Моча является неинвазивным источником нескольких метаболических показателей заболевания или здоровья. Уринализ, физический и/ или химический анализ мочи, может быть выполнен быстро, чтобы обнаружить заболевания почек, заболевания мочевыводящих путей, заболевания печени, сахарный диабет, и общееувлажнение 1. Писсуализ являются доступными, полуколиченные диагностические инструменты, которые полагаются на колориметрические изменения, чтобы указать приблизительные физиологические уровни. Каждая dipstick может выполнять широкий спектр анализов, включая тестирование на рН, осмолальность, гемоглобин / миоглобин, гематурия, лейкоцит эстераза, глюкоза, протеинурия, нитрит, кетон, и билирубин2. Принцип мочеиспускания dipstick опирается на возникновение точной реакции, с помощью которой изменение цвета на панели dipstick можно сравнить с диаграммой для определения концентрациианалита 3. Учитывая их доступность и простоту использования, dipsticks являются одним из наиболее распространенных инструментов для мочеиспускания в здравоохранении.
Традиционно, дипстик мочеиспускания опирается на квалифицированную медсестру или медицинского техника вручную вставить dipstick в чашку мочи образца, стереть избыток мочи, и сравнить цвет колодки для диаграммы цвета в определенное время. В то время как метод погружения и протрите является золотым стандартом для анализа dipstick, его зависимость от человеческой визуальной оценки ограничивает количественную информацию, которая может быть получена. Кроме того, два ручных шага мочеиспускания dipstick - шаг погружения и колориметрическое сравнение результатов - требуют точной техники, которая ограничивает возможность надежного тестирования в домашних условиях пациентами напрямую. Перекрестное загрязнение пробных колодок из-за вытирания может привести к неточным изменениям цвета. Кроме того, несовместимые объемы, возникающие в результате отсутствия контроля громкости во время вытирания, могут привести к неправильному измерению концентраций аналитов. Важно отметить, что время между погружением мочи (т.е. началом анализа) и сравнением с диаграммой имеет решающее значение для точного анализа результатов и является огромным потенциальным источником человеческой ошибки. Трудность ручного колоритного сравнения заключается в том, что многие колодки должны быть прочитаны в то же время, в то время как некоторые колодки читаются в разное время. Даже идеально приумные цветовые сравнения по-прежнему зависят от остроты зрения человеческого читателя, который может страдать от цветовой слепоты или воспринимать различные цвета в различных условияхосвещения 4. Эти проблемы подчеркивают, почему врачи могут полагаться только на дипстику мочеиспускания осуществляется квалифицированным персоналом. Тем не менее, автоматизированная система мочеиспускания может решить все вышеупомянутые проблемы, устраняя необходимость в ручном окунать шаги, включая элементы управления временем, и позволяет одновременное сравнение цвета с калиброванными цветными ссылками. Это, в свою очередь, уменьшит ошибку пользователей, что позволит возможно принять их в домашних условиях.
В последние 20 лет, автоматические анализаторы были использованы для чтения результатов анализа мочи dipstick с той же точностью, как или превышение визуального анализа5. Многие клиники и кабинеты врачей используют такие машины для быстрого анализа и печати традиционных результатов dipstick. Большинство аппаратов писсуализа минимизируют ошибки визуального осмотра и обеспечивают согласованностьрезультатов 6. Они просты в использовании и более эффективны, чем ручной осмотр, но по-прежнему требуют от пользователя правильного выполнения метода обтираемого. Таким образом, эти машины имеют ограниченную возможность управляться неподготовленными лицами, такими, как домашние пользователи; кроме того, они являются чрезвычайно дорогими.
В последнее время сотовые телефоны стали находчивым инструментом для различных биологическихколоритных измерений 7,8,9,10,в том числе длямочеиспускания 11,12,13. Учитывая их возможности дистанционного зондирования и высокое разрешение изображения, сотовые телефоны стали эффективными медицинскимианалитическими устройствами 14,15. Действительно, FDA очистил несколько смартфонов на основе домашних анализовмочи 16,17,18. Некоторые из новых смартфонов на основе коммерческих продуктов включают установленные писсуализ dipsticks, в то время как другие имеют собственные колориметрические колодки. Все эти продукты имеют запатентованные методы калибровки для различных условий освещения в различных типах телефонов. Тем не менее, проблема с этими решениями заключается в том, что пользователь должен вручную сделать снимок в нужное время в дополнение к проведению надлежащего ручного метода погружения салфетки (т.е. без перекрестного загрязнения). Примечательно, что ни один из этих тестов контролировать объем, депонирован на dipsticks, которые мы обнаружили, может повлиятьна изменение цвета 19 и интерпретировать физиологический результат. Нынешние пробелы и затраты в рабочих процессах этих устройств свидетельствуют о дополнительной необходимости обеспечения процедуры осаждения мочи без человека и громкой фотографии.
Мы описываем протокол для уринализа с контролируемым объемом, автоматизированным дипстику без необходимости ручного шага по обтирает. Ключом к автоматизированному процессу является устройство19, основной принцип которого основан на SlipChip20 и который передает жидкость между различными слоями с использованием эффектов поверхностной химии. Короче говоря, гидрофобное покрытие на слайде передачи и окружающий рукав пластины заставляют жидкость легко перемещаться через устройство и выпускать на площадку для погружения, как только слайд находится в окончательном положении, после чего нижний гидрофобный барьер заменяется воздухом. Кроме того, скоординированная светозамограждающая коробка стандартизирует условия освещения, угол обзора камеры и расстояние фокусировки камеры для обеспечения точных и повторяемых результатов, не влияющих на условия окружающего освещения. Сопровождающее программное приложение автоматизирует захват изображений и колоритометрический анализ. Следуя описанию протокола, мы предоставляем репрезентативные результаты анализа мочеиспускания в различных условиях. Сравнение со стандартным методом обтирает надежность предлагаемого метода.