새로운 장치로 지속적인 실시간 혈액 모니터링

환자의 혈액 변화를 지속적으로 모니터링하는 것은 의사에게 혁신적인 업적이 될 것이며 스탠포드 대학의 생명 공학 팀은 우리를이 현실에 한 걸음 더 다가 가게했습니다. Nature Biomedical Engineering 저널에 발표 된 새로운 연구는 의사가 모니터링해야하는 혈액 내 모든 분자 또는 단백질 수준의 변화를 실시간으로 감지 할 수있는 장치를 설명합니다.

"혈액 검사는 좋지만 환자의 인슐린 또는 포도당 수치가 상승하는지 또는 하락하는지 여부는 알 수 없습니다."라고 새로운 연구에 참여하는 엔지니어 중 한 명인 Tom So는 말합니다. "변화의 방향을 아는 것이 중요합니다."

혈액 샘플에서 특정 분자를 검출하는 데 사용되는 가장 일반적인 기술 중 하나는 거의 모든 유형의 항체, 호르몬 또는 단백질을 검출 할 수있는 효소 결합 면역 흡착 분석 (ELISA)입니다.

이 혁신적인 새로운 시스템은 연구자들에 의해 "실시간 ELISA"(RT-ELISA)로 불 렸습니다. 이 시스템은 ELISA 기술의 인상적인 발전을 나타내며 일회용 검사를 환자의 혈액을 작은 실험실에 지속적으로 주입하는 장치로 전환합니다.

프로토 타입 RT-ELISA 장치는 3 개의 모듈로 구성됩니다. 첫 번째 모듈은 혈액 샘플과 모니터링되는 모든 분자와 반응하도록 설계된 항체를 혼합합니다.

장치의 윗부분은 두 개의 모듈로 나뉩니다. 하나는 과잉 혈액 세포를 제거하도록 설계되고 다른 하나는 검출 창에서 형광 항체를 수집합니다. 그런 다음 고속 카메라가 샘플의 밝기를 모니터링하여 임상의가 표적 단백질 또는 호르몬 수치의 변화를 실시간으로 확인할 수 있습니다.

프로토 타입 RT-ELISA는 당뇨병 쥐에서 테스트되었으며 동물의 순환 포도당 및 인슐린 수치의 변화를 실시간으로 효과적으로 감지하는 것으로 나타났습니다. 그러나이 시스템은 혈당 수치의 변화를 모니터링하는 것 이상의 용도로 사용할 수 있습니다.

연구원들은“단순히 인슐린 센서라고 생각하지 마십시오. "이것을 완전히 새롭고 다른 방식으로 ELISA를 수행하는 방법으로 생각하십시오."

이 시스템의 한 가지 가능한 용도는 신체의 면역 체계가 감염에 과잉 반응하여 사이토 카인이라고하는 염증 분자를 증가시키는 상태 인 패혈증을 예방하는 것입니다. 사이토 카인 폭풍은 COVID-19로 인한 일반적인 사망 원인으로 여겨집니다.

프로토 타입 RT-ELISA는 현재 패혈증 중증도의 마커로 알려진 사이토 카인 인 IL-6을 검출하기 위해 조정되고 있습니다. 현재 실험실에서 IL-6 혈액 검사 결과를 얻는 데 최대 3 일이 걸립니다.

"패혈증의 경우 타이밍이 중요합니다. 매시간 사망 확률이 8 % 증가합니다."라고 Tom So는 말합니다. “환자는 한 번의 검사에 3 일이 없습니다. 이것은 생명을 구하는 데 영향을 미칠 수 있습니다.”

이 파일럿 연구는 지속적으로 실시간 혈액 모니터링을 수행 할 수있는 방법을 보여주는 개념 증명입니다. 이 기술이 임상이되기 위해 개선되기까지는 아직해야 할 일이 많이 남아 있지만 연구자들은 인간이 사용하기 위해 쉽게 수정할 수 있다고 확신합니다.

새로운 연구는 Nature Biomedical Engineering 저널에 게재되었습니다.