Capillary-Driven Microfluidic Devices for Sample Preparation of Bio-Medical Specimens
Tid: Fr 2022-06-10 kl 13.00
Plats: Kollegiesalen, Brinellvägen 8, Stockholm
Språk: Engelska
Respondent: Janosch Hauser , Mikro- och nanosystemteknik
Opponent: Associate Professor Charles Mace, Tufts University, Boston (USA)
Handledare: Associate Professor Niclas Roxhed, Mikro- och nanosystemteknik; Professor Göran Stemme, Mikro- och nanosystemteknik
QC 20220518
Abstract
Provberedning är en kritisk del i biomedicinska analysrutiner för att göra prover kompatibla med instrument i analysens senare moment. Korrekt provberedning är kritiskt för att få pålitliga analysresultat. Konventionell provberedning innehåller dock ofta flera manuella steg, vilket orsakar variation i provkvalitet och kan leda till felaktiga resultat. Mikrofluidik är en lovande teknologi för att hantera dessa problem. Genom att integrera provberedningssteg som exempelvis volymmätning, vätskehantering och provfixering på ett mikrofluidiskt chip, kan manuell interaktion med provet minimeras. Den här avhandlingen utforskar kapillärdrivna mikrofluidiska chip för provberedning av biomedicinska prover för analys i både patientcentrerade arbetsflöden och labbmiljöer. Patientcentrerad blodanalys, där patienterna själva tar och skickar provet till ett centralt labb för kvalitetssäkrad avläsning, är ett framväxande fält där kapillärdrivna mikrofluidiska lösningar kan möjliggöra pålitlig provberedning även utanför labbet. Blodplasma är guldstandard i blodanalysrutineroch extraheras vanligtvis med centrifugering – en utrustning som sällan finns tillgängligt utanför en labbmiljö. För att adressera denna begränsning så utvecklade vi ett mikrofluidiskt chip för kapillärdriven blodplasma-separation från outspädda helblodsprover från människa. Baserat på denna teknik för blodplasma-separation utvecklade vi två olika chip. Det ena extraherar en specifik volym blodplasma som torkar in, och är därefter redo att transporteras till ett labb för masspektrometri. Det andra utför den kritiska analytbindningen i multiplexa immunanalyser under tiden som provet tas. Intorkning av vätskeprovet och efterföljande transport till ett labb möjliggör användandet av högspecialiserad labbutrustning. Vi visar även att en speciell behandling avtorkade blodprover gör det möjligt att kvantifiera röda och vita blodkroppar med god korrelation till guldstandard inom hematologi. Utöver detta beskriver den här avhandlingen mikrofluidiska chip som förbereder prover i labbmiljöer. Vi presenterar mikrofluidiska alternativ till manuella procedurer för beredning av viruspartiklar och proteiner för transmissionselektronmikroskopi och för beredningen av biopsiprover i vätskeform för cytologiska utvärderingar.