小型化技术可以改善疾病监测

研究人员开发出一种改进的微接触印刷技术，用于创造一种优化的生物受体阵列疾病诊断设备，用于多路微流控分析。
由于微流控生物分析设备的效能取决于生物受体的完整性和功能性，很难证明已将这些生物受体固定好，且未造成损害。过去二十年里，微接触打印使用一种橡胶图章固定生物受体，以确定该方法足够稳定，能创造有多种用途的各种检测法。但是，这种方法也有缺陷，特别是用于纳米级的蛋白质和DNA检测时有所不足。在纳米级的检测中，现有的技术使用折中的方法，或改变图章或损坏生物受体，因而得到的数据在一定程度上不能满足诊断或其他应用的需要。
现在，Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University（OIST；Okinawa，Japan）的研究人员开发出一种打印步骤，解决了这些问题。关于微接触打印，“您需要一个图章，一种墨水和一个表面，然后，按您的需要进行表面图案化。就是这样简单，”该论文的第一作者Shivani Sathish，OIST博士研究生说。该图章由聚二甲硅氧烷组成，它是一种柔性的固体，类似于日常所用的橡皮图章；墨水是（3-氨丙基）三乙氧基硅烷，是由硅和含氧分子也称为“APTES”所组成的溶液；而表面是玻璃。
研究人员首先将图章涂上墨水，然后将它按在玻璃上，然后在短暂接触后拿开；结果在玻璃表面上形成一个APTES图案层——形成具有或不具有APTES的检查板区域；然后，这种含有一个或者多个微流体通道的微流控器件经过配置后，引导流体通过特殊路径，通过玻璃图案密封起来；最后，这种生物感受器与微流体通道内的APTES区域，以化学的方法连接起来。现在，该系统已为诊断性分析做好准备，体液样本通过微流控设备后将附着在玻璃上。
APTES检测使用方便的化学法。“根据您关注的生物受体，您只需要选择适当的化学法，将分子与APTES连接起来，”Sathish女士说。仅使用一枚图章就能固定多种不同的生物受体，制备多路检测用工具。因此，使用一种图章压印的单一表面就能进行多种检测和诊断。这种属性对诊断复杂的疾病（例如癌症）而言有优势，因为这些疾病的检测需要多种标志物来改善诊断效果。
Sathish女士和同事们首度使用由APTES溶于水形成的墨水制作APTES纳米级图案化工具，相对于苛刻的化学反应，能够消除图章溶胀的现象。在对于APTES进行图案化和连接微流控器件之后，他们将生物感受器固定到玻璃表面之上，以此作为整个过程的最后一步。因为将连接生物感受器作为最后一步，研究人员避免了将它们暴露于极端和破坏性条件。然后，他们通过进行试验捕捉生物标志物白细胞介素6和人类C反应蛋白（这两种生物质通常在身体有炎症时升高），展示了最终设备的功效。
“我们的最终目的是制造床旁护理设备，”OIST教授Amy Shen，本研究的首席研究者说明。“如果微流控设备中有预先固定了生物受体的表面，则能在需要时用作诊断工具，”Sathish女士说，“（最终）相比于使用最全面的临床团队处理您的样本……我们希望患者能在家自己进行检测。”
本研究已由Sathish S等人发表于2017年4月5日的Analyst上。