Совы, как сообщается, могут быть более импульсивными, чем жаворонки
Статья
Хроническая болезнь почек (ХБП) поражает более 800 миллионов человек во всем мире и часто диагностируется слишком поздно для эффективного вмешательства. Раннее выявление зависит от точного измерения биомаркеров, таких как креатинин и соотношение альбумина к креатинину в моче (uACR). В то время как анализ мочи является неинвазивным и информативным, стандартные методы требуют много времени, затрат и специализированных помещений. Существующие устройства для оказания помощи в месте оказания помощи удобны, но остаются непомерно дорогими или технически сложными для многих пользователей. Таким образом, существует острая необходимость в надежной, доступной и простой в использовании платформе для измерения креатинина в моче с клинической точностью. В связи с этими проблемами необходимы новые подходы для разработки доступных диагностических инструментов для скрининга и мониторинга ХБП.
Исследователи из Университета Манитобы в сотрудничестве с клиническими и инженерными партнерами разработали недорогое пассивное микрофлюидное устройство для тестирования креатинина в моче. Опубликовано (DOI: 10.1038/s41378-025-00880-z) 2 апреля 2025 г. в Microsystems & Nanoengineering , в исследовании подробно описывается конструкция, изготовление и валидация «uCR-Chip». Это устройство использует реакцию Яффе на основе цвета и систему потока с балансировкой давления для обеспечения быстрых, стабильных измерений. Устраняя необходимость во внешних насосах или электричестве, uCR-Chip прокладывает путь для доступного, децентрализованного тестирования функции почек.
uCR-Chip объединяет два ключевых новшества: пассивную двухфазную систему потока с компенсацией давления (2-PPC) и сеть микрофлюидных каналов, разработанную для точного соотношения смешивания 1:5 между мочой и реагентом. Эта установка обеспечивает последовательные химические реакции и быструю стабилизацию колориметрического сигнала. Используя реакцию Джаффе, которая производит оранжевый комплекс, когда креатинин взаимодействует с пикриновой кислотой в щелочных условиях, чип позволяет производить количественные оптические считывания с помощью платформы USB-микроскопа. Стабилизация сигнала достигается в течение 7 минут, и чип сохраняет стабильность обнаружения более 30 минут — значительное улучшение по сравнению с обычными анализами. Техническая проверка продемонстрировала динамический линейный диапазон обнаружения до 40 мМ и низкий предел обнаружения 0,521 мМ, охватывающий весь клинический диапазон. По сравнению с коммерческими системами для оказания помощи, uCR-Chip показал сопоставимую или лучшую точность и меньше помех от искусственных матриц мочи. Кроме того, оптимизированное лентикулярное окно наблюдения с дивертором потока повышает однородность сигнала и сокращает время заполнения. Изготовленное с использованием сухой пленочной литографии для высокой точности, устройство является как масштабируемым, так и воспроизводимым. Вместе эти особенности делают uCR-Chip привлекательной платформой для портативной диагностики.
«Наша цель состояла в том, чтобы создать диагностический инструмент, который был бы таким же простым в использовании, как тест-полоска для определения уровня глюкозы, но с точностью лабораторного анализа креатинина. uCR-Chip удовлетворяет эту потребность, сочетая микрофлюидную точность с удобным дизайном. Он может изменить то, как мы выявляем и лечим заболевания почек, особенно в условиях ограниченных ресурсов», - Доктор Фрэнсис Лин, соавтор
Доктор Лин подчеркнул доступность и масштабируемость устройства как ключевые преимущества для широкого внедрения в общественном здравоохранении.
Помимо скрининга ХБП, uCR-Chip предлагает более широкую платформу для мониторинга здоровья в реальном времени в различных сценариях, от спортивной медицины до ухода за матерями и тестирования на наркотики. Исследователи предполагают интегрировать этот чип с аналогичным микрофлюидным устройством для измерения альбумина мочи для одновременного измерения uACR, важнейшего маркера повреждения почек. Конструкция также допускает будущие обновления с использованием ферментативных анализов или флуоресцентного обнаружения для повышения специфичности. Благодаря своему компактному, недорогому и неэлектроэнергетическому формату uCR-Chip представляет собой важный шаг к справедливой диагностике в месте оказания помощи, адаптированной как для клинических, так и для домашних условий.
Источник: Китайская академия наук
