Vista ravvicinata dell'analizzatore ottico. Credito:Nikita Taparia, Università di Washington
Circa un quarto della popolazione mondiale soffre di anemia, una malattia causata da una carenza di concentrazione di emoglobina nei globuli rossi. Per ridurre il carico di anemia, i funzionari sanitari hanno bisogno di un quadro migliore dell'impatto globale della malattia, una comprensione resa possibile da un modo portatile e conveniente per analizzare il sangue.
I ricercatori dell'Università di Washington hanno sviluppato un dispositivo più piccolo di un tostapane in grado di rilevare il livello di emoglobina nei campioni di sangue intero utilizzando l'assorbanza ottica. Il lavoro è pubblicato questa settimana in I progressi dell'AIP .
L'emoglobina è una proteina presente nei globuli rossi che trasporta l'ossigeno in tutto il corpo. Quando la concentrazione di emoglobina diminuisce, il corpo diventa affamato di ossigeno, spesso causando vertigini, fatica, fiato corto, e frequenza cardiaca anormale.
Gli analizzatori di sangue attualmente sul mercato misurano l'emoglobina rompendo chimicamente i globuli rossi in un campione. Questa tecnica richiede esperienza pratica per preparare ed eseguire un campione, limitando la capacità di monitorare l'anemia in molte parti del mondo.
"L'aspetto più entusiasmante di questo analizzatore è che utilizza sangue intero e non richiede passaggi e reagenti aggiuntivi per preparare un campione, "ha detto Nathan Sniadecki, professore associato in ingegneria meccanica presso l'Università di Washington e uno degli autori.
Il dispositivo richiede solo poche gocce di sangue per l'analisi.
"Hai appena fatto scorrere il sangue nel canale e basta, " ha detto Nikita Taparia, un dottorando nel laboratorio di Snaidecki e un altro autore. "Può essere utilizzato ovunque."
L'analizzatore sfrutta le proprietà ottiche del sangue, come assorbimento e dispersione, per misurare la concentrazione di emoglobina. Il sangue anemico trasmette più luce rispetto al sangue normale, quindi la gravità dell'anemia può essere misurata come rapporto tra l'intensità della luce trasmessa e quella originale.
Per simulare l'anemia, i ricercatori hanno diluito i campioni di sangue con una soluzione tampone. L'analizzatore di sangue è stato efficace nel predire casi di anemia da moderata a grave, definito come meno di 10 grammi per decilitro di emoglobina in un campione. L'analizzatore non ha prodotto risultati falsi negativi.
Nikita Taparia è in piedi con una carta microfluidica in mano, accanto all'analizzatore ottico. Credito:Nikita Taparia, Università di Washington
La densità ottica dei campioni non è aumentata linearmente, quindi una maggiore concentrazione di emoglobina definisce il limite superiore di rilevazione per il dispositivo.
La causa principale dell'anemia è la carenza di ferro, ma può coesistere con altre condizioni, come la malaria e malattie genetiche come l'anemia falciforme. L'anemia grave può portare ad un aumento della mortalità materna e infantile. Inoltre compromette lo sviluppo cognitivo e fisico nei bambini.
"È stato davvero gratificante far parte di un progetto dall'inizio alla fine che ha prodotto un dispositivo che aiuterà davvero le persone, " Taparia ha detto. "Questo analizzatore è pensato per le persone che hanno la malattia."
L'attuale progetto è un prototipo che potrebbe essere integrato con altri dispositivi microfluidici per analizzare campioni di sangue intero in parallelo per diagnosticare l'anemia e altri fattori sottostanti che potrebbero contribuire alla malattia.
