מגזין הטכניון | סתיו 2017

13 25 וקרים בפקולטה להנדסת מכונות ובמרכז המחקר בציריך פיתחו התקן חדשני שמאפשר IBM של לאבחן חלבונים ברגישות גבוהה פי יותר מאלף מזו , בחר Analytical Chemistry של שיטות קיימות. כתב העת במחקר זה לכתבת השער בגיליון חודש יולי. המחבר הראשי של המאמר, פדריקו פרטורה, ערך את המחקר במסגרת עבודת הדוקטור שלו בהנחייתם של פרופ’ מורן ברקוביץ׳ מהפקולטה להנדסת מכונות בטכניון וד”ר . IBM גובינד קאיגלה ממרכז המחקר של ההתקן החדש מנטר חלבונים שהם סמנים ביולוגיים ), כלומר מולקולות ביולוגיות המתריעות על biomarkers ( היווצרות מחלה בגוף. ניטור חלבונים מהוא כיום כלי חיוני באבחון רפואי - ממלריה וגילוי אירועים קרדיולוגיים ועד גידולים סרטניים. האתגר הגדול בתחום זה הוא ניטור הסמנים הביולוגיים והמעקב אחריהם. זאת משום שאבחון מוקדם מגדיל מאוד את סיכויי ההחלמה ובמקרה של מחלות קשות משפר גם את סיכויי ההישרדות. יתרונה של הטכנולוגיה החדשה טמון ברגישותה הגבוהה, המאפשרת זיהוי של סמנים ביולוגיים בשלב מוקדם של המחלה, כששכיחותם בדגימה עדיין נמוכה מאוד. הטכנולוגיה מבוססת על חומרה פשוטה יחסית - שבב מיקרופלואידי המכיל ערוצי זרימה בעובי של שערה - ומבשרת סוג חדש של התקני אבחון פשוטים, קטנים וזולים שיחליפו את הציוד המתוחכם והיקר המשמש כיום. התקנים אלה יאפשרו לבצע אבחון מוקדם על סמך דגימות קטנות במיוחד, כגון טיפת דם. לדברי פרופ’-משנה ברקוביץ׳, ראש המעבדה לטכנולוגיות מיקרוזרימה בטכניון, “אנחנו משתמשים בשיטת העלאת ), אך באופן ITP ריכוזים ישנה שנקראת איזוטכופורזה ( שונה מהמקובל. באמצעות שילוב בין שדות חשמליים וכימיה ייחודית אנחנו מרכזים חלבונים מהדגימה לנפח זעיר ומייצרים תגובה בינם ובין נוגדנים שנמצאים על שטח המיקרו-תעלות. התגובה מוגברת עקב הריכוז המקומי הגבוה, ואפשר למדוד אותה באמצעות גלאי סטנדרטי.” “למעשה אנחנו מרמים את הגלאי,” מוסיף פרטורה. “אנחנו מהריכוז בדגימה 10,000 חושפים אותו לריכוז גדול פי המקורית וכךמגדיליםאתרגישותו.” הבדיקהפשוטהלביצוע: כמה טיפות של דגימה מוחדרות לשבב המיקרופלואידי, ואז מופעל השדה החשמלי. החלבונים נדחסים לנפח מזערי של פיקו-ליטר - כמיליונית מנפחה של דמעה - והתוצאות 50- כ מתקבלות בתוך דקות אחדות. פרטורה השלים תואר ראשון ותואר שני באוניברסיטת ספיאנצה ברומא, השתלם במעבדתו של פרופ’-משנה - פרויקט Virtual Vials ברקוביץ׳ לתואר דוקטור במסגרת במימון האיחוד האירופי. חוץ ממנו ומשני המנחים חתומות על המאמר הדוקטורנטיות טל זיידמן קלמן וטלי רוזנפלד ממעבדתו של פרופ’-משנה ברקוביץ’. בציריך, IBM ד”ר גובינד קאיגלה, מדען במרכז המחקר של מוסיף כי “האלגנטיות בגישה זו טמונה בפשטותה וכמובן בהגברה הדרמטית של רגישות ההתקן. אפשר ליישם שיטה זו במערכות אבחון רבות, ולהערכתנו היא תצמצם את המגבלות הקיימות באבחון רפואי ותשמש בבדיקת דגימות ביולוגיות של דם, רוק ושתן.” ח מהיר