Устройство, напечатанное на 3D-принтере, определяет биомаркеры, связанные с преждевременными родами

Преждевременные роды (ПВР), определяемые как роды до 37-й недели беременности, являются одним из самых распространенных осложнений и затрагивают примерно 1 из 10 беременностей во всем мире. Недоношенные дети могут страдать от неврологических, респираторных и сердечных проблем, а в некоторых случаях возможна даже смерть.

Ранее ученым удалось идентифицировать биомаркерные пептиды и белки в материнской сыворотке, которые могут довольно точно предсказать ПВР на 28 неделе беременности. Однако используемые в настоящее время методы обнаружения биомаркеров являются трудоемкими или не очень чувствительными. Недавно ученые создали 3D-печатное устройство для электрофореза на микрочипе, которое может обнаруживать три сывороточных биомаркера ПВР с достаточной чувствительностью.

Биохимики из Университета Бригама Янга (Provo, UT, США) впервые продемонстрировали создание устройств для электрофореза на микрочипе с размерами поперечного сечения ≈ 50 мкм методом стереолитографической 3D-печати и применение таких устройств при анализе клинически значимых биомаркеров, связанных с риском преждевременных родов (ПВР).

Команда напечатала устройство на стеклянном слайде, используя 3D-принтер со специальной смолой в качестве чернил. Для того чтобы достигнуть разъединения 3 биомаркеров пептида электрофорезом наилучшим образом, конструкция прибора была оптимизирована, наравне с такими параметрами, как приложенные напряжения, буферная идентификация и состав. Напечатанный на 3D-принтере микрочип может обнаруживать три биомаркера, связанных с ПВР, в пикомолярном и низком наномолярном диапазоне. Было определено, что электрический ток прибора является линейным с приложенным потенциалом до 800 В (620 В/см). Группа исследователей оптимизировала устройство и условия разделения с использованием флуоресцентно-меченых аминокислот в качестве модельной системы и сравнила производительность данных 3D-печатных микрофлюидных устройств с другими материалами, обычно используемыми для электрофореза на микрочипах.

Авторы пришли к выводу, что они впервые продемонстрировали электрофорез на микрочипе с использованием 3D-печатного устройства для выявления трех биомаркеров ПВР, включая пептиды и белок, с подходящими характеристиками разделения. Определены пределы обнаружения для электрофореза на микрочипе в 3D-печатных микрофлюидных устройствах для выявления биомаркеров ПВР в высоком пикомолярном и низком наномолярном диапазоне. Исследование опубликовано 6 мая 2019 года в журнале Analytical Chemistry.

Ссылки по теме:
Brigham Young University