Naujas mikrofluidinis prietaisas leidžia atlikti įperkamą inkstų tyrimą

Naujas mikrofluidinis prietaisas leidžia atlikti įperkamą inkstų tyrimą

Lėtinė inkstų liga (LIL) serga daugiau nei 800 milijonų žmonių visame pasaulyje ir dažnai diagnozuojama per vėlai, kad būtų galima veiksmingai įsikišti. Ankstyvas aptikimas priklauso nuo tikslaus biomarkerių, tokių kaip kreatinino ir šlapimo albumino ir kreatinino santykio (UACR), matavimo. Nors šlapimo tyrimas yra neinvazinis ir informatyvus, standartiniai metodai yra daug laiko, brangūs ir reikalauja specializuotų įrenginių. Esami priežiūros taško įrenginiai suteikia patogumo, tačiau daugeliui vartotojų išlieka pernelyg brangūs arba techniškai sudėtingi. Todėl skubiai reikia tvirtos, prieinamos ir patogios platformos, leidžiančios klinikiniu tikslumu matuoti kreatinino kiekį šlapime. Dėl šių iššūkių reikia naujų požiūrių, kad būtų sukurtos prieinamos diagnostikos priemonės, skirtos CKD patikrai ir priežiūrai.

Manitobos universiteto mokslininkai, bendradarbiaudami su klinikiniais ir techniniais partneriais, sukūrė nebrangų pasyvų mikrofluidinį prietaisą kreatinino kiekiui šlapime tirti. Paskelbta (doi: 10.1038/s41378-025-00880-z) 2025 m. balandžio 2 d.Mikrosistemos ir nanoinžinerijaTyrime aprašomas „UCR lusto“ projektavimas, gamyba ir patvirtinimas. Šiame įrenginyje naudojama spalvinė JAFFE reakcija ir subalansuoto slėgio srauto sistema, užtikrinanti greitus ir stabilius matavimus. Pašalinus išorinių siurblių ar elektros poreikį, UCR lustas atveria kelią įperkamiems, decentralizuotiems inkstų funkcijos tyrimams.

UCR-CHIP integruoja dvi pagrindines naujoves: pasyvią 2 fazių slėgio kompensavimo sistemą (2-PPC) ir mikroskysčių kanalų tinklą, sukurtą tiksliam šlapimo ir reagento maišymo santykiui 1:5. Ši sąranka užtikrina nuoseklias chemines reakcijas ir greitą kolorimetrinio signalo stabilizavimą. Naudojant Jaffe reakciją, kuri sukuria oranžinį kompleksą, kai kreatininas sąveikauja su pikrino rūgštimi šarminėmis sąlygomis, lustas leidžia kiekybiškai įvertinti optinius rodmenis per USB mikroskopo platformą. Signalo stabilizavimas pasiekiamas per 7 minutes, o ChIP išlaiko aptikimo stabilumą 30 minučių – tai reikšmingas patobulinimas, palyginti su tradiciniais tyrimais. Techninis patvirtinimas parodė dinaminį tiesinį aptikimo diapazoną iki 40 mm ir žemą aptikimo ribą – 0,521 mm, apimančią visą klinikinį diapazoną. Palyginti su komercinėmis priežiūros sistemomis, UCR lustas parodė panašų arba didesnį tikslumą ir mažiau įsikišo dirbtinėmis šlapimo matricomis. Be to, optimizuotas lęšinių stebėjimo langų langas su srauto trukme pagerina signalo vienodumą ir sutrumpina užpildymo laiką. Prietaisas pagamintas naudojant sausos plėvelės litografiją, kad būtų užtikrintas didelis tikslumas, ir yra keičiamas ir atkuriamas. Kartu dėl šių savybių UCR lustas yra patraukli platforma nešiojamai diagnostikai.

Mūsų tikslas buvo sukurti diagnostikos įrankį, kurį būtų lengva naudoti kaip gliukozės tyrimo juostelę, tačiau jos tikslumas atitiktų laboratorinio kreatinino tyrimo tikslumą. UCR lustas patenkina šį poreikį derindamas mikrofluidinį tikslumą su patogiu dizainu. Tai gali pakeisti inkstų ligų nustatymo ir gydymo būdus, ypač esant nepakankamiems resursams. “

Dr. Francis Lin, vienas iš vyresniųjų autorių

Dr. Lin pabrėžė, kad prietaiso prieinamumas ir mastelio keitimas yra svarbūs privalumai plačiam visuomenės sveikatos diegimui.

Be CKD patikros, UCR lustas suteikia platesnę platformą sveikatos stebėjimui realiuoju laiku įvairiais scenarijais – nuo ​​sporto medicinos iki motinos priežiūros ir vaistų tyrimų. Tyrėjai numato integruoti šią lustą su panašiu šlapimo albumino mikrofluidiniu prietaisu, kad tuo pačiu metu būtų galima matuoti UACR – esminį inkstų pažeidimo žymeklį. Šis dizainas taip pat tinka būsimiems atnaujinimams, naudojant fermentinius tyrimus arba fluorescencija pagrįstą aptikimą, siekiant pagerinti specifiškumą. Dėl savo kompaktiško, ekonomiško ir nenaudojamo elektros formato UCR lustas yra svarbus žingsnis teisingos diagnostikos, pritaikytos tiek klinikinei, tiek namų aplinkai, link.

Šaltiniai: