实验室芯片将血液测试快照转换为电影

对于甚至最多的医学检查程序，血液测试通常是第一阶的业务。但是，对于所有这些诊断电力，这个常见的测试在一个时刻的时刻只提供了血液的快照。“一种验血例如，它不能告诉你，例如，患者胰岛素或葡萄糖水平是否正在增加或减少，“斯坦福国的电气工程教授汤姆SOH说。“知道改变方向很重要。”

现在，SOH与材料科学与工程助理教授的助理塞尔合作，同事开发了一种可以提供这一重要信息的技术。他们的设备，它们被称为“实时ELISA”，能够非常快速地执行许多血液测试，然后将个体结果缝合在一起，以实现连续，实时监控患者的血液化学。研究人员最终与电影一样多的东西而不是快照。

在一项新的研究中，研究人员使用该设备同时检测生活中的胰岛素和葡萄糖水平糖尿病实验室的老鼠。但研究人员表示，他们的工具的功能远不止于此，因为它可以很容易地进行修改，以监测几乎任何感兴趣的蛋白质或疾病生物标志物。

技术上，该系统依赖于现有技术称为酶联免疫吸附试验 - ELISA（“EE-LYZ-AH”）短。自20世纪70年代初以来，ELISA一直是生物分子检测的“黄金标准”，并且可以在血液中实际鉴定任何肽，蛋白质，抗体或激素。例如，ELISA测定擅长识别过敏。它也用于点发现艾滋病毒，西尼罗河等病毒SARS-CoV-2冠状病毒引起新型冠状病毒肺炎．

“我们一直在做ELISA，”Soh说。

实时ELISA基本上是一个整个实验室内的芯片，带有微小管道和阀门，阀门没有宽于人的头发。静脉针引导患者血液进入设备的微小电路，在那里一遍又一遍地进行ELISA。

SOH将制备蛋白质三明治的过程，其中两个分子或抗体附着于感兴趣的蛋白质。一抗定制抗体以寻找和锁定在特定的生物标志物上。一旦连接，第二抗体被激活。这种抗体或发光，由高速摄像头监测。基于血液样本发光多么明亮，科学家们不仅可以确定目标蛋白是否存在，也可以浓缩。血液中存在的靶分分子越多，样品也会更亮。

Soh说，实时、连续的血液监测仪已经针对葡萄糖、乳酸盐和氧气等少数血液指标开发出来，但事实证明，将技术扩展到这些少数样本之外“非常困难”。这就是Real-time ELISA对多种蛋白质的适应性特别有前景的原因。

“不要认为这只是一个胰岛素传感器。将此视为以一种全新和不同的方式做ELISA的一种方式，“SOH说。

实时酶联免疫吸附试验也可能对生物医学研究，提供有关药物和其他疗法的有效性的瞬间和详细反馈，但SOH认为该设备在重症监护单位和急诊室中最有用，时间和准确性是本质的。

作为一个例子，Soh指出“细胞因子风暴“由疾病Covid-19引发。随着疾病的局面，患者的免疫系统踢进了高防御性警觉，并产生了称为细胞因子的疾病战斗信号蛋白的负荷。在某些情况下，即使在疾病被控制之后，身体也无法降低威胁水平，而是产生越来越多的细胞因子，这可能导致败血症和内脏器官衰竭。

Soh设想了一个实时ELISA的未来版本，它可以告诉医生患者体内的细胞因子水平是否因治疗而下降。Soh和他的团队已经在修改设备，以测量一种关键的细胞因子，即IL-6。目前，IL-6检测必须送到实验室进行处理，需要3天才能得到结果。

“在败血症，时间是关键 - 每小时都有，你的死亡概率增加了8％，“SOH说。“患者没有三天的一次测试。这可能具有挽救生力的影响。“

该研究发表于自然生物医学工程。