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可用于快速检测尿路感染的新仪器

德国和爱尔兰的一组科学家近日结合微流体技术和光学诊断技术共同研发出了一种可快速检测出尿路感染--一种诱发败血症的病因--的致病菌群的新型仪器,该仪器极大地缩短了检测尿路感染所需的时间,从原先的24小时缩短到70分钟。

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2015年8月11日华盛顿—尿路感染能够从一种令人痛苦的病症很快发展为威胁生命的紧急情况。 如果缺乏及时的治疗,有可能引发败血症--一种免疫系统在抵抗外界感染时不经意触发地全身性炎症,会引起血液凝块和血管渗漏。


在美国, 败血症是医院里的主要杀手,几乎一半的病人死亡都要归咎于它。医院里的病人因接触到受污染的导尿管而患上尿路感染,如果不及时治疗则可能导致非常严重的问题。 早期诊断不仅可以挽救生命也节省医疗开销。为此,德国和爱尔兰的一组科学家展开了相关研究,希望能加快对尿路感染致病细菌的检测过程,


在由美国物理联合会出版的期刊《生物微流体》中,研究人员描述了他们结合微流体技术和拉曼显微技术--一种现代光学探测方法--而研发出来的一种可进行细菌检测的新型圆片仪器,


这种新型的医疗诊断仪器利用离心力的分离原理—就好比公园里的“旋转木马”, 高速的旋转会产生一种力量使得座椅偏离乘坐者的中心—这种离心力可以直接地将致病细菌从病人的体液(尿液)中分离出来。 该工作中所采用到的尿液样品量极少,有如一滴雨水的大小,因此检测仪器也要适用于处理微流体。


“我们的仪器是这样工作的:先将几微升的尿液样品滴到微片上,然后微片以高角速度飞速旋转,细菌就会被向心力分离并通过微流体管道进入一个小腔体,里面有‘V-杯捕捉单元(V-cup capture units)’将其收集并用以光学分析。”耶拿大学医院(Jena University Hospital)和德国莱布尼茨理工学院(Leibniz Institute of Technology in Germany)的博士生Ulrich-Christian Schröder解释说。


研究人员的理念是将拉曼光谱技术与中心分离微流体平台相结合。“拉曼光谱技术利用光与物质的相互作用产生‘独特散射’,相当于提供了物质分子的指纹,可以用来分辨样品中不同类型的细菌。” 耶拿大学医院(Jena University Hospital)和德国莱布尼茨理工学院(Leibniz Institute of Technology in Germany)的课题组带头人Ute Neugebauer说。


那么这种新型仪器具体是用来探测什么的呢?“在先导性研究中,我们用该仪器从病人的尿液样品中分辨出了大肠杆菌和粪肠球菌—这两种都是引起尿路感染的菌类,检测过程在70分钟内完成,” Schröder说。


这种快速的检测方法极大地缩短了传统方法所需的24小时以上的诊断时间,该新型仪器也展示了未来改善医疗诊断状况的潜力。


在研究人员们的预想中,这种仪器可以帮助大众行医人员,如家庭医生快速地从病人的体液中检测出引发感染的细菌,从而对症下药。“我们的先导性研究使我们超这个预想又迈近了一步。” Neugebauer说。


研究组下一步计划继续迈近他们的目标—研发一种容易使用的,可应用于护理站点的快速可靠的诊断医疗仪器。“下一步我们会进行药敏实验和实现样品前处理步骤自动化的工作,” Neugebauer解释到。“我们最终的期望是将该新型仪器背后的理念推广于制造针对其他类型体液的诊断器材。”


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