Разработка микрофлюидного пластыря-сенсора пота (sweat sensor)

1. Фоновая ценность пота: Пот приобрёл значительное внимание как ключевой биомаркер для диагностики дегидратации и почечной дисфункции (например, уремии), поскольку содержит важные показатели, отражающие концентрации в крови, такие как электролиты и метаболиты (креатинин, мочевина).

Технический переход: Чтобы преодолеть ограничения традиционных абсорбирующих прокладок, такие как контаминация и испарение, необходимо разработать гибкие, носимые микрофлюидные устройства, которые позволяют осуществлять немедленный сбор и высокоточный анализ.

Внутренние и международные тенденции: В то время как такие страны, как США, уже используют технологии мониторинга в реальном времени на основе IoT в военной и спортивной сферах, в Корее существует острая необходимость в получении физиологических данных, оптимизированных для корейского населения, и в создании надёжной системы медицинского анализа.

2. Цели Разработать микрофлюидную платформу, интегрированную с биосенсором SERS для высокочувствительного обнаружения натрия и креатинина в реальном времени с целью мониторинга дегидратации и здоровья почек.

3. План исследования

1. Отбор субъектов: Набрать и получить информированное согласие у пациентов, посещающих больницу с почечными заболеваниями (уровень креатинина 1,5 мг/дл или выше).
2. Клинический график: Провести клиническое исследование в запланированные даты рутинных анализов крови субъектов.
3. Наклеивание пластыря: Наклеить пластырь для сбора пота и контрольную абсорбирующую прокладку на 1-2 участка тела (например, центр груди, лоб).
4. Индукция потоотделения: Вызвать потоотделение, поместив субъектов в электрическую термокамеру на 30 минут.
5. Сбор абсорбирующих прокладок: Для контрольных прокладок (которые не могут собирать данные временных рядов) наклеить две изначально и извлечь их на ранних стадиях секреции пота.
6. Сбор микрофлюидного пластыря: Измерить объём собранного пота (~100 мкл на субъекта) для расчёта потери пота, затем герметизировать и транспортировать в лабораторию.
7. Обработка сравнительных образцов: Измерить вес абсорбирующих прокладок до/после использования для определения потери жидкости. Экстрагировать образцы пота (~500 мкл на субъекта) в микротрубки для транспортировки.
8. Контроль контаминации: Использовать сухой лёд и изолированные холодильники во время транспортировки для предотвращения деградации или контаминации образцов.
9. Количественный анализ и оценка: Провести количественный анализ уровней натрия и креатинина в обоих образцах с использованием предложенного метода на основе SERS и стандартных аналитических инструментов (ВЭЖХ или ЖХ-МС). Сравнить изменения биомаркеров и потери пота с течением времени для оценки и обобщения статуса гидратации и паттернов почечной функции каждого субъекта.