生物技术专家Pixelbio开发了一种新型 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Formlabs 3D 打印机和 Black Resin,Pixelbio 已经能够创建新的“HuluFISH”传感设备,能够使用多色探针同时检测多个不同的基因代码。通过这样做,该公司成功地降低了成本和交货时间,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。


得益于 Form 3 的高精度和打印速度,能够使用它将小于1毫米的管子打印到一个很小的空间中,一旦设计正确,我们就可以快速、大规模地生产所需的零件,但每件产品的成本会非常昂贵。


 3D 打印分子生物芯片,有可能加快临床基因检测的步伐


使用 Pixelbio 的 3D 打印芯片识别的颜色标记分子。


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七个不同的基因。


利用“FISH”的潜力


1960 年代首次引入,原位杂交已成为鉴定组织、细胞和染色体内特定核酸、DNA 和 RNA 位置的常用方法。一般来说,该技术涉及使用化学或放射性探针,通常用于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,以提高显微镜的可见度,但即使该方法能够进行单分子检测,它仍然存在仅限于一次只可识别一个基因。


为了解决这个问题,Pixelbio 开发了“HuluFISH”,这是一种灵活的 3D 打印生物芯片,允许临床医生同时跟踪大量基因。该公司作为“第一个可个性化的多重 smFISH 解决方案”销售,有效地提供生产芯片即服务,这使客户能够从一系列标记基因中快速订购并接收相应的分子设备进行测试。


安装在 Pixel Bio 研发实验室的 Form 3 3D 打印机。


 3D 打印分子生物芯片,有可能加快临床基因检测的步伐


Pixelbio 的 3D 打印生物芯片具有作为疾病诊断工具的巨大潜力。


先进的 DNA 检测生物芯片


使用当前具有 0.8-1.2 毫米通道的生物芯片,可以通过激光识别基因来评估样本,但此类设备通常需要根据被测液体的成分进行调整。更重要的是,鉴于探针有多种形状和尺寸,生物芯片的规格总是在变化,需要一个可能需要数月才能完成的原型制作过程。


相比之下,自从采用 Formlabs 的技术以来,Pixelbio 已经能够在内部创建 HuluFISH,从而降低了相关的生产成本和交货时间。由于其固有的低不透明度,黑色树脂也被证明是芯片制造的理想选择,该公司现在正在使用这种材料来加快其下一代产品的研发。


在其实验室的其他地方,Pixelbio 还部署了Form 3和 Formlabs 的 Clear Resin 以生产精密贴合的封盖,以保护其芯片的液体入口,并且向前发展,它现在打算继续在其汉堡工厂 3D 打印 HuluFISH ,同时在海德堡的研发中心开发独特的微阵列芯片。


就 HuluFISH 的未来潜力而言,其内置探针的灵活性使其成为识别不同新冠肺炎菌株、分析其进展和推进增强型疫苗开发的理想选择。考虑到这一点,Pixelbio 正在参与NIH 的 快速诊断加速(RADxSM) 计划,旨在通过该计划开发改进的新冠肺炎测试技术。


[HuluFISH] 将使肿瘤或疾病的诊断变得简单而准确,从长远来看,它将改变我们诊断和治疗疾病的方式,探针能够在单细胞分子水平上检测 SARS-CoV-2 及其受体 ACE2 mRNA,从而加速药物和疫苗的开发。


自去年大流行在全球爆发以来,新冠肺炎测试突飞猛进,但这并没有阻止科学家尝试优化过程的新方法。在瓦赫宁根大学,研究人员开发了基于咖啡胶囊的3D 打印新冠肺炎 家庭测试套件,每个套件的生产成本低于 20p。


同样,卡内基梅隆大学(CMU) 的一个团队在2020 年 9 月3D 打印了一个快速的新冠肺炎传感器,该传感器能够在大约 10 秒内检测到抗体。该设备采用Optomec 的专利气溶胶喷射打印 (AJP) 技术制造,专为重复使用而设计,允许多次部署并加快测试过程。


在其他地方,魏茨曼科学研究所的科学家们3D 打印了一个“电子鼻”配件,使其能够“嗅出”感染者体内的新冠肺炎。使用增材制造的采样阀,该团队已经能够安全地训练“eNose”在其家乡以色列的测试中心识别疾病迹象。


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