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手機大小的血液分析裝置問世

2011/02/10 | 未分類 |

Original publish date:Apr 16, 2006

編輯 Li-Chun Tseng 報導

科學家創造出一台手持式的血液分析裝置,只要用很小量的血液就可以精確的分析出血液中的化學成分,整個分析的工作只要兩分鐘就可以完成。NSBRI 技術發展組的研究員 Yu-Chong Tai 博士說:醫師利用血液組成分析來診斷病患的免疫系統被入侵或者缺乏,並加以監測健康狀態與鑑定疾病。在未來的登陸月球或火星的任務中,太空人也需要一種簡易的血液分析設備來獲取他們的健康資訊。這個新的分析裝置由國家太空生物醫學研究所(NSBRI)提供經費,由加州洛杉磯的加州大學技術研究所與 IRIS 國際公司共同執行合作計畫。

目前分析血液的組成需要龐大的計數機器、訓練技術人員 (醫檢師) 還有大量的血液檢體 (大概是兩個針筒或是10毫升的血量),以上的要求並不適合太空任務時的工作環境。為了瞭解他們在太空中的生理變化,太空人在太空中也需要採集一些血液,返回地球後科學家再進一步分析。目前開發的新裝置除了在太空醫學領域的應用外,這個微量血液的分析儀器也可以造福不容易取得大量血液檢體的新生兒。

Caltech 電子工程與生物工程的 Tai 教授說:一般的血液計數機器通常很大而且可以容納許多的樣品並且一次進行多樣的分析,為了安全起見,技術人員 (醫檢師)會從病患身上取得遠遠大於檢驗分析所需的血量。目前這個分析技術的目標放在分子層級的血液成份濃度,所以僅需要微量的血液即可完成。藉由縮小分析的儀器進一步達到微量檢體與方便攜帶的目標,有利於太空飛行與臨床的設置。

這台血液分析儀可以分開並且鑑定血液的成分如:紅血球、白血球、血脂肪蛋白質與血氧含量。藉由與 IRIS 公司的數位分析系統製造商合作,Tai 得以製造了微型的控制閥、幫浦與流動系統 (flow chambers) 並加以組合成晶片上的實驗室 (lab-on-a-chip),這個晶片只需要一小滴的血液就可以完成數項的分析工作。

血液檢體注射入混合室 (mixing chamber) 後會被加入抗凝劑處理,因為血液中有濃度甚高的血球,所以這些加上抗凝劑的血液會進一步被送到儲存槽 (reservoir) 中加以稀釋兩到三倍的體積,然後樣品依照分子的大小被轉送到各種分析的反應槽。舉例來說,白血球會從紅血球中被分離出來,因為流體動力的作用,像白血球這樣的大分子將會繞過小通道的分析槽並且流入合適通道的空間中,藉此便區分了血球細胞的型態。分子間的空間會將細胞分開,如此細胞便輕易的流到計算槽中。當前在大型的血液計數機器應用了一種名為 Coulter 計數器的技術來分析血球數量。Tai 的晶片實驗室裝置率先利用了一種新的技術同時使用兩個『分離-且-平行』(separate-yet-parallel) 的微型-Coulter 計數器來獨立計算白血球與紅血球的數量。

目前 Tai 跟他的同事計畫將這種裝置的血液分子分析功能擴展到分析其他的體液如血漿與尿液、或是細胞表面的特殊標誌以及 DNA 的分析。Tai 補充說到,這晶片可以設計成各式各樣的應用,這個微型化的分析工具可以搜尋血漿中早期指標的生物分子 (biomolecules),因此具有極大的潛力可以用來偵測潛藏的癌症。假如這些裝置都已經完成,那我們當前的要務便是開發新的應用技術。

參考來源:

本文版權聲明與轉載授權資訊:

  • [Sep 08, 2005] 生物成像術的新"相位"
  • [Apr 11, 2005] 腦瘤化療前景的兩道曙光
  • [Jan 08, 2004] 透視癌症的蹤跡
  • [Apr 05, 2003] 糾纏不清的鐮型血球病
  • [Jan 04, 2003] 量子點的生醫應用(二):偵測早期癌症
  • [Nov 15, 2001] 捕捉紅血球的微型機械裝置
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