Az új mikrofluidikus készülék megfizethető vesetesztelést tesz lehetővé

Az új mikrofluidikus készülék megfizethető vesetesztelést tesz lehetővé

A krónikus vesebetegség (CKD) több mint 800 millió embert érint világszerte, és gyakran túl későn diagnosztizálják a hatékony beavatkozáshoz. A korai felismerés a biomarkerek, például a kreatinin és a vizelet albumin-kreatinin arány (UACR) pontos mérésén múlik. Míg a vizeletvizsgálat nem invazív és informatív, a standard módszerek időigényesek, költségesek és speciális létesítményeket igényelnek. A meglévő gondozási eszközök kényelmet nyújtanak, de sok felhasználó számára továbbra is megfizethetetlenül drágák vagy műszakilag bonyolultak. Ezért sürgősen szükség van egy robusztus, megfizethető és felhasználóbarát platformra a vizelet kreatininszintjének klinikai pontosságú mérésére. E kihívások miatt új megközelítésekre van szükség a CKD-szűréshez és -felügyelethez hozzáférhető diagnosztikai eszközök kifejlesztéséhez.

A Manitoba Egyetem kutatói klinikai és műszaki partnerekkel együttműködve alacsony költségű, passzív mikrofluidikus készüléket fejlesztettek ki a vizelet kreatinin-vizsgálatára. Közzétéve (doi: 10.1038/s41378-025-00880-z) 2025. április 2-ánMikrorendszerek és nanomérnöki tervezésA tanulmány leírja az „UCR chip” tervezését, gyártását és validálását. Ez a készülék színalapú JAFFE reakciót és nyomáskiegyenlített áramlási rendszert használ a gyors, stabil mérések biztosítására. Azáltal, hogy nincs szükség külső szivattyúkra vagy elektromos áramra, az UCR chip megnyitja az utat a megfizethető, decentralizált veseműködési teszteléshez.

Az UCR-CHIP két kulcsfontosságú újítást foglal magában: egy passzív 2-fázisú nyomáskompenzációs rendszert (2-PPC) és egy mikrofluidikus csatornahálózatot, amelyet a vizelet és a reagens precíz 1:5 keverési arányára terveztek. Ez a beállítás biztosítja a konzisztens kémiai reakciókat és a kolorimetriás jel gyors stabilizálását. A Jaffe-reakció segítségével, amely narancssárga komplexet hoz létre, amikor a kreatinin pikrinsavval kölcsönhatásba lép lúgos körülmények között, a chip lehetővé teszi a számszerűsíthető optikai leolvasásokat egy USB mikroszkóp platformon keresztül. A jel stabilizálása 7 percen belül megtörténik, a ChIP pedig 30 percen keresztül fenntartja a detektálási stabilitást – ez jelentős előrelépés a hagyományos tesztekhez képest. A műszaki validálás a teljes klinikai tartományt lefedő dinamikus lineáris detektálási tartományt 40 mm-ig és alacsony, 0,521 mm-es kimutatási határt mutatott be. A kereskedelmi célú ellátási rendszerekhez képest az UCR chip hasonló vagy jobb pontosságot és kevesebb mesterséges vizeletmátrix beavatkozást mutatott. Ezenkívül az áramlási időtartamú lencse alakú megfigyelési ablakokhoz optimalizált ablak javítja a jelek egyenletességét és lerövidíti a töltési időt. A készülék szárazfilmes litográfiával készül a nagy pontosság érdekében, és méretezhető és reprodukálható is. Ezek a tulajdonságok együttesen az UCR chipet vonzó platformmá teszik a hordozható diagnosztikához.

Célunk egy olyan diagnosztikai eszköz megalkotása volt, amely ugyanolyan könnyen használható, mint egy glükóz tesztcsík, de a laboratóriumi kreatinin mérési pontossággal. Az UCR chip megfelel ennek az igénynek a mikrofluidikus precizitás és a felhasználóbarát kialakítás kombinálásával. Lehetséges, hogy megváltoztatja a vesebetegségek észlelésének és kezelésének módját, különösen a forráshiányos körülmények között. "

Dr. Francis Lin, társszerző

Dr. Lin kiemelte, hogy az eszköz megfizethetősége és méretezhetősége fontos előnyökkel jár a széles körű közegészségügyi alkalmazáshoz.

A CKD-szűrésen túl az UCR chip szélesebb platformot biztosít a valós idejű egészségmonitorozáshoz különféle forgatókönyvekben, a sportorvoslástól az anyai gondozásig és a gyógyszertesztekig. A kutatók azt képzelik, hogy ezt a chipet egy hasonló vizeletalbumin mikrofluidikus eszközzel integrálják az UACR egyidejű mérésére, amely a vesekárosodás döntő markere. A konstrukció alkalmas a jövőbeni frissítésekre is, amelyek enzimatikus teszteket vagy fluoreszcencia alapú detektálást alkalmaznak a jobb specifitás érdekében. Kompakt, költséghatékony és elektromosságmentes formátumával az UCR chip fontos lépést jelent a méltányos, klinikai és otthoni környezetre szabott, gondozási diagnosztika felé.

Források: