Новости химической науки > Бумажное устройство следит за здоровьем печени

К сожалению, побочным эффектом многих лекарственных препаратов является повреждение печени, которое, если его вовремя отследить, может стать даже причиной смерти. В настоящее время в ряде регионов клинический мониторинг состояния печени затруднён вследствие недостаточно развитой медицинской инфраструктуры и нехватки квалифицированного медицинского персонала.

Исследователям из Гарварда удалось разработать дешевое устройство, которое быстро и просто может определить состояние печени пациента без необходимости проведения лабораторной диагностики.

Разработка методов клинической диагностики с помощью бумажных систем проводится уже в течение пяти лет, однако до настоящего времени ни одно устройство не было протестировано за пределами лаборатории. Джордж Уайтсайдз (George Whitesides) с коллегами из Гарварда и созданной при его участии некоммерческой организации Diagnostics For All, разработали устройство, которое практически готово для промышленного производства и мониторинга здоровья в полевых условиях.

Каплю крови пациента на отверстие, расположенное сверху бумажного устройства (сверху слева), с помощью мембраны устройство отбирает красные кровяные тельца (сверху справа). Бумага ниже содержит три микрокапиллярные камеры (снизу слева), которые могут измерять содержание ферментов печени – щелочной фосфатазы (ALP) и в аспартатаминотрансферазы (AST), а также серопротеина. По изменению цвета можно судить о концентрации ферментов и серопротеина (внизу справа). (Рисунок из Anal. Chem., 2012, DOI: 10.1021/ac203434x)

Устройство, не превышающее размерами почтовую марку, состоит из нескольких элементов – мембрана-фильтр, защищающая внутренний элемент диагностического устройства – сформированную с помощью воска микрокапиллярную систему. Камеры микрокапиллярного устройства содержали реагенты, цвет которых меняется в зависимости от содержания трех белков, концентрация которых может являться репером для определения степени здоровья печени – серопротеина, щелочной фосфатазы и аспартатаминотрансферазы – при нарушении функции печени содержание ферментов повышается, а содержание серопротеина – падает. Релевантность тестирования с помощью устройства доказывалась с помощью параллельных клинически-лабораторных исследований.

Новое устройство просто в использовании: каплю крови (из пальца) испытуемого наносят на отверстие, расположенное в верхней части прибора, и фильтр-мембрана отделяет от образца красные кровяные клетки, чтобы их окраска не мешала наблюдению результата по изменению цвета реагентов-индикаторов, сыворотка крови, отделенная от эритроцитов, является предметом дальнейшего изучения. Изменение цвета индикаторов на соответствующие белки может наблюдать невооруженным глазом, в том числе и не эксперт, при наличии калибровочных графиков, можно отследить, как меняется содержание белков-маркеров в зависимости от типа и количества лекарственных препаратов, принимающихся пациентом. Полимерное ламинирование позволяет манипулировать устройством, не вступая в контакт с кровью пациента, и, наконец, после проведения анализа устройство можно просто сжечь, избавившись от любой биологической опасности. По оценке Diagnostics For All при промышленном производстве таких диагностических устройств себестоимость одного «индикатора работы печени» может составить менее 10 центов.

Источник: Anal. Chem., 2012, DOI: 10.1021/ac203434x

метки статьи: #аналитическая химия, #биомедицинские микроприборы, #биохимия, #медицинская химия, #нанотехнологии