Cytometria przepływowa to metoda pomiaru pojedynczych komórek lub cząsteczek przepływających przez aparat w strumieniu cieczy. FACS (Fluorescence Activating Cell Sorting) to rozszerzona metoda cytometrii przepływowej, w której oprócz pomiarów komórek są stosowane również urządzenia sortujące. Opierające się na zastosowaniu przeciwciał monoklonalnych metody w dalszych krokach posłużyły do opracowania sorterów komórkowych. Jednak wzrost poziomu zaawansowania metod pociągnął za sobą zwiększenie kosztów i rozmiarów. Dlatego stosowane obecnie na szeroką skalę analizatory komórek – cytofluorymetry przepływowe mają dwie poważne wady – duże gabaryty i wysokie koszty analizy związane z przeciwciałami monoklonalnymi. To co wydaje się interesujące, to zminiaturyzowane analizatory komórek opierające się na układach mikroceramiczych i biodetektory.


MIKROCERAMICZNY ANALIZATOR KOMÓRKOWY

Przed Mikroceramicznym Analizatorem Komórkowym (MCCA – micro ceramic cell analyser) zostały postawione pewne wytyczne. Autorzy przede wszystkim chcieli stworzyć urządzenie uniwersalne, którego działanie pozwoliłoby na wykonanie możliwie najszerszego zakresu testów. Wielkość urządzenia oscyluje wokół wymiarów pudełka do zapałek, a jego funkcjonalność (zakres wykonywanych testów) jest z góry określony w trakcie procesu produkcji. To co wyróżniałoby urządzenie to odporność na warunki środowiskowe: duży zakres temperatur, w których operuje urządzenie, odporność na wilgoć, kurz czy uszkodzenia mechaniczne. MCCA charakteryzuje także wyjątkowo krótki czas analizy – oznaczenia wykonywane są w czasie poniżej jednej minuty. Co więcej, idea właściwie przekształciła się już w pierwsze prototypy, a w niedługim czasie można oczekiwać pierwszych testów urządzeń na wyższą skalę. Jeśli myśleć o zastosowaniu zminiaturyzowanych urządzeń analizujących, podobnie jak cytometry przepływowe, pojedyncze komórki, wystarczy połączyć ich odporność na warunki środowiskowe z dużą potrzebą analizy subpopulacji limfocytów T u chorych na AIDS w Afryce. Te rutynowo wykonywane analizy odsetka pomocniczych limfocytów CD4+ np. w Polsce nie nastręczają żadnych problemów. Natomiast w przypadku kontynentu Afrykańskiego, gdzie procent zakażonych wirusem HIV nie rzadko przekracza odsetek zdrowych, badania raczkują, a bez nich trudno jest mówić o prewencji, profilaktyce, czy wreszcie o, skądinąd niezmiernie skutecznym, leczeniu terapią HAART. Schemat urządzenia typu MCCA przedstawiono poniżej



Rys: Schemat blokowy MCCA


Janusz Sztrejer podkreślał w trakcie swego wystąpienia, że MCCA może stanowić szybką i prostą platformę diagnostyczną, która w przeciwieństwie do obecnie funkcjonujących standardów, może pozwolić na szybkie działanie w warunkach kryzysowych. Co więcej, niskogabarytowe zaawansowane systemy mogą stanowić zintegrowaną część ochrony zdrowia umożliwiająć przypisanie ich jednostkowo do każdego pacjenta i analizę wybranych parametrów w czasie rzeczywistym bez potrzeby hospitalizacji.



Rys. zastosowanie MCCA (za: Ianelli, Sztrejer)



PRZYSZŁOŚĆ BIODETEKTORÓW

Jednak to, co wydaje się wyjątkowo intratne pod względem analiz wielokierunkowych to bioanalizatory. Wśród ich zastosowań Helena Sztrejer wymienia: analizę związków toksycznych w glebie i wodzie, metale ciężkie, pestycydy i insektycydy, związki chemiczne o dużym znaczeniu toksykologicznym takie jak PCB oraz związki aromatyczne. Jednak zastosowanie tzw. „Lab-on-chip nie ogranicza się jedynie do analiz środowiskowych. Z powodzeniem zminiaturyzowane systemy detekcyjne stosować można w analizach medycznych (diagnostyka nowotworów, choroby bakteryjne i wirusowe, analiza grup krwi, biochemiczne testy wykonywane w moczy i krwi, analiza tkanek i genów), ochronie przeciwko bioterroryzmowi ( wąglik, ptasia grypa, toksyna botulinowa, choroba legionistów, wirus Hanta, pleśnie i grzyby chorobotwórcze, dżuma płucna, ospa prawdziwa i tularemia oraz wirusowe choroby krwotoczne). Analizy wykonywane za pomocą bioanalizatorów dotyczą także przemysłu żywieniowego. Przy ich pomocy analizować można także pożywienie pod względem drobnoustrojów, zawartości cukrów i tłuszczy, alkoholu. Określać można świeżość i zawartość związków toksycznych.



Rys. Przykład zastosowania biodetektorów


Tak szeroki wachlarz zastosowań nie mógłby się obyć bez pewnych szczególnych i zasadniczych cech bioanalizatorów: wysokiej czułości, swoistości, wielokierunkowej analizy jednego parametru, miniaturyzacji samego urządzenia, jak i jego linii produkcyjnej, szybkich pomiarów, możliwości zdalnego sterowania, przetwarzania elektronicznego danych, długiego czasu użytkowania, wewnętrznej kalibracji urządzenia i wreszcie kompaktowych rozmiarów umożliwiających użytkowanie sprzętu w warunkach ciężkich a co najmniej nieosiągalnych dla dużych kombajnów diagnostycznych.