Med målet att minska dödligheten i sepsis med mer än 70 % har ett team av europeiska forskare utvecklat en mikroarray-detektor som använder ett litet blodprov för att ge resultat på mindre än 30 minuter. Nuvarande tekniker för att upptäcka sepsis kan ta timmar eller till och med dagar att producera resultat och ställa diagnos.

Detektorn är programmerad för att upptäcka proteiner och E. coli, en av de dödliga bakterier som kan leda till att människokroppen drabbas av septisk chock, och använder sedan ljus för att leta efter specifika biomarkörer (avslöjande tecken eller indikatorer på en sjukdom) som är så små som några få nanometer.

Den snabba mikroarray-detektorn tittar på ett litet blodprov som tas från en tumme eller ett pekfinger. Patientens blodprov separeras sedan i en centrifug så att en kliniker kan undersöka plasman, den del av blodprovet där alla proteiner finns.

”Den optiska avläsningen av provet kan göras på en minut, vilket gör att vi kan leverera resultat på 30 minuter från början till slut”, säger projektkoordinator Roland Terborg. ”Detta är mycket snabbare än de metoder som för närvarande används. När det gäller ett tillstånd som sepsis, där tiden är avgörande, kan denna anordning förhindra tusentals dödsfall varje år som lätt hade kunnat undvikas.”

Projektet ”Scalable point-of-care and label-free microarray platform for rapid detection of Sepsis” (RAIS) har utvecklats inom ramen för projektet ”Scalable point-of-care and label-free microarray platform for rapid detection of Sepsis” (RAIS), och har samordnats av The Institute of Photonic Sciences (ICFO; Barcelona, Spanien) och är ett exempel på en framgångshistoria för det offentlig-privata partnerskapet inom fotonik.

Relaterat: Mikroskopet upptäcker över en miljon biomarkörer för sepsis på 30 minuter

Detektorn för sepsis använder fotonik för att ställa en tydlig och exakt diagnos. Plasmaprovet flödar över ett mikroarray, en samling små fläckar som innehåller specifika antikroppar på ett nanostrukturerat guldglas. Två ljusstrålar lyser sedan genom hela mikroarrayet, där en av dem passerar genom provet, medan den andra går genom den genomskinliga delen av objektglaset, som fungerar som referens. De strålar som passerar genom biomarkören och de klara områdena på objektglaset kontrolleras sedan för eventuella förändringar i intensitet.

”Beroende på hur mycket och vilken typ av biomarkör som är knuten till varje antikropp får vi en unik bild: ett signaturmönster om man så vill”, förklarar Terborg. ”Bildmönstren berättar vad som finns i plasmaprovet, som vi sedan registrerar med en CMOS-sensor – samma teknik som används i en digitalkamera som omvandlar ljus till elektroner.”

Den snabba upptäckten av sepsis skulle kunna spara flera tiotals miljarder euro per år för hälso- och sjukvården tack vare färre sjukhusvistelser och minskad onödig läkemedelsanvändning och tillhörande försäkringskostnader. Apparaten skulle också kunna utökas för att utföra andra typer av sjukdomsscreening eller flera samtidiga diagnoser, särskilt sådana som kräver en snabb detektion av ett stort antal biokemiska mål (mer än 1 miljon) på ett enda mikroarray.

Prekliniska försök har redan påbörjats på Vall d’Hebrons universitetssjukhus (även det i Barcelona), där apparaten har varit i drift sedan 2018. Kliniska prövningar förväntas äga rum i slutet av 2019.

För mer information, besök photonics21.org.