Kalp sağlığında hızlı ve ucuz teşhis 

ABD Los Angeles’teki Kaliforniya Üniversitesi’nden araştırmacılar, kalp krizinin biyobelirteçlerini tespit etmek için düşük maliyetli kağıt tabanlı bir sensör geliştirdi. 

Araştırmacılar 15 dakika içerisinde sonuç verebilen kağıt tabanlı bir dikey akış tahlili (VFA-Vertical Flow Assay) tasarladılar. Hem maliyetten hem de süreden tasarruf ederek birçok hayat kurtarmayı hedefliyorlar.

Çalışmanın kıdemli yazarı Dr. Aydoğan Özcan, “Merkezi laboratuvar teşhisi ile bakım noktası testleri arasındaki boşluğu dolduran bu düşük maliyetli, taşınabilir çözümü tanıtmaktan heyecan duyuyoruz” dedi.

Özcan’a göre geliştirdikleri sensör, “Dünya çapında yetersiz hizmet alan popülasyonlara gelişmiş kardiyak teşhis getirme vaadini taşıyor.”

 Nasıl çalışıyor?

Geliştirilen çözüm iki güçlü teknolojinin birleşiminden oluşuyor: derin öğrenme algoritmaları ve gelişmiş nanoparçacık güçlendirme kimyası.

Bu sistemde algoritmalar VFA sistemi tarafından yakalanan görüntüleri analiz etmek ve cTnI’nin yani kalp kasına özgü troponin tespitini geliştirmek için kullanılıyor.

Sistem iki adımda çalışıyor. İlk adımda bağışıklık tahlili aşamasında, test kan örneğindeki cTnI proteinini tanımlanıyor. Bunun için, cTnI proteinine bağlanmak için diğer moleküllere bağlı küçük altın parçacıkları kullanılıyor.

 İkincisinde, sinyal fazında, altın parçacıkları bir renk değişikliği yaratan kimyasal bir reaksiyonu tetikliyor. Daha sonra özel bir taşınabilir cihaz bu renk değişikliğinin fotoğraflarını çekiyor.

 Kağıt tabanlı üretilmesinin sebebi ise sensörün daha hassas ve kolay öğrenmeye uygun hale getirilmesi olduğu belirtiliyor. Sensör mililitre başına 0,2 pikogram (pg/mL) kadar düşük bir algılama sınırına kadar indirgendi.

Evde hızlı bir test düzeyinde çalışan hs-VFA, test başına 15 dakika içinde 50 μL serum kullanarak cTnI’nin doğru miktar tayinini sağlayabiliyor.

Maliyetten tasarruf

Maliyet açısından, kağıt tabanlı tahlil, test başına 4 doların altındayken taşınabilir okuyucu birim başına yaklaşık 170 dolara mal oluyor. Maliyetteki 45 kata kadar azalma, tahlilin çok daha geniş kesimler tarafından kullanılmasını mümkün kılabilir.

Taşınabilir okuyucudan farklı olarak kağıt tabanlı olması ve daha az altın miktarı kullanması sensörü oldukça ucuz ve kolay hale getiriyor.Çalışmanın ilk yazarı ve UCLA’da doktora sonrası araştırmacı olan Gyeo-Re Han, amaçlarını şöyle özetledi: “Amacımız sadece hastanelerde değil, aynı zamanda kliniklerde, eczanelerde ve hatta ambulanslarda da kullanılabilecek bir sistem tasarlamak.” 

Kaynak: ACS Publications