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Laboratori rapidi e a basso costo su Smartphone

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Gli Smartphones hanno rivoluzionato le nostre comunicazioni, come cinguetta, messaggi di testo e perfino le telefonate occasionale vengono volando noi. E questi dispositivi, computer realmente tenuti in mano, stanno avvi cambiare come la sanità è consegnata. Gli Smartphones ora possono r

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Ma le applicazioni ancor più drammatiche sono negli impianti. Potranno eseguire le prove cliniche sui pazienti, anche nelle zone rurali o nei paesi in via di sviluppo del risorsa-povero. I due progetti degli Stati Uniti attualmente mirano a creare i cosiddetti «laboratori sugli smartphones.»

Individuazione dei biomarcatori del Cancro

Lei Li, assistente universitario alla scuola di Washington State University di meccanico e materiali che costruisce, ha sviluppato un laboratorio a basso costo su uno smartphone. Recentemente ha pubblicato uno studio che dimostra la sua capacità di trovare i biomarcatori del cancro. Il laboratorio dello smartphone è quasi accurato quanto l'attrezzatura standard. Inoltre riusciva in agenti patogeni di misurazione come Escherichia coli in alimento come pure in qualche virus delle piante.

«I pazienti ed i professionisti medici prevedono i risultati sempre più veloci.»

«In un momento in cui i pazienti ed i professionisti medici prevedono i risultati sempre più veloci, i ricercatori stanno provando a trasferire le tecnologie di biodetection utilizzate in laboratori al campo ed alla clinica in modo dai pazienti possono ottenere le diagnosi quasi istantanee nell'ufficio di un medico, un'ambulanza o il pronto soccorso,» Li ha detto.

Ha aggiunto che tale prova rapida sarebbe stata un vantaggio alla gente che vive nelle comunità ed in cittadine rurali. Oggi, i campioni di sangue da questi pazienti devono essere spediti ai laboratori lontani.

Il gruppo di Li ha creato «uno spettrometro multicanale dello smartphone» che può individuare interleukin-6 umano, un biomarcatore conosciuto per il polmone, la prostata, il fegato, il seno ed il cancro epiteliale. Lo spettrometro ha analizzato la composizione chimica misurando lo spettro di luce diffranta che passa attraverso il campione.

Otto campioni immediatamente

Altri spettrometri dello smartphone misurano soltanto un singolo campione, abbastanza efficiente per le applicazioni nell'ambiente. Ma il sistema di WSU può misurare fino a otto campioni immediatamente con un'analisi dell'immunosorbente enzima-collegata prova colorimetrica che identifica gli anticorpi ed il cambiamento di colore come indicatori di malattia.

«Lo spettrometro sarebbe particolarmente utile in cliniche ed in ospedali che hanno tantissimi campioni senza laboratori in loco, o per medici che praticano all'estero o nelle regioni isolate,» Li ha detto. «Non possono portare un intero laboratorio con loro. Hanno bisogno di un dispositivo portatile ed efficiente.»

Li prevede il giorno in cui i pazienti useranno tali laboratori dello smartphone a casa per controllare i problemi sanitari cronici una coppia di volte un all'anno e per inviare i risultati direttamente ai loro medici.

«Lo sviluppo del Cancro ha bisogno di molto tempo andare dalla prima fase allo stadio finale. Se possiamo controllare i nostri propri corpi a casa con un dispositivo a basso costo, l'individuazione tempestiva notevolmente aumenterà i tassi di sopravvivenza,» ha detto.

Un prototipo per individuare Zika

In un altro sforzo, i ricercatori a Sandia National Laboratories, un Dipartimento per l'energia di Stati Uniti la funzione nella California, hanno sviluppato un laboratorio dello smartphone del prototipo che può individuare i virus trasmessi dalle zanzare, compreso Zika, febbre rompiossa e il chikungunya.

«Potevamo adattare i sensori della macchina fotografica dello smartphone per sostituire gli strumenti di analisi tradizionali del campione del laboratorio.»

Aashish Priye, ingegnere chimico sul progetto, ha detto che il dispositivo è stato destinato per offrire la prova a basso costo e rapida ai paesi del risorsa-povero. «La scatola di Zika» è un dispositivo diagnostico controllato a Smartphone e a pile che pesa al di sotto di una libbra, costi piccoli quanto $100, compreso lo smartphone e può individuare i virus in 30 minuti. Le prove convenzionali richiedono gli strumenti la dimensione di un forno a microonde che costa fino a $20.000.

«Oltre a creare un app che serve da interfaccia semplice fare funzionare il dispositivo, potevamo adattare i sensori della macchina fotografica dello smartphone per sostituire gli strumenti di analisi tradizionali del campione del laboratorio, concedendo per mobilità senza precedenti.»

Prevenzione della PCR

La prova virale convenzionale comprende estrarre il DNA o il RNA da un campione e moltiplicare il materiale genetico con un processo costoso e energia-intensivo chiamato reazione a catena della polimerasi (PCR). Ciò può richiedere i giorni.

Il dispositivo di Sandia evita la PCR. Usa la diagnosi isotermica ciclo-mediata di amplificazione (LAMPADA), eliminante l'elaborazione del campione della prova preliminare. L'aggiunta di alcuni agenti biochimici con attenzione progettati permette che un contenitore di LAMPADA provi un campione che è riscaldato soltanto una volta a 65° Celsius (150° Fahrenheit) per mezz'ora.

L'ingegnere chimico di Sandia ed il cavo Robert Meagher del progetto hanno detto il gruppo ha sviluppato un algoritmo novello che permette che un sensore dello smartphone funga da fluorimetro, individuante i segnali luminosi. La LAMPADA funziona così semplicemente che il posto di necessità dell'utente soltanto lo smartphone sopra il contenitore di LAMPADA ed aprire il app. Il app accende il radiatore per iniziare la reazione della LAMPADA. Una volta che terminato, lo smartphone fotografa il campione. Un algoritmo novello di analisi dell'immagine determina il colore e la luminosità dell'incandescenza emessa dal campione.

Benefici per Rich Countries

«Che è buono per il paziente. Quello è inoltre buono per la salute pubblica.»

Il gruppo già aveva sviluppato la tecnologia point-of-care in risposta allo scoppio di ebola in Africa occidentale. «Esaminando l'ebola, abbiamo pensato che fosse buono se potessimo provare l'ebola più altre malattie comuni in Africa occidentale che avrebbe condotto ai simili sintomi. Quello comprende la malaria, febbre rompiossa, chikungunya ed alcuni altri,» ha detto Meagher.

Pensa che le nuove unità inoltre offrano i benefici potenziali ai paesi ricchi. Quando Zika in primo luogo è emerso in Florida, i laboratori non potrebbero continuare con la richiesta delle prove. La gente ha aspettato le settimane i risultati dei test.

«Con i dispositivi come questo, clinici potrebbe eseguire le prove stesse senza dovere spedire i campioni. I pazienti potrebbero ottenere i risultati indietro lo stesso giorno,» ha detto Meagher. «Che è buono per il paziente. Quello è inoltre buono per la salute pubblica.»

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