新型3D打印技術(shù)大幅降低常見醫(yī)學(xué)測試的成本

康涅狄格大學(xué)(University of Connecticut)研究人員開發(fā)出用3D打印的酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA)裝置。該裝置適用于一般移液器，能大幅降低這種常見醫(yī)學(xué)測試的時間和成本，并開啟在遠(yuǎn)距或低資源區(qū)域進(jìn)行醫(yī)學(xué)測試的可能性。

根據(jù)UConn Today及Medgadget報導(dǎo)，ELISA測試一般用來測量生物樣本中的蛋白質(zhì)水平，其中包括抗體和多種致病分子。該測試可揭示癌癥、艾滋病(HIV)和萊姆病(Lyme disease)等疾病。但測試需經(jīng)專業(yè)培訓(xùn)，且須使用昂貴試劑及設(shè)備。而在進(jìn)行傳統(tǒng)基于96孔板的測試時，還要經(jīng)過多個洗滌步驟方能獲得清楚結(jié)果。

為解決上述問題，康涅狄格大學(xué)研究人員開發(fā)了低成本的3D打印裝置，可裝在一般移液器上來執(zhí)行ELISA。裝在移液器末端的一次性吸頭可容納研究人員可抽吸或分配的液體樣本。研究人員可以直接將樣本或洗滌液吸入其中。每個尖端代表96孔板中的一個孔，而測試在尖端本身內(nèi)進(jìn)行。

傳統(tǒng)ELISA檢測在96孔板上進(jìn)行。每個孔都是獨(dú)立的測試室，其中樣本可與各種試劑組合，而通常借由改變顏色與樣本反應(yīng)。然后，技術(shù)人員可根據(jù)反應(yīng)過程中產(chǎn)生的顏色強(qiáng)度分析樣本是否含有特定疾病的指標(biāo)。

研究人員測試了前列腺癌患者樣本上的移液器吸頭，發(fā)現(xiàn)不僅測試結(jié)果與ELISA測試一樣準(zhǔn)確，而且能以測試劑量的10%進(jìn)行測試，顯著降低測試的總體成本及時間。此外，由具不同技能水平的用戶進(jìn)行的測試最終證明了相同的結(jié)果。

傳統(tǒng)的ELISA板微孔每個容納400微升流體，但測量測試結(jié)果所需的反應(yīng)僅發(fā)生在孔的塑膠壁上。雖然3D打印的ELISA探針僅能容納50微升，但是尖端內(nèi)的儲庫設(shè)計(jì)顯著增加了反應(yīng)發(fā)生的表面積，使研究人員能用更少的抗體進(jìn)行測試，并顯著減少處理測試和判讀結(jié)果所需時間。

相較傳統(tǒng)的ELISA形式，新裝置需要更少量的昂貴試劑，測試也快得多。傳統(tǒng)ELISA測試需時5~8小時。新裝置可在90分鐘內(nèi)完成測試。

此外，新裝置不需要昂貴且笨重的讀板器（酶標(biāo)儀）來分析結(jié)果，用手機(jī)攝像頭和免費(fèi)App就能測量其中發(fā)生的顏色變化。這種分析方法很簡單，外行人也能進(jìn)行測試，再將所得圖像傳給技術(shù)人員做分析，從而為遠(yuǎn)距或低資源區(qū)域的快速診斷開辟了可能性。