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採血時にリアルタイムで正確な血清分析を行う新しい分離感知膜です
A novel separation-sensing membrane performing precise real-time serum analysis during blood drawing.
PMID: 32648353 DOI: 10.1002/anie.202008241.
抄録
ヒトの血液中に含まれる血清の動的分析は、特に手術や緊急時の治療において重要な判断材料となります。しかし、最新の血液分析法では、生理活性物質のデータは単一または個別のデータしか収集できないため、主要な生理活性物質の動的な変動をオンラインで報告することが大きな課題となっています。本研究では、表面のナノ多孔質層が連続的に血清を抽出し、その下にバイオセンシングナノチャネルを配置してバイオターゲットを動的に認識する不均一ナノ構造を構築することで、採血された血液中の重要な臨床指標を連続的に検査することを可能にした新しい分離センサー膜を提案します。この膜は、バイオセンシング結晶の細孔構造やナノ形状を精密に制御することで、様々な医療現場での患者さんのブドウ糖や乳酸の正確なオンラインモニタリングを、最先端の技術と比較して一桁早い1分以内に実現しました。また、各種バイオマーカーの導入が可能であり、グルタミン酸、トランスアミナーゼ、癌のバイオマーカーの正確な測定を実現しています。この分離感応膜は、オンラインでダイナミックな臨床診断を行うための汎用的なプラットフォームを提供しています。
Dynamic and on-site analysis of serum from human blood is crucial particularly for making decisions during clinical surgery and emergency treatments. However, state-of-the-art blood assay methods can only collect single or discrete data of physiological analytes, remaining great challenge in online report of dynamic fluctuation of key analytes. Here we propose a novel separation-sensing membrane by constructing a heterogeneous-nanostructured architecture in which a surface nanoporous layer continuously extracts serum and underneath biosensing nanochannels dynamically recognize biotargets, achieving continuous testing of vital clinical indices as blood drawn. Through precisely controlling the pore structure and nanoshape of biosensing crystals, this membrane achieved accurate and online monitor of glucose and lactate in patients from variety of medical scenarios within 1 min which is one order of magnitude faster than the state-of-the-art techniques. Moreover, various kinds of bio-recognizers can be introduced into this membrane, realizing accurate determinations of glutamate, transaminase and cancer biomarker. This separation-sensing membrane provides a versatile platform for online and dynamic clinical diagnosis.
© 2020 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim.