салон косметологии Эпил Сити
Популярные врачи

Статьи

Главная / Статьи / Диагностика

24 мая 2016

Благодаря мощному микроскопу из пластика в бедных сельских регионах мира улучшится диагностика заболеваний

При помощи 3-D печати создан микроскоп для измерения количества лейкоцитов в крови. Он закреплен на станине, которая является оптической скамьей. Расстояние между отверстиями на этой скамье равняется всего-навсего 2,5 см, что красноречиво свидетельствует о том, что этот микроскоп действительно очень небольшого размера.

Для того чтобы получить уйму ценной информации о состоянии иммунной системы, достаточно просто сделать анализ крови при помощи микроскопа. К примеру, ненормально высокое или низкое количество лейкоцитов может свидетельствовать о патологии костного мозга или наличии ВИЧ. Разрушение лейкоцитов указывает на вирусную или микробную инфекции, а их странная форма часто является признаком рака.

Этот простой и старый способ диагностики может показаться чем-то устаревшим в нашу эру высоких технологий. Однако не следует забывать, что такие современные методы диагностики заболеваний, как, например, генетическое секвенирование, проточная цитометрия и флуоресцентная маркировка, стоят дорого и их использование возможно лишь в современных лабораториях, которые имеют для этого все необходимое оборудование. Именно поэтому «полевая» диагностика все еще столь популярна.

Команда исследователей Университета Райса (Rice University) создала прототип цифрового флуоресцентного минимикроскопа из пластика, при помощи которого можно установить уровень лейкоцитов в крови пациентов, проживающих в сельских районах мира, где нет поблизости современных лабораторий. Этот проект финансируется программой Grand Challenges in Global Health ("Великие вызовы мирового здравоохранения"), которая является частью Фонда Билла и Мелинды Гейтс.

«Высокая стоимость подготовки мазков крови для анализа – одна из главных причин, почему этот проект столь важен», - объясняет Томаш Ткачик (Tomasz Tkaczyk), партнер-профессор факультета биоинженерии Университета Райса (Хьюстон, штат Техас). – «Контейнеры многих «полевых» систем для взятия и хранения крови стоят довольно дорого. Цель нашего исследования - дать возможность тем, кто проживает в бедных уголках нашей планеты, делать анализ крови по доступной цене».

Кроме Ткачика, в этом проекте также участвует Ребекка Ричардс-Кортум (Rebecca Richards-Kortum), член Оптического общества и профессор факультета биоинженерии Университета Райса. Она занимается вопросом того, как сделать возможным использование молекулярной визуализации в «полевой» диагностике. На этой неделе об этом проекте был напечатан обширный материал в журнале Biomedical Optics Express, который издается Оптическим обществом.

Принцип работы микроскопа

Этот прибор идентифицирует и определяет количество лимфоцитов, моноцитов и гранулоцитов (трех типов лейкоцитов) в капле крови, смешанной с красителем под названием акридиновый оранжевый. Вода реагирует с этим красителем, когда показатель pH нейтрален, благодаря чему он может легко проникнуть путем диффузии в мембраны клеток и оболочки ядер и окрасить молекулы ДНК в зеленый цвет, а РНК – в красный. Максимальная флуоресценция при этом равна 525 и 650 нанометров соответственно.

Оптимизировав микроскоп для максимальных показателей флуоресценции, исследователи могут измерить количество лейкоцитов в образце, который состоит из всего-навсего 20 микролитров красителя, такого же количества цельной крови, а также предметного и покровного стекла.

«При помощи этого микроскопа вы лишь можете считать количество клеток», - объясняет Ткачик – «У него невысокое разрешение, поскольку нас не интересует форма и структура клеток, однако с его помощью мы можем увидеть в хорошем разрешении отдельные клетки, размером один микрон или больше». Этот показатель находится на уровне профессиональных лабораторных микроскопов.

Отличить моноциты, гранулоциты и лимфоциты друг от друга ученым помогает их степень окрашенности красителем. Установление числа этих трех элементов лейкоцитов является первым шагом в диагностике ряда заболеваний, а потому оно очень важно.

Ученые использовали токарный станок с одним алмазным резцом для создания объектива микроскопа, состоящего из полистироловой линзы и двух полиметилметакрилатовых (ПММА) асферических линз. Затем эти линзы были размещены в объективе и корпусе из пластика, созданном при помощи 3D печати.

Микроскоп обеспечивает поле зрения, равное 1,3 мм. В это поле зрения попадает не менее 130 клеток, что статистически важно при определении числа лейкоцитов. Кроме того, процесс смены мазков во время анализа автоматизирован.

Прототип этого микроскопа также включает светодиодную подсветку, блок питания, блок управления, оптическую систему и датчик изображения. Он стоит не менее 3000 долларов США, однако по оценкам ученых при уровне производства, который превышает 10000 единиц, эта цена опустится до 600 дол. Что же касается стоимости одного теста, то она не будет дороже нескольких центов.

Команде Ткачика еще предстоит создать автоматизированный алгоритм для идентификации лейкоцитов, а также сравнения показателей их лейкоцитарных формул c показателями, которые дают другие стандартные гематологические анализаторы. Благодаря использованию таких дешевых компонентов, как светодиоды, отражатели и детекторы USB, а также линз и корпуса, полностью выполненных из пластика, станет вполне реально поставить производство будущих версий этого прототипа на поток.

Источник: www.sciencedaily.com/releases/2015/10/151019130847.htm


ПОЖАЛУЙСТА, ОСТАВЬТЕ ВАШЕ МНЕНИЕ О СТАТЬЕ В КОММЕНТАРИЯХ
разделы
Врачи
Клиники
Энциклопедии
Статьи
Новости
Материалы медицинских форумов
дополнительно
каталог медицинских учреждений
Аптеки
Больницы
Скорая медицинская помощь
Поликлиники
Диспансеры
Акушерство и Гинекология
Медицинские центры
Сервис онлайн записи к врачу