Συσκευή ανάλυσης του DNA σε ένα κινητό τηλέφωνο ανοίγει νέους ορίζοντες στην ιατρική

43

2/1/2015

Η επιστήμη της μικροσκοπίας φθορισμού βασίζεται στην ταυτοποίηση βιολογικών δειγμάτων με τη χρήση μοριακών δεικτών που είναι ευερέθιστοι όταν αντιδρούν με στο φως. Η λάμψη που προέρχεται από το δείγμα μπορεί να ανιχνευθεί χρησιμοποιώντας ειδικά σχεδιασμένα μικροσκόπια, αλλά αυτά τείνουν να είναι μεγάλα και ακριβά.

Τώρα μια μικρή νέα συσκευή που λειτουργεί σε συνδυασμό με ένα smartphone έχει ήδη χρησιμοποιηθεί επιτυχώς σε μικρή κλίμακα για να εντοπίζει και να μετράει το μήκος των μορίων του DNA χρησιμοποιώντας τις βασικές αρχές της μικροσκοπίας φθορισμού.

Σχεδιασμένη στο Ινστιτούτο Νανοσυστημάτων του πανεπιστημίου της Καλιφόρνια (UCLA), η συσκευή δέχεται μέσω ειδικού μηχανισμού το δείγμα με το DNA, το οποίο έχει ήδη “εμπλουτιστεί” με μοριακούς δείκτες που αντιδρούν στο φως.

Το μικροσκόπιο προσαρτάται σε ένα smartphone με λειτουργικό Windows και ουσιαστικά περιλαμβάνει ένα “σκοτεινό δωμάτιο”, τον φακό, λέιζερ, φίλτρα λεπτής μεμβράνης και ένα μηχανικό ρυθμιστή που ρυθμίζει την εστίαση με τη μετακίνηση του δείγματος στο μπροστινό μέρος του φακού.

Ένα ειδικό λογισμικό, που αναπτύχθηκε για την συγκεκριμένη περίπτωση, λαμβάνει τις εικόνες και τις στέλνει σε έναν διακομιστή για τελική επεξεργασία. Τα αποτελέσματα έρχονται πίσω μέσω Διαδικτύου και εμφανίζονται στο smartphone.

Με αυτό τον τρόπο, η βαριά υπολογιστική επεξεργασία ενός δείγματος μπορεί να διεξαχθεί σε πανίσχυρους υπολογιστές μίλια μακριά από το σημείο της έρευνας και τα αποτελέσματα να μεταδοθούν επιτόπου σε ένα απλό κινητό τηλέφωνο.

Σύμφωνα με την σχετική έρευνα που δημοσιεύθηκε στην επιστημονική επιθεώρηση ACS Nano, οι επιστήμονες κατάφεραν να απεικονίσουν με αυτό τον τρόπο μόρια DΝΑ διαφόρων μηκών με ακρίβεια μεγέθους από κάτω του 1 kbp (kilobase-pairs) μέχρι και περίπου 2 τετ. Χιλιοστών.

Ο επικεφαλής της έρευνας, δρ Aydogan Ozcan, υποστηρίζει ότι η ικανότητα της συσκευής να εφαρμόζει αυτή και άλλες υφιστάμενες τεχνικές μικροσκοπίας και ανίχνευσης μέσω ενός κινητού τηλεφώνου, δημιουργεί λειτουργικές, οικονομικά αποδοτικές και υψηλής απόδοσης μεθόδους που μπορούν να αλλάξουν ριζικά τον τρόπο που η ιατρική φτάνει σε κάθε περιοχή του πλανήτη.