生物技術專家Pixelbio開發了一種新型 3D 打印分子生物芯片,有可能加快臨床基因檢測的步伐。


利用Formlabs 3D 打印機和 Black Resin,Pixelbio 已經能夠創建新的“HuluFISH”傳感設備,能夠使用多色探針同時檢測多個不同的基因代碼。通過這樣做,該公司成功地降低了成本和交貨時間,同時生產了一種靈活的臨床工具,現在可以幫助加速癌癥診斷以及其他藥物和疫苗的研發。


得益于 Form 3 的高精度和打印速度,能夠使用它將小于1毫米的管子打印到一個很小的空間中,一旦設計正確,我們就可以快速、大規模地生產所需的零件,但每件產品的成本會非常昂貴。


 3D 打印分子生物芯片,有可能加快臨床基因檢測的步伐


使用 Pixelbio 的 3D 打印芯片識別的顏色標記分子。


Pixelbio 的分子芯片包含多個標記探針,可以在一次反應中識別多達七個不同的基因。


利用“FISH”的潛力


1960 年代首次引入,原位雜交已成為鑒定組織、細胞和染色體內特定核酸、DNA 和 RNA 位置的常用方法。一般來說,該技術涉及使用化學或放射性探針,通常用于檢測細胞學標本中的癌細胞,它有效地使臨床醫生能夠實現早期疾病預后和治療。


在這種方法的基礎上,這些科學家現在越來越多地轉向熒光原位雜交或“FISH”技術,通過這種技術,他們將有色標記附加到某些基因上,以提高顯微鏡的可見度,但即使該方法能夠進行單分子檢測,它仍然存在僅限于一次只可識別一個基因。


為了解決這個問題,Pixelbio 開發了“HuluFISH”,這是一種靈活的 3D 打印生物芯片,允許臨床醫生同時跟蹤大量基因。該公司作為“第一個可個性化的多重 smFISH 解決方案”銷售,有效地提供生產芯片即服務,這使客戶能夠從一系列標記基因中快速訂購并接收相應的分子設備進行測試。


安裝在 Pixel Bio 研發實驗室的 Form 3 3D 打印機。


 3D 打印分子生物芯片,有可能加快臨床基因檢測的步伐


Pixelbio 的 3D 打印生物芯片具有作為疾病診斷工具的巨大潛力。


先進的 DNA 檢測生物芯片


使用當前具有 0.8-1.2 毫米通道的生物芯片,可以通過激光識別基因來評估樣本,但此類設備通常需要根據被測液體的成分進行調整。更重要的是,鑒于探針有多種形狀和尺寸,生物芯片的規格總是在變化,需要一個可能需要數月才能完成的原型制作過程。


相比之下,自從采用 Formlabs 的技術以來,Pixelbio 已經能夠在內部創建 HuluFISH,從而降低了相關的生產成本和交貨時間。由于其固有的低不透明度,黑色樹脂也被證明是芯片制造的理想選擇,該公司現在正在使用這種材料來加快其下一代產品的研發。


在其實驗室的其他地方,Pixelbio 還部署了Form 3和 Formlabs 的 Clear Resin 以生產精密貼合的封蓋,以保護其芯片的液體入口,并且向前發展,它現在打算繼續在其漢堡工廠 3D 打印 HuluFISH ,同時在海德堡的研發中心開發獨特的微陣列芯片。


就 HuluFISH 的未來潛力而言,其內置探針的靈活性使其成為識別不同新冠肺炎菌株、分析其進展和推進增強型疫苗開發的理想選擇??紤]到這一點,Pixelbio 正在參與NIH 的 快速診斷加速(RADxSM) 計劃,旨在通過該計劃開發改進的新冠肺炎測試技術。


[HuluFISH] 將使腫瘤或疾病的診斷變得簡單而準確,從長遠來看,它將改變我們診斷和治療疾病的方式,探針能夠在單細胞分子水平上檢測 SARS-CoV-2 及其受體 ACE2 mRNA,從而加速藥物和疫苗的開發。


自去年大流行在全球爆發以來,新冠肺炎測試突飛猛進,但這并沒有阻止科學家嘗試優化過程的新方法。在瓦赫寧根大學,研究人員開發了基于咖啡膠囊的3D 打印新冠肺炎 家庭測試套件,每個套件的生產成本低于 20p。


同樣,卡內基梅隆大學(CMU) 的一個團隊在2020 年 9 月3D 打印了一個快速的新冠肺炎傳感器,該傳感器能夠在大約 10 秒內檢測到抗體。該設備采用Optomec 的專利氣溶膠噴射打印 (AJP) 技術制造,專為重復使用而設計,允許多次部署并加快測試過程。


在其他地方,魏茨曼科學研究所的科學家們3D 打印了一個“電子鼻”配件,使其能夠“嗅出”感染者體內的新冠肺炎。使用增材制造的采樣閥,該團隊已經能夠安全地訓練“eNose”在其家鄉以色列的測試中心識別疾病跡象。


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