現(xiàn)代醫(yī)學(xué)已能夠極大改善全球人口的生活質(zhì)量。脊髓灰質(zhì)炎、梅毒、肺結(jié)核或鼠疫等疾病幾乎已經(jīng)根除,并且可以成功治療或治愈。下一個里程碑則是個性化醫(yī)療。這門新穎的學(xué)科針對的并非廣泛人群,而是專注于個體患者的診斷等。個性化醫(yī)療考慮的是個體患者的疾病模式、體質(zhì)和性別以及這些因素對療法和藥物的影響。其總體目標(biāo)是創(chuàng)建適合個體患者的療法,并在必要時根據(jù)疾病的進(jìn)展情況進(jìn)行調(diào)整和完善。
專業(yè)個性化治療的實(shí)現(xiàn)需要結(jié)合大量的現(xiàn)代技術(shù)。因此,通過流式細(xì)胞儀、DNA 測序和器官芯片的應(yīng)用,可以設(shè)計出符合癌癥患者需求的療法。
流式細(xì)胞儀用于分析和診斷
流式細(xì)胞儀用于高通量細(xì)胞分析。細(xì)胞高速流過設(shè)備中的分析單元(例如電壓或熒光讀數(shù))。通過記錄的電壓或光信號,可反映細(xì)胞形狀、結(jié)構(gòu)、大小和/或顏色。因此,可借助細(xì)胞分選技術(shù),識別和分離具有所需特性的細(xì)胞。
在分析癌癥患者血液中的循環(huán)腫瘤細(xì)胞 (CTC)方面,流式細(xì)胞儀受到特別關(guān)注。該設(shè)備可將CTC從患者血液中分離,因此可作為一種微創(chuàng)方案,替代操作復(fù)雜且具有侵入性的傳統(tǒng)活檢。液體活檢有望降低患者疼痛程度、總體風(fēng)險及總成本。因原發(fā)腫瘤位置或患者體質(zhì)問題而無法進(jìn)行傳統(tǒng)手術(shù)時,可通過CTC來收集完整診斷所需的關(guān)鍵數(shù)據(jù)。
CTC于1869 年在癌癥患者的血液中首次發(fā)現(xiàn),它通常來源于原發(fā)腫瘤,并會滲入到血流或淋巴系統(tǒng)中。即使是在疾病初期,在血液樣本中也能發(fā)現(xiàn) CTC。每毫升全血中有數(shù)百萬個白細(xì)胞和數(shù)十億個紅細(xì)胞,而相比之下,CTC只有1-10 個 ,濃度極低,需要高度靈敏的流式細(xì)胞儀和細(xì)胞分選儀對其進(jìn)行檢測和分離。
DNA測序和表征
對CTC進(jìn)行檢測和分離后,下一步是表征。表征可以且必須深入到分子水平,甚至可對單個腫瘤細(xì)胞的 DNA 進(jìn)行測序。下一代測序 (NGS)用于快速生成可靠數(shù)據(jù)。
與傳統(tǒng)測序方法(如Sanger 測序)相比,NGS以大幅提升的高通量,對DNA片段的核苷酸序列進(jìn)行記錄。通過DNA 序列,可獲得關(guān)于腫瘤類型、CTC 特異性突變的信息,從而實(shí)現(xiàn)疾病進(jìn)展的特定預(yù)后并有助于治療設(shè)計。因此,NGS結(jié)合CTC是傳統(tǒng)侵入性活檢的可行替代方案。
器官芯片技術(shù)
下一步可能是器官芯片 (OOC) 技術(shù)的應(yīng)用。OOC是細(xì)胞培養(yǎng)的高科技迭代技術(shù)。在培養(yǎng)皿中生長的傳統(tǒng)二維細(xì)胞培養(yǎng)物存在一個缺點(diǎn):它們大多不同于組織和器官在體內(nèi)的情況。為了令培養(yǎng)物更接近體內(nèi)狀態(tài),業(yè)界開發(fā)出了細(xì)胞3D培養(yǎng)。在3D培養(yǎng)物中,細(xì)胞可以向四面八方生長,同時創(chuàng)造出一個微環(huán)境,在該微環(huán)境下,細(xì)胞間和細(xì)胞基質(zhì)間的相互作用接近于真實(shí)器官。為創(chuàng)建更真實(shí)的模型,亦必須考慮機(jī)械和化學(xué)應(yīng)力和投入。如心臟、肺這樣的組織,只有在運(yùn)動中才能實(shí)現(xiàn)目的。這種組織運(yùn)動會在細(xì)胞和細(xì)胞外基質(zhì)上產(chǎn)生剪力。例如,在 OOC 肺培養(yǎng)中,真空技術(shù)可用于創(chuàng)建與體內(nèi)肺非常相似的運(yùn)動模式。通過結(jié)合多種組織類型,甚至可以創(chuàng)建完整的人體芯片模型,從而準(zhǔn)確地模擬和評估各療法的代謝和生理效應(yīng)。因此,OOC 的使用不僅推動了個性化醫(yī)療領(lǐng)域的發(fā)展,還能減少研發(fā)中對動物試驗的需求。
借助傳感技術(shù)實(shí)現(xiàn)高精度
將上述技術(shù)結(jié)合到應(yīng)用中,將迸發(fā)巨大潛力和無限可能。然而,上述所有技術(shù)在應(yīng)用時面臨著相似的阻礙,而這些阻礙某種程度上反而源于這些技術(shù)的共同優(yōu)勢——高精度。為了保證患者檢測出的結(jié)果可靠有效,必須對所有內(nèi)部流程和參數(shù)進(jìn)行精確定義、監(jiān)控和控制。這些技術(shù)對精度要求高,有時又要求樣品量極小,因此需要先進(jìn)的傳感器技術(shù)來監(jiān)控各個過程。
Sensirion 的產(chǎn)品組合為您提供先進(jìn)的傳感器技術(shù)。Sensirion是環(huán)境和流量傳感解決方案的領(lǐng)先供應(yīng)商,我們提供全面的產(chǎn)品組合,包括CO2傳感器、PM2.5傳感器、溫濕度傳感器、差壓傳感器、液體和氣體流量傳感器。傳感器解決方案的一個例子是液體流量傳感器 LPG10。LPG10的尺寸僅為 10 x 10 mm2,甚至可以輕松集成到最小的醫(yī)療設(shè)備(例如即時檢測(point of care)設(shè)備)中。LPG10不僅擁有出色的生物相容性(玻璃是唯一的接液材料),還基于微熱測量原理,即使在最低流速下也能保持高精度和速度,是上述醫(yī)療應(yīng)用的完美解決方案。
為測量而生:新一代液體流量傳感器
SLF3x 系列是 Sensirion 全新一代液體流量傳感器SLF3S-1300F 結(jié)合了 Sensirion 在低流量和超低流量傳感方面 20 年來的豐富經(jīng)驗,從根本上優(yōu)化機(jī)械設(shè)計,不斷完善傳感器的功能,并將性價比提升到全新水平。該傳感器可提供最大程度的安全性、穩(wěn)定性和長期可靠性,可廣泛應(yīng)用于醫(yī)療診斷、分析儀器和生命科學(xué)等領(lǐng)域。 SLF3S-1300F 液體流量傳感器基于 Sensirion 經(jīng)久考驗的 CMOSens 技術(shù),通過簡化設(shè)計來優(yōu)化成本,同時并不會影響流體、電氣和機(jī)械連接的簡單性。直通流道無運(yùn)動部件;惰性潤濕材料具有優(yōu)異的耐化學(xué)性和良好的介質(zhì)相容性。傳感器雙向測量流量可達(dá)每分鐘 40 毫升,能夠監(jiān)控整個系統(tǒng)的運(yùn)行并檢測常見故障模式。 SLF3S-1300F 為醫(yī)療診斷、分析儀器和生命科學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用提供了前所未有的流體控制和系統(tǒng)可靠性,在性能和用戶滿意度方面達(dá)到新高度。該傳感器外形纖巧,設(shè)計經(jīng)濟(jì)高效,讓使用一個或多個傳感器這種以前不可行的系統(tǒng)設(shè)計得以實(shí)現(xiàn)。
SLF3S-0600F:性價比高,多功能,最高2ml/min
SLF3C-1300F:基于熱導(dǎo)率的介質(zhì)檢測
SLF3S-1300F:性價比高,多功能,最高40ml/min
SLF3S-4000B:液體流量傳感全新水平:高達(dá)600ml/min的流速
EK-SLF3S-0600F:SLF3S-0600F液體流量傳感器評估套件
EK-SLF3S-1300F:SLF3S-1300F液體流量傳感器評估套件
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