Per rispondere alle esigenze diagnostiche urgenti della dengue, qui presentiamo un dispositivo analitico cartaceo Dengue NS1 integrato nell'app per smartphone (DEN-NS1-PAD) per quantificare la concentrazione dell'antigene Dengue NS1 in campioni clinici di siero/sangue. Questa innovazione migliora la gestione della dengue aiutando il processo decisionale clinico in vari contesti sanitari, anche quelli con risorse limitate.
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Articolo metodologico
Immunodosaggio portatile su carta combinato con l'applicazione per smartphone per la rilevazione colorimetrica e quantitativa dell'antigene NS1 della dengue
In questo articolo
Sommario
Abstract
L'infezione da virus della dengue (DENV), trasmessa dalle zanzare Aedes , è una delle principali preoccupazioni per la salute pubblica nei paesi tropicali e subtropicali. Con un'incidenza annua di circa 10 milioni di casi e 20.000-25.000 decessi, in particolare tra i bambini, c'è un urgente bisogno di strumenti diagnostici pratici. La presenza della proteina non strutturale 1 (NS1) della dengue durante l'infezione precoce è stata collegata al rilascio di citochine, alla perdita vascolare e alla disfunzione endoteliale, rendendola un potenziale marcatore per la dengue grave.
I test immunologici cartacei, come i saggi a flusso laterale (LFA) e i dispositivi analitici microfluidici basati su carta (PAD), hanno guadagnato popolarità come test diagnostici grazie alla loro semplicità, rapidità, economicità, specificità e facilità di interpretazione. Tuttavia, i test immunologici convenzionali su carta per la rilevazione della dengue NS1 si basano in genere sull'ispezione visiva, producendo solo risultati qualitativi. Per ovviare a questa limitazione e migliorare la sensibilità, abbiamo proposto un test di rilevamento della dengue NS1 altamente portatile su un dispositivo analitico (PAD) basato su carta, ovvero DEN-NS1-PAD, che integra un'applicazione per smartphone come lettore colorimetrico e quantitativo. Il sistema di sviluppo consente la quantificazione diretta delle concentrazioni di NS1 nei campioni clinici.
I campioni di siero e di sangue ottenuti dai pazienti sono stati utilizzati per dimostrare le prestazioni del prototipo del sistema. I risultati sono stati ottenuti immediatamente e possono essere utilizzati per la valutazione clinica, sia in strutture sanitarie ben attrezzate che in contesti con risorse limitate. Questa combinazione innovativa di un test immunologico cartaceo con un'applicazione per smartphone offre un approccio promettente per migliorare il rilevamento e la quantificazione dell'antigene NS1 della dengue. Aumentando la sensibilità oltre le capacità dell'occhio nudo, questo sistema ha un grande potenziale per migliorare il processo decisionale clinico nella gestione della dengue, in particolare in aree remote o scarsamente servite.
Introduzione
L'infezione da virus dengue (DENV) è la malattia trasmessa dalle zanzare a più rapida diffusione1 e più di 390 milioni di persone sono infettate da 96 milioni di infezioni sintomatiche, 2 milioni di casi di malattia grave e più di 25.000 decessi all'anno si verificano nel mondo 1,2. Secondo l'Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS), si stima che 3,9 miliardi di persone siano a rischio di dengue; ~70% vive nei paesi dell'Asia-Pacifico e principalmente nel sud-est asiatico3. Nel 2019, il numero di casi di dengue segnalati all'OMS è stato di 4,2 milioni e la Thai....
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Protocollo
Il Comitato Etico dell'Institutional Review Board, Royal Thai Army Medical Department, Phramongkutklao Hospital, Bangkok, Thailandia (IRBRTA 1218/2562) ha concesso l'approvazione. Nell'effettuare questo studio, abbiamo rispettato tutte le normative etiche necessarie.
1. Fabbricazione del dispositivo del test immunologico su carta
NOTA: Il dispositivo di dosaggio immunologico su carta è stato fabbricato seguendo i metodiprecedentemente stabiliti 36,37 e la richiesta di brevetto tailandese n. 19010081638.
- P....
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Risultati
La scelta di un metodo di fabbricazione è fondamentale per garantire prestazioni di dosaggio riproducibili nei dispositivi di dosaggio immunologico su carta. Nel nostro studio, abbiamo esplorato vari processi di produzione e materiali nel contesto della dimostrazione di un test immunologico su carta. Il metodo scelto utilizza un sistema di stampa a cera per creare barriere idrofobiche all'interno di dispositivi microfluidici a base di carta. Questo approccio si distingue per la sua semplicità, velocità e risultati coeren.......
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Discussione
Uno dei parametri di progettazione importanti per un sistema di lettura basato su smartphone è la capacità di fornire un'elaborazione riproducibile delle immagini dei campioni. In questo studio, per semplicità e praticità, le immagini sono state catturate da tre diverse marche di smartphone con fotocamere da 12-13 MP senza l'utilizzo di una scatola di imaging o accessori. Le condizioni variabili di acquisizione dell'immagine, come la risoluzione della fotocamera, il tempo di acquisizione dell'immagine, le condizioni di i.......
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Dichiarazioni
Gli autori non hanno conflitti di interesse da rivelare.
Ringraziamenti
M.H.P. ringrazia il fondo di ricerca per le borse di studio dell'Universitas Islam Indonesia (UII). Gli autori estendono la loro gratitudine a Mr. Nutchanon Ninyawee per la sua preziosa esperienza e assistenza durante lo sviluppo dell'applicazione mobile e per i suoi contributi al manoscritto. Inoltre, gli autori apprezzano il sostegno finanziario fornito da Thailand Science Research and Innovation (TSRI), Basic Research Fund: Fiscal year 2023 (progetto n. FRB660073/0164) nell'ambito del programma Smart Healthcare dell'Università di Tecnologia di Thonburi di King Mongkut.
....Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.
Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Materiali | |||
| 0,1 M soluzione salina tamponata con fosfato (PBS, pH 7,2) | |||
| BBS contenente lo 0,1% di Tween 20, il 10% di saccarosio e l'1% di caseina | il trattamento dell'area coniugata e il tampone bloccante | ||
| Soluzione salina tamponata con borato di borato (BBS) (25 mM di borato di sodio e 150 mM di cloruro di sodio a pH 8,2) integrati con l'1% di BSA | il tampone di lavaggio durante il processo di coniugazione AuNP con l'anticorpo | ||
| acido borico | Merck | 10043-35-3 | |
| Frazione di albumina sierica bovina V (BSA) | PAA Lab GmbH (Germania) | K41-001 | |
| Caseina | Merck | 9005-46-3 | |
| Carta per cromatografia Grado 2 | GE Sanità | 3002-911 | |
| Film laminato trasparente | 3M (Cartoleria) | ||
| Idrogeno fosfato disodico | Merck | 7558-79-4 | |
| Doppio nastro laterale | Cartolerie | ||
| Anticorpo IgG anti-topo capra | MyBiosource (USA) | MBS435013 | |
| Nanoparticelle d'oro (40 nm) | Serve Science Co., Ltd. (Thailandia) | ||
| Anticorpo policlonale IgG umano | Merck | AG711-M | |
| Anticorpo monoclonale dengue NS1 di topo | MyBiosource (USA) | MBS834415 | |
| Anticorpo monoclonale NS1 per la dengue di topo | Antigeni MyBiosource (USA) | MBS834236 | |
| NS1 sierotipo 2 | MyBiosource (USA) | MBS 568697 | |
| PBS 1X contenente lo 0,1% di Tween 20 è stato utilizzato come | eluizione | ||
| Cartoncino di supporto in plastica 10x30 cm | Pacific Biotech Co., Ltd. (Thailandia) | ||
| Poli-L-lisina (PLL) | Sigma Aldrich | P4832 | |
| Cloruro di potassio | Merck | 104936 | |
| Monofosfato di potassio | Merck | 104877 | |
| Cloruro di sodio | Merck | 7647-14-5 | |
| Tetraborato di sodio | Sigma Aldrich | 1303-96-4 | |
| Saccarosio | Merck | 57-50-1 | |
| Tween 20 Sigma | Aldrich | 9005-64-5 | |
| Instruments | |||
| CytationTM 5 lettore multimodale | BioTek | ||
| Telefoni cellulari | Huawei Y7, iPhone 11, Samsung a20 | ||
| Scanner fotografico | Epson Perfection V30 | ||
| Forno | Memmert | ||
| Stampante a cera | Xerox ColorQube 8880-PS | ||
| Software | |||
| Could AutoML Vision Object Detection documentazione | Google Cloud | ||
| ImageJ | National Institute of Health, Bethesda, MD, USA | ||
| Software Inkscape 0.91 |
Riferimenti
- Cattarino, L., Rodriguez-Barraquer, I., Imai, N., Cummings, D. A. T., Ferguson, N. M. Mapping global variation in dengue transmission intensity. Science Translational Medicine. 12 (528), 1-11 (2020).
- World Health Organization (WHO). Treatment, prevention and control global strategy for ....
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Ristampe e permessi
