Вибір кращих вуглеводів у низьковуглеводних дієтах покращує здоров'я
Стаття
Хронічна хвороба нирок (ХХН) вражає понад 800 мільйонів людей у всьому світі і часто діагностується занадто пізно для ефективного втручання. Раннє виявлення залежить від точного вимірювання біомаркерів, таких як креатинін та співвідношення альбуміну до креатиніну в сечі (uACR). Хоча аналіз сечі є неінвазивним та інформативним, стандартні методи вимагають багато часу, коштів та спеціалізованого обладнання. Існуючі пристрої для надання медичної допомоги зручні, але залишаються непомірно дорогими або технічно складними для багатьох користувачів. Таким чином, існує нагальна потреба в надійній, доступній та простій у використанні платформі для вимірювання креатиніну в сечі з клінічною точністю. У зв'язку з цими викликами необхідні нові підходи до розробки доступних діагностичних інструментів для скринінгу та моніторингу ХХН.
Дослідники з Університету Манітоби у співпраці з клінічними та інженерними партнерами розробили недорогий пасивний мікрофлюїдний пристрій для перевірки креатиніну в сечі. Опубліковане (DOI: 10.1038/s41378-025-00880-z) 2 квітня 2025 року в журналі Microsystems & Nanoengineering, дослідження детально описує проектування, виготовлення та перевірку uCR-Chip. У цьому пристрої використовується кольорова реакція Jaffe та система збалансованого потоку для забезпечення швидких і стабільних вимірювань. Усуваючи потребу в зовнішніх насосах або електроенергії, uCR-Chip відкриває шлях до доступного, децентралізованого тестування функції нирок.
uCR-Chip поєднує в собі дві ключові інновації: пасивну двофазну систему потоку з компенсацією тиску (2-PPC) і мережу мікрофлюїдних каналів, призначених для точного співвідношення змішування 1:5 між сечею та реагентом. Ця установка забезпечує послідовні хімічні реакції та швидку стабілізацію колориметричного сигналу. Використовуючи реакцію Яффе, яка утворює помаранчевий комплекс при реакції креатиніну з пікриновою кислотою в лужних умовах, чіп дозволяє отримувати кількісні оптичні показники за допомогою платформи USB-мікроскопа. Стабілізація сигналу досягається протягом 7 хвилин, а чіп зберігає стабільність виявлення понад 30 хвилин – значне покращення порівняно зі звичайними аналізами. Технічна валідація продемонструвала динамічний лінійний діапазон виявлення до 40 мМ і низьку межу виявлення 0,521 мМ, що охоплює весь клінічний діапазон. У порівнянні з комерційними системами догляду, uCR-чіп показав порівнянну або кращу точність і менше перешкод від штучних матриць сечі. Крім того, оптимізоване лінзоподібне вікно спостереження з перенаправленням потоку покращує рівномірність сигналу та скорочує час заповнення. Виготовлений за допомогою сухої плівкової літографії для високої точності, пристрій є одночасно масштабованим і відтворюваним. У сукупності ці функції роблять uCR-Chip привабливою платформою для портативної діагностики.
«Наша мета полягала в тому, щоб створити діагностичний інструмент, який був би таким же простим у використанні, як тест-смужка для визначення глюкози, але з точністю лабораторного аналізу креатиніну. Чіп uCR-Chip задовольняє цю потребу, поєднуючи мікрофлюїдну точність зі зручним дизайном. Це може змінити спосіб, яким ми виявляємо та лікуємо захворювання нирок, особливо в умовах з недостатніми ресурсами», — доктор Френсіс Лін, співавтор
Доктор Лін підкреслив доступність і масштабованість пристрою як ключові переваги для широкого впровадження в галузі охорони здоров'я.
На додаток до скринінгу на ХХН, uCR-Chip пропонує ширшу платформу для моніторингу стану здоров'я в режимі реального часу в різних сценаріях, від спортивної медицини до догляду за матерями та тестування на ліки. Дослідники пропонують інтегрувати цей чіп з аналогічним мікрофлюїдним пристроєм для вимірювання альбуміну сечі, щоб одночасно вимірювати uACR – критичний маркер пошкодження нирок. Конструкція також дозволяє проводити майбутні модернізації з використанням ферментативних аналізів або флуоресцентного виявлення для підвищення специфічності. Завдяки своєму компактному, недорогому та енергозберігаючому формату uCR-Chip є важливим кроком на шляху до справедливої діагностики на місці надання медичної допомоги, адаптованої як для клінічних, так і для домашніх умов.
Джерело: Китайська академія наук
