Un chip microfluidico a manovella testa gruppo sanguigno ed ematocrito in un minuto
Ricercatori della National Taiwan University creano un dispositivo diagnostico senza elettricità che richiede tre microlitri di sangue
Di Giovanni Sapere
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Un team di ricerca guidato dalla National Taiwan University ha presentato un chip microfluidico azionato a mano che testa contemporaneamente gruppo sanguigno ed ematocrito in circa un minuto. L'invenzione biologica funziona senza energia elettrica, basandosi su una centrifuga manuale e su un campione prelevato con una puntura sul dito per offrire una diagnostica rapida al letto del paziente.
Parametri ematici essenziali fuori dal laboratorio clinico
Nel trattamento dei traumi gravi, il personale medico d'emergenza deve confermare due parametri critici: il gruppo sanguigno del paziente, per garantire la compatibilità trasfusionale, e il suo ematocrito, che riflette la proporzione dei globuli rossi e serve a rilevare anemia o perdite di sangue in atto. I test ospedalieri convenzionali si basano su macchinari diagnostici ingombranti che richiedono reti elettriche e tecnici qualificati, risorse in genere non disponibili su ambulanze, in zone di disastro o in strutture rurali. Per colmare questa lacuna logistica, un team guidato dall'inventore e professore emerito Chien-Fu Chen presso l'Institute of Applied Mechanics della National Taiwan University ha progettato una piattaforma di test senza elettricità, illustrando i risultati in Biosensors and Bioelectronics.
«Il nostro obiettivo è portare due test ematici essenziali fuori dal laboratorio e nelle mani dei primi soccorritori, senza bisogno di elettricità né di formazione specializzata»
— Chien-Fu Chen, professore emerito alla National Taiwan University
Come funziona il meccanismo di separazione a micro-fessura
Il sistema diagnostico consiste in un compatto chip di plastica caricato con circa tre microlitri di sangue prelevati con una normale puntura sul dito. Azionando una manovella manuale si fa ruotare il chip, generando una forza centrifuga che spinge il fluido attraverso canali microfluidici sinuosi preriempiiti con reagenti per i gruppi sanguigni A, B e Rh. Quando un antigene ematico specifico incontra il reagente corrispondente, i globuli rossi si aggregano in grumi. Al punto terminale di ciascun canale, una micro-fessura larga circa un decimo dello spessore di un capello umano trattiene i grumi di cellule agglutinate lasciando passare le singole cellule non reagite. I globuli rossi intrappolati producono una banda rossa visibile che indica il gruppo sanguigno, mentre la lunghezza fisica della banda rispetto a una scala integrata misura l'ematocrito.
Precisione e prestazioni in condizioni sul campo
Il team di ricerca ha valutato l'affidabilità tecnica della piattaforma utilizzando 21 campioni di pazienti ospedalieri. Le valutazioni comparative hanno dimostrato che le letture ottiche coincidevano strettamente con i dati generati dagli analizzatori automatici dei laboratori ospedalieri. Inoltre, i test sperimentali hanno confermato che le variazioni nella velocità di rotazione manuale della manovella non compromettevano la precisione della lettura diagnostica. Completato in circa un minuto, il flusso di lavoro trasforma il dispositivo portatile in un dispositivo medico accessibile, pensato per sostenere gli operatori sanitari in prima linea. Chen ha sottolineato che l'innovazione più ampia mira a spostare la diagnostica essenziale dai banchi fissi di laboratorio direttamente alle operazioni di risposta ai disastri, dimostrando come questa invenzione pratica potrebbe presto avanzare nel processo brevettuale per raggiungere i soccorritori sul campo in tutto il mondo.
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