슬롯 사이트 (WPI)의 연구원들은 의사와 간호사가 신속하게 감지하는 데 사용할 수있는 바이오 센서를 개발하고 있습니다Clostridium Difficile(c. diff), 위험하고 때로는 치명적인 위장관 감염. 이 센서는 의사의 사무실 및 요양원에서 현장에서 사용할 수있는 핸드 헬드 장치의 핵심으로 설계되어 며칠 대신 몇 분 안에 결과를 제공하고 상용 실험실로 샘플을 보내야 할 필요가 없으며, 더 성공적으로 치료를 시작할 때 일찍 치료를 시작할 수 있습니다..
매우 전염성,c. diff입원 환자에서 설사의 가장 흔한 감염 원인입니다. 박테리아는 메스꺼움, 탈수, 체중 감량, 대장염, 신부전 및 백혈구 수 증가를 유발합니다. 치료가 길어지고 병든 환자가되고 감염이 치료하기가 더 어려워집니다.c. diff질병 통제 및 예방 센터에 따르면 미국에서 매년 50 만 명 이상의 사람들이 진단 후 30 일 이내에 29,000 명 이상이 사망합니다. 건강 관리 비용으로 연간 48 억 달러의 책임이 있습니다. 항생제 치료의 주요 합병증,c. diff일반적으로 병원이나 장기 치료 시설에서 항생제를받은 노인에서 발생합니다.
“c. diff특히 노인에게는 매우 심각한 질병입니다.”Hong Susan Zhou, WPI의 화학 공학 부교수 및 Biosensor Research Program의 주요 조사관은 국립 과학 재단 (National Science Foundation)에서 350,000 달러의 자금을 지원했습니다. “사람들이 병원에 있고 항생제를받을 때, 그들은 매우 쉽게 감염되어 매우 위험합니다. 사람들이 설사 증상을 시작할 때는 쉽지 않습니다.c. diff초기 단계에서 진단을받을 수 있다면 더 쉽게 치료할 수 있습니다.”
PhD 후보 Yundong Ren, 오른쪽 및 기계식
엔지니어링 교수 Shawn Liu 미세 유체 검사
샘플을 바이오 센서로 지시하도록 설계된 장치.
c. diff일반적으로 대변 샘플을 배양함으로써 검출됩니다. 현재 단일 상업적으로 이용 가능한 시험은 강력한 감도 및 이식성뿐만 아니라 빠른 처리 시간 및 저렴한 비용을 제공하지 않습니다. 에 대한 저렴한 진단 진단c. diff탐지, 치료 및 치료 비용을 개선하기 위해 필요하다고 Zhou는 말했다.c. diff진단,”그녀는 지적했다.
2012 년부터 Zhou는 더 좋고 빠른 탐지 방법을 찾기 시작했습니다c. diff. 그 무료 슬롯 게임는 전자 레인지 크기의 바이오 센서 프로토 타입을 만들어 2015 년 실험실에서 구축하고 시연했습니다. 현재 보조금으로와 함께 일하고 있습니다.Yuxiang (Shawn) Liu, 프로젝트의 WPI 및 CO-PI의 기계 공학 조교수, 기기를 휴대용으로 만들고 나노 구조와 새로운 미세 유체 기술을 사용하여 더 민감하게 만들기 위해.
소형화 된 Biosensor Zhou와 Liu는 매우 선택적이고 민감한 진단 기술 인 ECD (Electrochemical Detection)를 개발하고 있습니다.c. diff감염
왼쪽 바이오 센서는 AN에 부착 된 항체를 사용합니다
C. diff를 감지하는 전극. 채널이 에칭 된 채널
아크릴 미세 유체 장치는 작은 샘플을 가져옵니다
한쪽 끝에있는 챔버에 위치한 전극.
훨씬 일찍 진단. 바이오 센서에는 항체가 부착 된 전극이 있습니다. 언제c. diff박테리아는 항체에 결합하여 감염의 존재를 나타내는 전기적 변화를 유발합니다. 이 과정은 전통적인 실험실 문화에 필요한 1 ~ 2 일과 비교하여 몇 분 밖에 걸리지 않습니다.
2015 프로토 타입은 금 나노 입자를 사용했으며 평평하고, 실리콘 기반 유기 중합체 인 PDM으로 만든 전통적인 미세 유체 플랫폼. Zhou는이 프로토 타입은 대량 생산을 위해 확장하기가 어려웠을 것이라고 말했다. 새로운 장치는 항체를 준수 할 수있는 표면적이 더 많은 3D 금 나노 구조를 사용하여 바이오 센서를 더 민감하게 만들고 원래 프로토 타입보다 훨씬 작을 수 있습니다..
Liu는 대변 샘플이 전극을 향해 더 쉽게 흐를 수있는 센서를위한 새로운 미세 유체 플랫폼을 개발하고 있습니다. 그는 전통적인 중합체를 아크릴로 교체하고 있으며 레이저를 사용하여 작은 채널을 자릅니다. 새로운 플랫폼은 조작하고 새로운 전극과 통합하기가 더 쉽습니다. Liu는 또한 제작에 도움이 될 것입니다. 목표는 현재 실험실 테스트에 필요한 것보다 훨씬 적은 대변으로 진단 할 수있는 재사용 가능한 핸드 헬드 바이오 센서를 만드는 것입니다..
특별 교육 없이도 사용할 수 있도록 설계되어 사이트에서 테스트를 수행 할 수 있습니다. Liu는“요약 시설에서 사용하기 위해서는 더 쉽고 비용이 적게 사용하는 것이 중요 할 것입니다.
바이오 센서에 사용 된 기술은 살모넬라, 세균성 수막염 및를 포함한 다른 유형의 전염성 박테리아를 테스트하기 위해 적응할 수 있습니다.e. coli. Zhou는 암 바이오 마커를 확인할 수도 있다고 말했다.
무료 슬롯 게임팀에는 3 명의 박사 과정 학생들이 포함되어 있습니다 : Zhou의 실험실의 Zanzan Zhu와 Zhiru Zhou와 Liu의 실험실의 Yundong Ren. 메릴랜드 대학교 (University of Maryland)의 교수 인 Hanping Feng 은이 무료 슬롯 게임에 사용 된 항체를 공급할 것입니다.
