Корейські науковці створили компактну систему для швидкої обробки біозразків

Корейський інститут машинобудування та матеріалів (KIMM) представив революційну розробку в галузі обробки біологічних зразків. Науковці створили компактну систему попередньої обробки, здатну перетворювати тверді біологічні зразки на рідину та гомогенізувати їх менш ніж за одну хвилину.

Дослідження під назвою «Портативна та швидка система підготовки твердих зразків з використанням двогвинтового механізму для діагностичних застосувань» було опубліковано в науковому журналі Analyst. Роботу виконала дослідницька група під керівництвом доктора Кваноха Кіма з Центру нанолітографічних досліджень відділу наноконвергентних досліджень KIMM у співпраці з командою професора Юн-Джу Лі з університетської лікарні Седжон Чхуннам.

Новий пристрій вирішує важливу проблему в галузі діагностики. Для аналізу твердих біозразків за допомогою рідинних систем, які використовуються в діагностиці in vitro (IVD), необхідно спочатку зруйнувати структуру тканин і перетворити їх на однорідну рідину. Традиційні методи попередньої обробки зазвичай потребують громіздкого обладнання та тривалого часу обробки.

Дослідники застосували інноваційний підхід, використавши двогвинтовий механізм із протиобертовими гвинтами для створення високої зсувної сили, що забезпечує швидке зрідження та гомогенізацію зразків. Гвинти спроєктовані з вбудованими внутрішніми каналами для рідини, що мінімізує втрати зразка та максимізує ефективність збору зрідженого матеріалу.

Звичайний процес попередньої обробки твердих зразків часто вимагає численних ручних етапів, які виконують кваліфіковані лабораторні техніки. Це робить такі методи непрактичними для використання на місці. Крім того, традиційні методи часто покладаються на хімічну або ферментативну обробку для емульгування та гомогенізації зразків, що ускладнює процес та обмежує можливості польового застосування.

Щоб подолати ці обмеження, команда розробила повністю механічну систему, яка виконує весь процес попередньої обробки — подрібнення, гомогенізацію та збір — в одному пристрої. Система обробляє зразок менш ніж за хвилину, створюючи високоякісні рідкі зразки, готові до аналізу.

Команда також розробила портативний пристрій з ручним керуванням, що працює за тим самим принципом. Це розширює можливості застосування технології в умовах, де немає доступу до зовнішніх джерел живлення. Система продемонструвала відмінну ефективність попередньої обробки та високий рівень відновлення зразків для різних типів матеріалів, включаючи тваринні тканини, рослини та овочі.

Наявність як електричних, так і ручних версій пристрою відкриває широкі перспективи для застосування в екстреній діагностиці, виявленні хвороб сільськогосподарських культур та перевірці безпечності харчових продуктів. Система також сумісна з широким спектром діагностичного та аналітичного обладнання.

«Ця технологія попередньої обробки на основі двогвинтового механізму створює фундаментальну платформу для практичного використання діагностики твердих зразків», — зазначив доктор Кванох Кім з KIMM. «Вона пропонує технічне рішення для обмежень рідинних систем IVD і, як очікується, розширить діапазон діагностичних застосувань у таких галузях, як сільське господарство, безпека харчових продуктів та моніторинг довкілля, підвищуючи як діагностичну гнучкість, так і аналітичну точність».

KIMM подав шість патентних заявок на території Кореї, пов'язаних з технологією попередньої обробки твердих зразків на основі двогвинтового механізму. Два з цих патентів вже зареєстровано, що забезпечує захист основних прав інтелектуальної власності.