Urządzenie z nadrukiem 3D pozwala na wykorzystanie żywego biosensora w terenie

Organizmy zmodyfikowane genetycznie lub GMO podlegają ścisłej regulacji. W artykule zatytułowanym "Metoda produkcji addytywnej, która umożliwia rozmieszczenie syntetycznych biosensorów", grupa naukowców wyjaśnia, że ​​żywe biosensory, które mogą być wykorzystywane do diagnozy chorób w terenie, są uważane za GMO, a zatem podlegają one tej samej regulacji . Korzystanie z druku 3D jest jednym ze sposobów, w jaki te biosensory mogą być bezpieczne i akceptowalne do wdrożenia w terenie.

Na obszarach wiejskich i słabo rozwiniętych naukowcy wyjaśniają, że patogen P. aeruginosa można nabyć w lokalne kliniki. Organizm znajduje się w próbkach plwociny płucnej po infekcji, a próbki można zebrać i umieścić w dostępnych na rynku probówkach. Badanie naukowców koncentruje się na stworzeniu biosensora, który może być wykorzystany do natychmiastowej diagnozy choroby w terenie. Użyli oni E. coli jako biosensora, ale potrzebowali sposobu na bezpieczny transport niebezpiecznych bakterii z laboratorium. W związku z tym wydrukowali oni unikalną osłonkę, która całkowicie otacza bakterie i może być bezpiecznie zamknięta na próbnej probówce zawierającej próbki plwociny płucnej.

Gdy próbka jest gotowa do analizy, siła jest przykładana palcem użytkownika do przykrywka, która powoduje, że biosensor E. coli wyłamuje się z wydrukowanej obudowy 3D i spada do próbki.

"Wykrywanie 3O-C12, które będzie produkowane przez P. aeruginosa w próbce lub jest już obecny w próbce, powoduje, że żywy biosensor wytwarza mCherry i zmienia kolor próbki na czerwony; ten kolor można wykryć za pomocą analizy fluorescencyjnej lub wizualnie za pomocą ludzkiego oka "- wyjaśniają naukowcy. "Zatem zmiana kolorymetryczna w próbce może wskazywać na obecność P. aeruginosa w płucach."

P. Aeruginosa, nadal, działa jako oportunistyczny patogen w płucach pacjentów z mukowiscydozą. Obecnie diagnozuje się go za pomocą testów immunoenzymatycznych (ELISA) i testów reakcji łańcuchowej polimerazy w czasie rzeczywistym (PCR), które są kosztowne lub wymagają intensywnego szkolenia do podawania. Naukowcy mają nadzieję, że ich biosensor z bezpiecznym, drukowanym urządzeniem do przechowywania 3D może być wykorzystywany jako niedroga i łatwa w użyciu alternatywa.

Urządzenie drukujące 3D zostało zaprojektowane w programie Autodesk Inventor i wydrukowane w 3D. w ABS ULTRAT przy użyciu drukarki Zortrax M200 3D.

"Aby zamknąć żywy biosensor 3O-C12 w urządzeniu z nadrukiem 3D, dodano 40 μl agarowej wtyczkido studzienki bakteryjnej w obudowie; zmodyfikowane komórki E. coli wysiano następnie na powierzchnię agaru "- twierdzą naukowcy. "Po nocy hodowli tłok został wciśnięty w obudowę i utworzono uszczelnienie wciskane w celu odizolowania komórek bakteryjnych od środowiska. Czapkę zawierającą żywy biosensor można następnie bezpiecznie przenieść na pole i przechowywać w lodówce do 30 dni przed użyciem. "

Biosensor szybko wyczuwa obecność patogenu P. aeruginosa, a ponieważ jego obudowa w urządzeniu drukującym 3D, powinna napotkać o wiele mniej barier regulacyjnych, umożliwiając jej swobodne rozmieszczanie poza laboratorium.

"Urządzenie z wydrukiem 3D przekształca GMO w komponent całego urządzenia i zapewnia, że ​​biosensor jest odizolowany od środowiska "- podsumowują naukowcy. "W związku z tym drukowanie 3D tego urządzenia umożliwia naszemu żywemu biosensorowi, dzięki swojej wszechstronności w przetwarzaniu wkładu środowiskowego, do zastosowania w terenie jako nowatorska, opłacalna technologia diagnostyczna."

Autorami publikacji są Daniel Wolozny , John R. Lake, Paul G. Movizzo, Zhicheng Long i Warren C. Ruder.