود شمار پروتئین‌ها و در نتیجه آزمایش خون فرد مشخص می‌شود.

با توجه به موفقیت‌های اولیه در آزمایش این فناوری نوین، دانشمندان آینده‌ای روشن برای آن ترسیم کرده‌اند و امیدوارند استفاده از روش‌های سنتی انجام آزمایش خون به زودی به دست فراموشی سپرده شده و روش‌های نوین و ارزان‌قیمت‌تری همچون فناوری تراشه بارکد خونی یکپارچه جای آنها را بگیرند.

سعید حسینی