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新しいマイクロセンサで腎臓の透析治療をカスタマイズ

TurretPosition="TurretPosition1" ObjectiveLens="4x" FilterCube="GFP" CaptureMode="FindAndFocus" LightingSetting="70%" ExposureUs="500000" CaptureSoftware="EVOS Software Revision 26059"

April, 12, 2018, Austin--アイントホーフェン工科大学(TU Eindhoven)の研究チームは、腎臓透析液を直接モニタできるマイクロセンサを開発した。これは特定患者向けの人工透析への重要なステップであり、これによって標準透析液を利用する場合の深刻な副作用の割合が下がる。
 世界で約200万人の腎機能障害患者が血液をきれいにするために腎臓透析に依存している。チューブを血管に接続し、血液が膜組織を透過する。他方には透析液がある。血中の塩の濃度は透析液と比較して高いので、塩は膜を透過し透析液に入る。これが起こる比率は血液と透析液の濃度差に依存する。塩の濃度は、患者によって変化し、透析液における濃度は同じ基準値であるので、スピードが理想的でないことがよくある。これは、深刻な副作用を起こす。例えば心拍数の乱れ、腎性骨病変。塩の濃度が患者に適正になるように透析液の塩濃度を連続的に調整することが望ましい。しかし、これには透析液の塩の濃度をライブモニタすることが必要になり、これまでのところ信頼できる技術はなかった。
 Manoj Kumar Sharmaは、このための独創的なソリューションを考案した。透析液が流れるマイクロチャネルの真ん中に設置したマイクロシステムを開発した。同氏は、センサ分子でマイクロチャネル壁をカバーしている。センサ分子は、ナトリウムなど、塩があるときにのみ蛍光を発する。透析液にナトリウムが多ければ多いほど、蛍光は強くなる。この効果を強化するために、マイクロチャネルにマイクロピラーを導入し、センサ分子でカバーする表面をさらに増やした。
 レーザ光がマイクロチャネルを照射すると、センサ分子の蛍光を活性化する。Sharmaは、この蛍光をマイクロシステムのチャネルに接続したガラスファイバを使って捉える。光はファイバを通って分光計で分析される。波長が異なるレーザ光は、フィルタで除去される。次に、蛍光の計測強度に基づいて、ナトリウム濃度が読み出される。

ピュアメジャメント
 センサ分子が他の塩によって乱されないことの確認が重要である。これは、特定塩の濃度の純粋計測を可能にするためである。アイントホーフェンの研究者が作製した約5×2㎝のマイクロ流体センサシステムは、血中で最も重要な塩、ナトリウムを正確にライブ計測することができる。同氏によると、チャネルセクションを他の光誘導電子移動(PET)センサ分子で覆ってマイクロシステムを拡張するのは比較的容易である。PETセンサ分子は、カリウムやリン酸塩など、他の基本的塩に感度がある。
(詳細は、www.tue.nl)