Danske forskere utvikler en chip som kan identifisere et virus i kroppen i løpet av 15 minutter. I dag tar den prosessen flere timer i et laboratorium.
Denne artikkelen er over ti år gammel og kan inneholde utdatert informasjon.
(Foto: Colourbox.no)
Om prosjektet
PolyMedDiag står for Polymer Microsystems for Medical Diagnostics og hører til på Institutt for Mikro- og Nanoteknologi på Danmarks Tekniske Universitet.
Prosjektet er støttet med en bevilgning på 4 630 000 kroner fra Forskningsrådet for Teknologi og Produktion i Det Frie Forskningsråd i 2008. Denne støtten gikk til lederen av PolyMedDiag-gruppen, Noemi Rozlosnik.
Mer om chipen på bildet
Mikrofluid-chipen som DTU-forskerne holder på å utvikle måler fem centimeter i diameter. De blå banene som går mellom de grønne sirklene, er elektroder framstilt av elektrisk ledende plast som kalles PEDOT.
De lyse båndene som skjærer på tvers av de blå elektrodene, er det området hvor viruspartiklene blir fanget av inn de antistoffene chipen er kodet med.
Ved å måle endringer i elektrisk motstand kan man avgjøre om antistoffene har fanget inn viruspartiklene, og hvor mange som er fanget.
Den ene siden av chipen brukes til å teste blodet for nettopp det viruset man leter etter.
Den andre siden brukes som kontrollforsøk. Her løper blodet over en bane som ikke er kodet med antistoffer. Den elektriske motstanden gjennom elektrodene skulle derfor gjerne være en annen.
De reservoarene som ikke er markert ved farge, brukes ikke for øyeblikket. Men toppdelen av chipen blir produsert med de ekstra reservoarene, slik at den samme delen vil kunne brukes i flere forskjellige chipdesign med andre kanalformer enn de som på figuren går mellom de røde sirklene.
Den samme grunnmodellen kan altså brukes til flere forskjellige formål, men settes i den samme maskinen.
Dette designet er utviklet av flere forskere på DTU Nanotech.
Om noen år må du kanskje testes for influensa før du går om bord i et fly, hvis frykten for en ny pandemi sprer seg.
Forskere fra PolyMeDiag-gruppen på DTU Nanotech holder nemlig på å utvikle en chip som ut fra en spytt- eller blodprøve kan fortelle om en person har et bestemt virus eller ikke, og hvor syke de er.
I løpet av 15 minutter kan et lite testapparat vise om man for eksempel har influensa A og om man har behov for sykehusbehandling eller bare en tur under dynen.
– Med en rask analyse som den vi håper å kunne lage i analyseapparatet vårt, kan man enkelt forhindre at folk tar flyet fra London til New York og dermed sprer smitten fra Europa til USA, sier Claus R. Poulsen, som er forsker på Institutt for Mikro- og Nanoteknologi på DTU.
Dagens analyse er langsom
Til sammenligning er dagens metoder til å identifisere virus svært langsomme.
Prosessen tar i dag omkring seks timer og krever et spesiallaboratorium og eget personale.
Forskerne fra DTU håper at alt dette kan unngås ved å integrere chipen i et bærbart apparat som selv står for analysen.
– En fordel er at prosessen blir automatisert, slik at alle med et minimum av trening kan gjennomføre disse undersøkelsene, sier Poulsen.
Fisker etter virus
Teknologien kalles virus-fishing og fungerer ved å dekke elektroder med antistoffet for det viruset man vil teste for. Antistoff er en del av kroppens immunforsvar, systemet som bekjemper infeksjoner i kroppen.
Deretter føres en prøve med blod eller spytt over området med antistoffer. Hvis prøven inneholder viruspartikler fra den sykdommen man tester for, vil viruspartiklene binde seg til antistoffet.
Deretter måler man den elektriske motstanden i elektrodene. Den vil ha endret seg hvis antistoffet har fanget inn viruspartikler. Dermed vet man om personen har et bestemt virus, og hvor mye virus som sirkulerer i kroppen.
Kan spore alle slags virus
Mikrofluid-chipen som DTU-forskerne holder på å utvikle måler fem centimeter i diameter. De blå banene som går mellom de grønne sirklene, er elektroder framstilt av elektrisk ledende plast som kalles PEDOT. Designet er utviklet av flere forskere på DTU Nanotech. Se faktaboks til høyer for mer informasjon om chipen. (Foto: DTU Nanotech)
Det er ikke bare i forbindelse med influensa at teknologien kan bli nyttig. Den kan brukes til å spore alle slags virus – ved skifte ut antistoffene. For eksempel kan chipen brukes til å teste for hiv.
Siden apparatet kan tas med langt utenfor storbyer og sykehus, vil det kunne gjøre stor nytte i Afrika, hvor mange ellers aldri får en hiv-test, forteller Poulsen.
Også utenfor DTU tror man den nye teknologien kan gjøre nytte.
Annonse
– Det ville være enormt interessant hvis man allerede ved pasientens seng kunne finne ut hva de feilet. Men man må selvfølgelig være sikker på at fordelene man høster, er større enn dem man eventuelt avgir ved å gå over til den nye teknologien, sier Jens Lundgren.
Han er professor ved Institutt for internasjonal helse, immunologi og mikrobiologi på Københavns Universitet.
Chipen er fremdeles under utvikling.
Inntil videre har man klart å få den til å spore virus i rene virusprøver. Neste trinn blir å få chipen til å fungere med blod og spytt, slik at den blir praktisk å bruke.
En annen ambisjon er å videreutvikle chipen slik at den på lengre sikt kan teste opp til ti forskjellige virus av gangen.
Andre må klare elektronikken
Forskerne i PolyMeDiag-gruppen på DTU tar seg bare av å utvikle chipen. Apparatet som skal sende strøm gjennom chipen, må noen andre ta seg av.
Det kan eventuelt være det firmaet som skal produsere apparatet til slutt. Men ifølge Claus R. Poulsen er elektronikken ganske enkel.
Chipen må også masseproduseres. I dag blir chipen framstilt i svært lite omfang i et såkalt renrom på DTU – et rom som er tilnærmet fritt for støv.
Men siden chipen utelukkende består av plast, vil en stor industribedrift kunne produsere den til noen få dollar stykket, mener Poulsen.
