新研制的试纸诊断技术能以超低价测试肝脏损伤

马萨诸塞州剑桥的非营利机构Diagnostics of All正研发一项针对肝脏损伤的测试,成本只有几美分。出人意料的是,这项测试只需要一块邮票大小的试纸,上面有一些孔。当滴入一滴血液的时候,孔会改变颜色。该测试将对贫穷国家大有裨益,肝脏损伤在这些国家十分普遍,因为它是控制HIV和结核药物产生的副作用之一。(在贫困地区使用抗逆转录病毒药物的病人中,多至四分之一会出现肝脏问题,这一数字是其他地区的5倍。)在发达国家定期使用的肝功能测试需要输血管、实验室设备和电。而Diagnostics of All的小试纸片却不需要这些东西。

检测使用分布合理的管道和孔,允许过滤和多步骤反应的发生。该项技术源于哈佛大学的化学家乔治•怀特赛兹(George Whitesides)。他是这一方法的创始人,并和哈佛达成了技术许可协议。试纸可以吸收样本流体,并通过毛细作用把流体输送到印在试纸上的孔中。试纸孔中有一点化学成分,当和液体中的某些特定标记反应的时候,可以改变颜色。

这一试纸的目的是在检测时只需很少的附加设备,这让它适合最贫困的地区。“这些地区的资源非常稀少,换句话说,几乎没有钱,医生很少,很多地方没有电,没有冷藏设备,” 怀特赛兹说。“因为这些条件限制,你很难想象这些地方可以使用哪怕是很简单的保健措施。”

Diagnotics for All由生物技术执行官尤娜•瑞安(Una Ryan)领导,依靠盖茨基金会(Gates Foundation)和其他来源资助。公司成立5年以后,开始迈向可行的产品。对HIV病人的首个肝测试临床试验正在越南的一家医院进行。公司领导工程研究的高级研发主管贾森•罗兰(Jason Rolland)说,尽管资金、制造和经销模式仍在探索中,但是公司可以利用剑桥的设备每天做500到1000个测试。公司希望获得管理许可,这样肝测试就能在2014年应用在病人身上了。

DFA公司正在研发其他一些试纸诊断技术:能检测多种疾病(包括疟疾和登革热)抗原的化验;孕妇的妊娠毒血症(preëclampsia)检测;甚至还有检测血液病原体的核苷酸检测。公司还在研发可供农民使用检查食物传播毒素的测试。在所有的这些例子中,医生或者智能手机应用都可以解读检测结果。而检测完毕以后,试纸可以被焚化,毕竟它们只是纸片而已。



检测流程图

1 试纸上被印上了蜡,用来划分出可供55个检测的区域。每个检测可以测量两种肝脏酶。结束的测试包括了两张叠在一起的试纸。

2 试纸会在130 °C的条件下烤30秒钟,这样可以让蜡完全熔化,渗入0.2毫米厚的试纸。

3 试纸上的孔是没有蜡的纸圈,直径2毫米。

4 定量的化学反应物被滴到这两张试纸上。滴到第一张试纸上的是和酶反应的试剂。滴到第二张试纸(如图所示)上的是可以暴露于第一个反应产物并改变颜色的染料。

5 两张试纸通过粘合材料被压合在一起。

6 一张带有圆形血液过滤器的粘合层被准备好。随后,这一粘合层会被附在那两张粘在一起的试纸上。只有血浆能到达试纸层。

7 最后一步,一个保护层会被粘在之前的试纸组合上面。

8 测试结束以后,试纸被切割成单个小块。

9 一滴血液首先经过血浆过滤器。血浆随后会通过毛细作用渗入两层试纸的测试孔中。

10 检测结果要15分钟后才能出来。左边是新试纸的背面,右边是被血液激活的试纸。

11 结果(右边)显示,血液中的酶水平是正常的,最上面那个孔的颜色可以体现这点。另外四个孔可以作为对照,可以显示检测过程是否正常。

12 这份指导中的度量可以提供估计存在酶的水平。医生可以用这些信息改变使用的药物或者预定其他检测。