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싱가포르 난양기술대학교(NTU Singapore) 과학자들이 30분 만에 혈액에서 혈장을 분리해 한 단계로 99.9% 이상의 혈구와 혈소판을 제거할 수 있는 동전 크기의 칩인 ExoArc를 개발했습니다. 이 방법은 최대 1시간이 걸리고 오염이 발생할 수 있는 현재의 표준 원심분리 프로세스를 능가합니다. ExoArc는 무세포 DNA, RNA 및 세포밖 소포체의 임상 분석을 위한 고순도 혈장 추출을 가능하게 하여 암 및 당뇨병과 같은 질병에 대한 바이오마커 스크리닝을 돕습니다.
NTU Singapore Unveils Revolutionary 'ExoArc' Chip: A Paradigm Shift in Blood Plasma Isolation
NTU 싱가포르, 혁신적인 'ExoArc' 칩 공개: 혈장 분리의 패러다임 전환
Singapore, July 19, 2023 - Scientists at Nanyang Technological University, Singapore (NTU Singapore) have achieved a groundbreaking milestone in the field of clinical diagnostics with the development of 'ExoArc,' a compact and user-friendly chip that revolutionizes blood plasma isolation.
싱가포르, 2023년 7월 19일 - 싱가포르 난양기술대학교(NTU 싱가포르)의 과학자들이 혈장 분리에 혁명을 일으키는 컴팩트하고 사용자 친화적인 칩 'ExoArc'를 개발하여 임상 진단 분야에서 획기적인 이정표를 달성했습니다.
Replacing the Centrifuge: A Faster, More Accurate Approach
원심분리기 교체: 더 빠르고 정확한 접근 방식
ExoArc, meticulously described in the prestigious journal ACS Nano, offers an elegant solution to the limitations of the current gold-standard method, the centrifuge. While centrifugation has long been the mainstay for isolating blood plasma, its multi-step process, extended duration, and potential for contamination have hindered its efficiency.
권위 있는 저널인 ACS Nano에 자세히 기술된 ExoArc는 현재 표준 방법인 원심분리기의 한계에 대한 우아한 솔루션을 제공합니다. 원심분리는 오랫동안 혈장 분리의 주류였지만 다단계 과정, 연장된 기간, 오염 가능성으로 인해 효율성이 저하되었습니다.
"Our aim was to develop a rapid and reliable alternative to the centrifuge, one that would provide high-purity plasma for precision diagnostics," said Associate Professor Hou Han Wei, lead scientist on the ExoArc project.
ExoArc 프로젝트의 수석 과학자인 Hou Han Wei 부교수는 "우리의 목표는 정밀 진단을 위한 고순도 플라즈마를 제공할 수 있는 빠르고 신뢰할 수 있는 원심분리기 대안을 개발하는 것이었습니다."라고 말했습니다.
Harnessing the Power of Precision Microfluidics
정밀 미세유체공학의 힘 활용
ExoArc leverages cutting-edge microfluidics, employing tiny channels within a compact chip to expertly separate blood plasma from red and white blood cells, as well as platelets. This ingenious mechanism eliminates the need for physical membranes or filters, enhancing efficiency and minimizing the risk of sample alteration.
ExoArc는 첨단 미세유체공학을 활용하여 소형 칩 내의 작은 채널을 사용하여 혈장을 적혈구, 백혈구 및 혈소판에서 전문적으로 분리합니다. 이 독창적인 메커니즘을 통해 물리적인 멤브레인이나 필터가 필요하지 않으므로 효율성이 향상되고 시료 변경 위험이 최소화됩니다.
"We have harnessed a unique flow phenomenon within these microchannels to precisely separate biological components based on their size," explained Hou.
Hou는 “우리는 크기에 따라 생물학적 구성 요소를 정확하게 분리하기 위해 이러한 마이크로 채널 내의 독특한 흐름 현상을 활용했습니다.
Validation and Applications: Precision in Action
검증 및 응용: 정밀한 작동
In a proof-of-concept study, the NTU team constructed a portable ExoArc prototype device. Collaborating with clinicians from the National Cancer Centre Singapore (NCCS), Tan Tock Seng Hospital (TTSH), and the Agency for Science, Technology and Research (A*STAR), they clinically validated ExoArc's capabilities.
개념 증명 연구에서 NTU 팀은 휴대용 ExoArc 프로토타입 장치를 제작했습니다. NCCS(National Cancer Center Singapore), TTSH(Tan Tock Seng Hospital), A*STAR(Agency for Science, Technology and Research)의 임상의와 협력하여 ExoArc의 기능을 임상적으로 검증했습니다.
Using a biomarker panel to analyze blood plasma samples from healthy individuals and cancer patients, the team demonstrated ExoArc's remarkable diagnostic accuracy. "By minimizing contamination from degraded blood cells, we significantly enhance the precision of diagnostic tests, reducing anxiety and ultimately improving patient care," said Professor Darren Lim, Senior Consultant at NCCS.
연구팀은 바이오마커 패널을 사용해 건강한 개인과 암 환자의 혈장 샘플을 분석해 엑소아크의 놀라운 진단 정확도를 입증했다. NCCS 수석 컨설턴트인 대런 임(Darren Lim) 교수는 “분해된 혈액 세포로 인한 오염을 최소화함으로써 진단 테스트의 정확성을 크게 향상시켜 불안을 줄이고 궁극적으로 환자 치료를 향상시킵니다.”라고 말했습니다.
ExoArc's versatility extends beyond cancer diagnostics. The research team successfully employed the chip to study microRNA molecules from blood plasma samples of individuals with type 2 diabetes. This study highlighted ExoArc's potential for identifying disease-related biomarkers, unlocking avenues for personalized medicine.
ExoArc의 다용성은 암 진단을 넘어 확장됩니다. 연구팀은 제2형 당뇨병 환자의 혈장 샘플에서 마이크로RNA 분자를 연구하기 위해 이 칩을 성공적으로 사용했습니다. 이 연구는 질병 관련 바이오마커를 식별하고 맞춤형 의학의 길을 열어주는 ExoArc의 잠재력을 강조했습니다.
"ExoArc holds immense promise for precision medicine, empowering clinicians to better manage chronic conditions like diabetes," said Associate Professor Rinkoo Dalan, Senior Consultant at TTSH.
TTSH의 수석 컨설턴트인 Rinkoo Dalan 부교수는 "ExoArc는 정밀 의학에 대한 엄청난 가능성을 갖고 있으며 임상의가 당뇨병과 같은 만성 질환을 더 잘 관리할 수 있도록 지원합니다."라고 말했습니다.
Beyond Blood Plasma Isolation: A Versatile Platform
혈장 분리를 넘어: 다용도 플랫폼
ExoArc's capabilities are not limited to blood plasma isolation. By adjusting its size cut-off, the platform can also be utilized to isolate bacteria or viruses from blood or other biofluids. This versatility opens up exciting possibilities for research and diagnostics in various medical fields.
ExoArc의 기능은 혈장 분리에만 국한되지 않습니다. 크기 컷오프를 조정함으로써 플랫폼을 활용하여 혈액이나 기타 생체 유체에서 박테리아나 바이러스를 분리할 수도 있습니다. 이러한 다양성은 다양한 의료 분야의 연구 및 진단에 대한 흥미로운 가능성을 열어줍니다.
Innovation with Global Impact
글로벌 영향력을 갖춘 혁신
NTU has filed two patent applications for the ExoArc innovation through NTUitive, its innovation and enterprise company. With its potential to significantly reduce sample preparation time and enhance diagnostic accuracy, ExoArc is poised to transform clinical diagnostics worldwide.
NTU는 혁신 및 기업 회사인 NTUitive를 통해 ExoArc 혁신에 대한 두 가지 특허 출원을 제출했습니다. 시료 준비 시간을 크게 줄이고 진단 정확도를 향상시킬 수 있는 잠재력을 갖춘 ExoArc는 전 세계적으로 임상 진단을 변화시킬 준비가 되어 있습니다.
"ExoArc represents a significant advancement in sample preparation for molecular diagnostics, offering a faster, more accurate, and more cost-effective solution," concluded Hou. "We are eager to see this technology adopted in clinics and hospitals, empowering healthcare professionals to deliver better patient outcomes."
Hou는 "ExoArc는 분자 진단을 위한 샘플 준비의 중요한 발전을 나타내며 더 빠르고 정확하며 비용 효율적인 솔루션을 제공합니다."라고 결론지었습니다. "우리는 이 기술이 진료소와 병원에 채택되어 의료 전문가가 더 나은 환자 결과를 제공할 수 있도록 지원하는 것을 보고 싶습니다."
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