Vývoj mikrofluidního senzoru potu typu náplast (sweat sensor)

1. Pozadí a význam potu: Pot získal značnou pozornost jako klíčový biomarker pro diagnostiku dehydratace a renální dysfunkce (např. uremie), protože obsahuje základní ukazatele odrážející koncentrace v krvi, jako jsou elektrolyty a metabolity (kreatinin, močovina).

Technologický přechod: Pro překonání omezení konvenčních absorpčních polštářků, jako je kontaminace a odpařování, je nezbytné vyvinout flexibilní, nositelná mikrofluidní zařízení, která umožní okamžitý sběr a vysoce přesnou analýzu.

Domácí a mezinárodní trendy: Zatímco země jako USA již využívají technologie IoT pro monitorování v reálném čase v armádním a sportovním sektoru, v Koreji je naléhavá potřeba zajistit fyziologická data optimalizovaná pro korejskou populaci a vytvořit robustní systém lékařské analýzy.

2. Cíle Vyvinout mikrofluidní platformu propojenou s pokožkou integrovanou s SERS biosenzorem pro vysoce citlivou detekci sodíku a kreatininu v reálném čase za účelem monitorování dehydratace a zdraví ledvin.

3. Plán výzkumu

1. Výběr subjektů: Najímat a získat informovaný souhlas od pacientů navštěvujících nemocnici s onemocněním ledvin (hladiny kreatininu 1,5 mg/dL nebo vyšší).
2. Klinický harmonogram: Provádět klinickou studii v plánovaných termínech rutinních krevních testů subjektů.
3. Připevnění náplasti: Aplikovat náplast pro sběr potu a kontrolní absorpční polštářek na 1-2 oblasti těla (např. střed hrudníku, čelo).
4. Indukce pocení: Vyvolat pocení tím, že subjekty čekají v elektrické termokomoře po dobu 30 minut.
5. Sběr absorpčních polštářků: Pro kontrolní polštářky (které nemohou sbírat časové řady) připevnit dva zpočátku a odebrat je během raných fází sekrece potu.
6. Sběr mikrofluidní náplasti: Změřit objem sebraného potu (~100 uL na subjekt) pro výpočet ztráty potu, poté utěsnit a přepravit do laboratoře.
7. Zpracování srovnávacích vzorků: Změřit hmotnost absorpčních polštářků před/použitím pro stanovení ztráty tekutin. Extrahovat vzorky potu (~500 uL na subjekt) do mikrozkumavek pro přepravu.
8. Kontrola kontaminace: Využít suchý led a izolované chladicí boxy během přepravy, aby se zabránilo degradaci nebo kontaminaci vzorků.
9. Kvantitativní analýza a vyhodnocení: Provést kvantitativní analýzu hladin sodíku a kreatininu z obou vzorků pomocí navrhované metody založené na SERS a standardních analytických nástrojů (HPLC nebo LC-MS). Porovnat změny biomarkerů a ztráty potu v čase pro vyhodnocení a shrnutí stavu hydratace a vzorců renální funkce každého subjektu.