研究人员推出了一种便携式声波诊断工具，仅需一个小指尖血滴，便能在一小时内提供准确的结果。
当患者前往医生处进行血液检测时，常常会面临针头和注射器的困扰，以及漫长的等待——有时长达数小时甚至数天，才能获取实验室结果。
科罗拉多大学博尔德分校的科学家们旨在通过他们最新的手持诊断系统改变这一情景，该系统利用声波在仅需一小时内，从微小的血液样本中得出精确结果。
他们的研究成果详情已于10月16日发表于《科学进展》期刊。
科罗拉多大学博尔德分校化学与生物工程系的助理教授Wyatt Shields表示：“我们创建了一种用户友好的技术，可以在各种环境中使用，并快速提供重要的诊断信息。”
这项研究在科学家们努力使诊断测试更加可及的背景下进行，尤其是对于生活在农村地区或低收入国家的人们。此外，对于有针头恐惧症的人而言，血液检测可能令人感到紧张。
当前的快速测试，如针对COVID-19或怀孕的测试，能够迅速确认特定生物标志物的存在，但无法定量其水平，也无法可靠地检测很低的浓度。
另一方面，传统的临床血液测试高度敏感，能够识别稀有生物标志物。然而，它们需要昂贵的设备，复杂的程序，并可能需要几天才能将结果提供给患者。
研究人员意识到，围绕生物传感技术存在怀疑，尤其是在Theranos Inc.的倒闭之后，该公司在2015年声称能够从一滴血中识别数百种生物标志物。他们澄清道，他们的设备运作方式不同，基于系统实验和严格的同行评审研究设计。
首席作者、该系的博士候选人Cooper Thome表示：“虽然他们的声明在当时是不切实际的，但许多研究人员渴望在未来实现类似的目标。我们的工作可能是朝着这个目标迈出的一步——基于任何人都能接触到的科学。”
声波诊断
Shields和Thome旨在创建一种敏感、便携且用户友好的工具。
他们的关键创新在于他们称之为“功能性负声学对比”颗粒（fNACPs）和一种名为“声学移液器”的特殊手持仪器，该仪器向血液样本传递声波。
Thome设计了fNACPs（本质上是微型橡胶球），以特定涂层进行定制，使其能够识别和捕捉特定的生物标志物，例如病毒或蛋白质。这些颗粒相比于血细胞对声波压力的响应表现独特，声学移液器利用了这一独特行为。
Thome表示：“我们实质上是在利用声波迅速将这些颗粒从非常小的液体体积中分离出来。这是一种创新的测量血液生物标志物的方法。”
当小的血样与这些定制颗粒混合并放入移液器时，声波将颗粒推到腔体的一侧，在其余血液被移除时将其困住。
仍然附着在颗粒上的生物标志物随后被标记上荧光标记，并用激光分析，以量化其浓度。
整个过程在一个可以舒适放在手中的设备中少于70分钟完成。
Shields表示：“在我们的研究中，我们证明了这款移液器和颗粒系统能够实现与传统临床检测相同的灵敏度和特异性，但工作流程显著简化。该技术潜在可以将血液诊断直接带到患者床边。”
该工具在确定患者是否患有传染病方面特别有价值，同时还可以评估其病毒载量和增殖速率。它也可能用于测量抗体，识别是否需要加强针，测试过敏，或检测与某些癌症相关的蛋白质。
当前的研究作为一种概念验证，在该设备投入市场之前，进一步的研究是必需的。作者已申请专利，并正在研究如何将该技术适应于同时在多个患者身上使用或一次检测多个生物标志物。
Shields总结道：“我们相信这项技术在克服与传统血液采集、样本运输到实验室以及等待结果相关的一些持久挑战方面具有重要的前景。”
