医疗和牙科

Pixelbio的3D印刷分子Biochips解锁了快速疾病诊断

生物技术专业Pixelbio研发了一种新型3D打印分子生物芯片,有可能加快临床基因检测的步伐。

利用A.Formlabs3D打印机和黑色树脂,Pixelbio已经能够创造新的“HuluFISH”传感设备,能够使用多种颜色的探针同时检测几种不同的基因密码。通过这样做,该公司成功地降低了成本和交期,同时生产了一种灵活的临床工具,现在可以帮助加速癌症诊断以及其他药物和疫苗的研发。

Pixelbio开发总监刘胜表示:“由于Form 3的高精度和打印速度,我们能够使用它将小于1毫米的管打印到一个很小的空间。”“我们还发现,一旦设计正确,我们就可以快速、大规模地生产我们需要的部件,而这每单位成本非常昂贵,(用现有技术)不一定适合我们的需求。”

使用Pixelbio的3D打印芯片来识别颜色标记的分子。
Pixelbio的分子芯片包含多个标记探针,可以在一次反应中识别多达7个不同的基因。通过Formlabs形象。

利用“鱼”的潜力

首先在20世纪60年代引入,原位杂交已成为鉴定特定核酸,DNA和RNA的位置,组织,细胞和染色体内的常见方法。通常,该技术涉及使用化学或放射性探针,经常检测细胞学标本中的癌细胞,它有效地使临床医生能够实现早期疾病预后和治疗。

在这种方法的基础上,这些科学家现在越来越多地转向荧光原位杂交或“FISH”技术,通过这种技术,他们将有色标记附加到某些基因上,使其在显微镜下更清晰可见,但即使这种方法能够检测单个分子,它仍然局限于一次识别一个基因。

为了解决这个问题,PixelBio已经开发了“Hulufish”,这是一个灵活的3D印刷生物芯片,允许临床医生同时跟踪更多的基因。作为“第一个可个性化的多路复用SCFICH解决方案”,公司有效地提出生产芯片作为服务,这允许客户从选择标记的基因选择并接收相应的分子装置进行测试。

安装在Pixel Bio研发实验室的Form 3 3D打印机。
Pixelbio的3D打印生物芯片作为疾病诊断工具具有巨大的潜力。通过Formlabs形象。

先进DNA-detecting生物芯片

使用现有的0.8-1.2毫米通道的生物芯片,通过激光识别基因来评估样本是可能的,但这种设备通常需要根据被测液体的组成进行调整。更重要的是,由于探针有多种形状和大小,生物芯片的规格总是在变化,这就需要几个月的原型制作过程。

相比之下,自从采用了Formlabs的技术,Pixelbio已经能够在内部创建HuluFISH,减少了相关的生产成本和交付时间。由于其固有的低透明度,黑树脂也被证明是制造芯片的理想材料,该公司现在正使用这种材料来加快其下一代产品的研发。

Pixelbio在其实验室的其他地方也部署了它的表格3along with Formlabs’ Clear Resin to produce precision-fit closures that protect the liquid inlets of its chips, and moving forwards, it now intends to continue 3D printing the HuluFISH at its Hamburg factory, while developing unique microarray chips at its R&D complex in Heidelberg.

就Hulufish的未来潜力而言,其内置探针的灵活性可能使其成为识别不同菌株的Covid-19,分析其进展并推进增强疫苗的发展。考虑到这一点,PixelBio正在参与其中NIH快速加速诊断(RADxSM)倡议,旨在开发改进的新冠肺炎检测技术。

“HuluFISH将使肿瘤或疾病的诊断更简单、更精确,从长远来看,将改变我们诊断和治疗疾病的方式,”刘总结道。“我们相信,我们的探针能够在单细胞分子水平上检测SARS-CoV-2及其受体ACE2 mRNA,从而加快药物和疫苗的开发。”

3D打印技术用于COVID-19检测

自去年全球大流行爆发以来,COVID-19检测取得了跳跃式的发展,但这并未阻止科学家们探索优化过程的新方法。在Wageningen大学在美国,研究人员已经开发出一种基于胶囊的咖啡3D印刷Covid-19家庭测试套件这种产品的生产成本不到20便士。

同样地,团队在卡内基梅隆大学(结算)3D打印COVID-19快速传感器在2020年9月,它能够在大约10秒内检测抗体。用optomec的专利气溶胶喷射印刷(AJP)技术,该设备专为重用而设计,允许将其部署多次并加快测试过程。

在其他地方,科学家们魏茨曼科学研究所3D打印的“电子鼻”配件这使得它能够在受感染的个体内'嗅探'Covid-19。使用添加剂制造的采样阀,该团队能够安全地培养“Enose”,以确定其原生以色列的测试中心疾病的迹象。

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这张有特色的图片显示了使用Pixelbio的3D打印芯片识别的带有颜色标记的分子。通过Formlabs形象。

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