Uus mikrofluidiseade toob hooldusesse taskukohase hinnaga neerutesti

Uus mikrofluidiseade toob hooldusesse taskukohase hinnaga neerutesti

Krooniline neeruhaigus (CKD) mõjutab üle 800 miljoni inimese kogu maailmas ja seda diagnoositakse sageli liiga hilja, et tõhusalt sekkuda. Varajane avastamine sõltub biomarkerite, nagu kreatiniini ja uriini albumiini ja kreatiniini suhte (UACR) täpsest mõõtmisest. Kuigi uriinianalüüs on mitteinvasiivne ja informatiivne, on standardmeetodid aeganõudvad, kulukad ja nõuavad spetsiaalseid seadmeid. Olemasolevad hoolduspunkti seadmed pakuvad mugavust, kuid jäävad paljude kasutajate jaoks liiga kalliks või tehniliselt keerukaks. Seetõttu on tungiv vajadus usaldusväärse, taskukohase ja kasutajasõbraliku platvormi järele uriini kreatiniini kliinilise täpsusega mõõtmiseks. Nende väljakutsete tõttu on vaja uusi lähenemisviise, et töötada välja juurdepääsetavad diagnostikavahendid kroonilise neeruhaiguse sõeluuringuks ja jälgimiseks.

Manitoba ülikooli teadlased on koostöös kliiniliste ja tehniliste partneritega välja töötanud madala kuluga passiivse mikrofluidiseadme uriini kreatiniini määramiseks. Avaldatud (doi: 10.1038/s41378-025-00880-z) 2. aprillil 2025Mikrosüsteemid ja nanotehnoloogiaUuring kirjeldab UCR-kiibi disaini, tootmist ja valideerimist. See seade kasutab kiirete ja stabiilsete mõõtmiste tegemiseks värvipõhist JAFFE reaktsiooni ja rõhuga tasakaalustatud voolusüsteemi. Kaotades vajaduse väliste pumpade või elektri järele, sillutab UCR-kiip soodsa hinnaga detsentraliseeritud neerufunktsiooni testimist.

UCR-CHIP integreerib kaks peamist uuendust: passiivne 2-faasiline rõhukompensatsioonisüsteem (2-PPC) ja mikrovedeliku kanalite võrk, mis on loodud uriini ja reaktiivi täpseks 1:5 segamissuhteks. See seadistus tagab ühtlased keemilised reaktsioonid ja kolorimeetrilise signaali kiire stabiliseerimise. Kasutades Jaffe reaktsiooni, mis tekitab kreatiniini ja pikriinhappe vastasmõjul leeliselistes tingimustes oranži kompleksi, võimaldab kiip USB-mikroskoobi platvormi kaudu kvantifitseeritavaid optilisi näitu. Signaali stabiliseerumine saavutatakse 7 minutiga ja ChIP säilitab tuvastamise stabiilsuse 30 minuti jooksul – see on märkimisväärne paranemine võrreldes traditsiooniliste analüüsidega. Tehniline valideerimine näitas dünaamilist lineaarset tuvastamisvahemikku kuni 40 mm ja madalat avastamispiiri 0,521 mm, mis hõlmas kogu kliinilist vahemikku. Võrreldes kaubanduslike hoolduspunktide süsteemidega näitas UCR-kiip võrreldavat või paremat täpsust ja vähem sekkumist kunstliku uriini maatriksite poolt. Lisaks parandab voolu kestusega läätsekujuliste vaatlusakende jaoks optimeeritud aken signaali ühtlust ja lühendab täitmisaega. Seade on toodetud suure täpsuse tagamiseks kuivkile litograafia abil ning on nii skaleeritav kui ka reprodutseeritav. Need funktsioonid koos muudavad UCR-kiibi kaasaskantava diagnostika jaoks atraktiivseks platvormiks.

Meie eesmärk oli luua diagnostikavahend, mida oleks sama lihtne kasutada kui glükoosi testriba, kuid mis oleks laboripõhise kreatiniinianalüüsi täpsusega. UCR-kiip vastab sellele vajadusele, ühendades mikrofluidilise täpsuse kasutajasõbraliku disainiga. See võib muuta viisi, kuidas me neeruhaigusi tuvastame ja ravime, eriti alaressurssidega tingimustes. “

Dr Francis Lin, kaasautor

Dr Lin tõstis esile seadme taskukohasust ja mastaapsust kui olulisi eeliseid rahvatervise laialdasel kasutuselevõtul.

Lisaks kroonilise neeruhaiguse sõeluuringule pakub UCR-kiip laiemat platvormi reaalajas terviseseireks mitmesugustes stsenaariumides, alates spordimeditsiinist kuni emahoolduse ja uimastitestideni. Teadlased näevad ette selle kiibi integreerimist sarnase uriini albumiini mikrofluidiseadmega UACR-i, neerukahjustuse olulise markeri, samaaegseks mõõtmiseks. Disain sobib ka tulevasteks uuendusteks, kasutades ensümaatilisi analüüse või fluorestsentsipõhist tuvastamist, et parandada spetsiifilisust. Oma kompaktse, kulutõhusa ja elektrivaba vorminguga on UCR-kiip oluline samm õiglase hoolduspunkti diagnostika suunas, mis on kohandatud nii kliinilisele kui ka kodukeskkonnale.

Allikad: