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Medicine

सीरम Allergen-विशिष्ट इम्युनोग्लोबुलिन ई (sIgE) का पता लगाने के लिए बायोचिप माइक्रोफ्लूडेडिक प्रौद्योगिकी के अनुप्रयोग

doi: 10.3791/59100 Published: April 21, 2019
* These authors contributed equally

Summary

इस कागज एक microfluidic कारतूस आधारित chemiluminescence प्रणाली और एलर्जी निदान में अपनी उपयोगिता के मूल्यांकन के साथ सीरम विशिष्ट इम्युनोग्लोबुलिन ई का पता लगाने के लिए एक प्रोटोकॉल प्रस्तुत करता है ।

Abstract

एलर्जी रोग वयस्कों और बच्चों दोनों में आम है । रोगकारक एलर्जी की पहचान रोग प्रबंधन और रोकथाम में महत्वपूर्ण है । तथापि, उच्च कीमत-निष्पादन अनुपात के साथ एक विशिष्ट इम्युनोग्लोबुलिन ई (IgE) मापन प्रणाली का मुख्य भूमि चीन में अभाव है, विशेष रूप से प्राथमिक परिचर्या अस्पतालों में । यह कागज सीरम में allergen-विशिष्ट IgE का पता लगाने के लिए एक microfluidic कारतूस आधारित chemiluminescence प्रणाली का उपयोग करने के सिद्धांत और संचालन प्रक्रियाओं का वर्णन । परिणामों की तुलना इम्यूनोकैप (सिस्टम 1), औद्योगिक मानक, और सामान्य एलर्जी कारकों के लिए संवेदनशील रोगियों का पता लगाने के लिए सिस्टम की प्रतिलिपि परिणाम से पता चला है कि इम्यूनोकैप (सिस्टम 1) के साथ तुलना में, BioIC प्रणाली (प्रणाली 2) अच्छा परिशुद्धता और संवेदनशीलता सीरम विशिष्ट IgE विभिन्न inhalant और खाद्य एलर्जी के खिलाफ का पता लगाने में है, लेकिन एक काफी कम लागत के साथ. यह चीन की मुख्य भूमि में प्राथमिक देखभाल अस्पतालों में 1 प्रणाली के लिए एक अच्छा विकल्प के रूप में सेवा कर सकते है जो कम वित्तीय सामर्थ्य है ।

Introduction

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पिछले दशकों में एलर्जी की व्यापकता में लगातार वृद्धि हुई है और यह वैश्विक जनसंख्या1के 20%-30% को प्रभावित कर रहा है । रोग के प्रबंधन में रोगज़नक़ की पहचान महत्वपूर्ण महत्व रखती है । चीन में, के बाद से vivo में त्वचा चुभन परीक्षणों में पंजीकृत देश में उपलब्ध नहीं हैं, सीरम के विट्रो निर्धारण-विशिष्ट IgE सबसे महत्वपूर्ण और आम तौर पर इस्तेमाल किया उपकरण प्रकार मैं एलर्जी निदान2के लिए है । यह पश्चिमी दुनिया में प्रथाओं के समान है, लेकिन हालांकि ImmunoCAP प्रणाली (प्रणाली 1), एक प्रतिदीप्ति एंजाइम से जुड़े immunosorbent आधार प्रणाली, इन विट्रो एलर्जी निदान3के लिए सोने के मानक के रूप में माना जाता है, चीन में इसके उपयोग के कारण बहुत सीमित है अपने उच्च उपकरण और अभिकर्मक मूल्य के लिए । इसलिए एक नई वैकल्पिक एलर्जी निदान प्रणाली एक उच्च मूल्य प्रदर्शन अनुपात के साथ बुरी तरह की जरूरत है ।

BioIC प्रणाली (प्रणाली 2) एक microfluidic कारतूस आधारित प्रणाली है, सीरम विशिष्ट IgE के multiplexed assays के लिए chemiluminescence सिद्धांत पर आधारित है । 7 सेमी x 4 सेमी के आकार के साथ, microfluidic कारतूस इंजेक्शन के तीन परतों-molded प्लास्टिक से बना है । ऊपरी भाग है 3 मिमी-मोटी पारदर्शी पॉलीकार्बोनेट जो थर्मल विधानसभा प्रक्रियाओं के दौरान अच्छा स्थिरता किया जाता है । साथ में 3 मिमी-मोटी नीचे acrylonitrile, butadiene, और स्टाइरीन (ABS) के एक सहबहुलक से निर्मित परत, यह सैंडविच ०.५ मिमी मोटी मध्यम सिलिकॉन रबर की बनी परत । रंग में काले होने के नाते, मध्य परत chemiluminescence ति का पता लगाने के दौरान कम पृष्ठभूमि प्रदान करता है । सिलिका जेल के शीर्ष पर, नाइट्रोसेलुलोस झिल्ली (नेकां झिल्ली) की एक पतली परत प्रतिक्रिया क्षेत्र है, जो विभिन्न allergenic प्रोटीन की खोलना की अनुमति देता है के लिए इसी स्थिति पर छिड़काव किया जाता है । इस अध्ययन का उद्देश्य सीरम में allergen-विशिष्ट IgE के multiplexed निर्धारण के लिए microfluidic प्रणाली के नैदानिक प्रदर्शन का मूल्यांकन करने के लिए है ।

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Protocol

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इस अध्ययन और मानव सीरम नमूनों का उपयोग ग्वांग्झू चिकित्सा विश्वविद्यालय के पहले संबद्ध अस्पताल (GYYY-2016-73) की नैतिकता समिति द्वारा अनुमोदित किया गया । सभी प्रतिभागियों ने अपनी लिखित सहमति स्वतंत्र रूप से या अपने माता-पिता (बच्चों के मामले में) के माध्यम से दी है ।

1. अध्ययन समूह की बुनियादी जानकारी

नोट: श्वसन रोग के राज्य कुंजी प्रयोगशाला (एयर SKLRD) की एलर्जी जानकारी भंडार एक बड़ा सीरम बैंक के गुआंगज़ौ श्वसन अस्पताल (GIRH) संस्थान के अंदर स्थापित है । पिछले दशक में शुरू की, एयर sklrd पहले से ही अपने नैदानिक जानकारी के साथ एक साथ एलर्जी रोगों के रोगियों से सीरम नमूने एकत्र करने और स्टोर करने के लिए शुरू कर दिया है (तालिका 1)4,5. वर्तमान अध्ययन सेरा के साथ वायु-SKLRD से किया गया था ।

  1. २०१५ जनवरी से जून २०१८ तक एकत्रित सीरा के लिए एयर-एसएलआरडी के डाटाबेस की खोज करें और एलर्जी की बीमारी के रोगियों का चयन करे, जो इस क्षेत्र में आम एलर्जी के प्रति संवेदनशील पाए गए थे ।
  2. यह सुनिश्चित करें कि सभी चयनित रोगियों एलर्जी से संबंधित रोगों, जैसे एलर्जिक राहिनाइटिस और अस्थमा, एलर्जी जिल्द की सूजन, और/ इस क्षेत्र में सामान्य एलर्जी कारकों की संवेदनशीलता, प्रणाली द्वारा पता लगाया गया ।
  3. अपूर्ण मेडिकल रिकॉर्ड के साथ रोगियों को बाहर निकालें, उन का पालन करने के लिए खो दिया है, जो वैज्ञानिक प्रयोजनों के लिए अपने सीरम नमूनों के उपयोग के बारे में सूचित सहमति देने के लिए मना कर, एक पहचान इम्यूनो के साथ उन, उन पर वर्तमान में इम्यूनोथेरेपी या इम्यूनोमॉड्यूलेटरी एजेंटों, या उन परजीवी संक्रमण के लिए पाए जाते हैं ।
  4. सुनिश्चित करें कि कोई उपचार या दवा पर्चे सीरम संग्रह करने से पहले दिया गया था ताकि प्रयोगशाला निष्कर्षों के लिए हस्तक्षेप को कम करने के लिए । मापदंड पूरा नहीं करने वाले सभी सीरम नमूनों को अस्वीकार कर दिया गया ।

2. अध्ययन प्रवाह और ब्याज की माप

नोट: microfluidic प्रणाली 19 एलर्जी कारकों का निर्धारण करने के लिए सीरम की १०० μL की जरूरत है । शिरापरक रक्त (5 एमएल) अलग जेल से युक्त एक वैक्यूम रक्त वाहिका का उपयोग कर प्रत्येक रोगी से एकत्र किया गया था । 10 मिनट के लिए १,००० x gपर अपकेंद्रण के बाद, ऊपरी परत परीक्षण के लिए एकत्र किया गया था । अप्रयुक्त सीरम-८० डिग्री सेल्सियस पर संग्रहित किया गया था । परीक्षण करने से पहले, सीरम 30 मिनट के लिए कमरे के तापमान पर रखा गया था और एक भंवर मिक्सर के साथ हिल गया था. दोहराया फ्रीज और गल चक्र से बचा गया ।

  1. मुख्य रूप से dermatभक्षी के पूरे एलर्जी के लिए siges के लिए सीरम नमूने का परीक्षण pteronyssinus (d1), dermatभक्षी farinae (d2), blomia ट्रॉपिलिस (d201), बिल्ली दानदाता (e1), कुत्ते बालों (e5), बरमूडा घास (g2), तीमुथियुस घास ( g6), तिलचट्टे (i6), ऐस्पर्जिलस धूमकेतू (एम3), Candida albicans (m5), ragweed (w1), अंडे का सफेद (f1), दूध (f2), गेहूं (f4), मूंगफली (f13), सोयाबीन (f14), बादाम (f20), केकड़ा (f23), और झींगा (f24) धारा 3 में दिए गए निर्देशों का पालन करें ।
    नोट: sIgE दृढ़ संकल्प allergen विशिष्ट IgE परख किट के साथ किया गया था ( सामग्री की मेजदेखें) और एक chemiluminescence विश्लेषक द्वारा मापा ।
  2. बेतरतीब ढंग से एक पुनरुद्दासीयता अध्ययन के लिए पर्याप्त सीरम के साथ नमूनों के बीच से तीन नमूनों का चयन (ंयूनतम ९०० μL) । सभी शर्तों अपरिवर्तित रखते हुए, allergen sIgEs के लिए तीन सेरा लगातार 9 दिनों के लिए उपाय (यानी, कुल १०० x 9 = ९०० μL सीरम की) ।

3. अर्द्ध स्वचालन microfluidic प्रणाली के परीक्षण की प्रक्रिया

नोट: 2 प्रणाली स्वचालित microfluidic प्रौद्योगिकी के एकीकरण है, प्रोटीन microarray, ठंडा प्रकाश विश्लेषण, समानांतर IgE विश्लेषण, और छवि प्रसंस्करण प्रौद्योगिकी । परीक्षण प्रोटोकॉल चार भागों में विभाजित है: उपकरण की तैयारी, नमूना लदान, ऊष्मायन, और माप ।

  1. उपकरणों की तैयारी
    1. पीसी और विश्लेषक शक्ति चालू करें ।
      नोट: पावर स्विच आधार के बाईं ओर है ।
    2. PC पर लेबल प्रोग्राम प्रारंभ करें । यदि डार्क फ़्रेम चेतावनी विंडो पॉप अप, क्लिक करें ok रिसाव परीक्षणचलाने के लिए । इसके बाद, कार्रवाई इंटरफ़ेस दर्ज करने के लिए केंद्र लोगो क्लिक करें ।
      नोट: सिस्टम उपयोगकर्ता रिसाव परीक्षण चलाने के लिए याद दिलाना होगा अगर यह 24 से अधिक घंटे के लिए निष्क्रिय है ।
    3. प्रतिक्रिया अस्थाई और सीसीडी (प्रभारी युग्मित युक्ति) स्क्रीन के निचले दाएं कोने में अस्थाई जांच करें । प्रतिक्रिया अस्थायी के बारे में 10 मिनट में ३७ ° c ± 1 डिग्री सेल्सियस तक उठना चाहिए, और सीसीडी अस्थायी-15 ° c ± 1 डिग्री सेल्सियस के लिए छोड़ देना चाहिए ।
    4. सीसीडी Temp-15 ° c ± 1 डिग्री सेल्सियस के लिए गिरा दिया है के बाद रिसाव परीक्षण चलाएँ । रिसाव परीक्षण चलाने से पहले, वहाँ कोई अन्य आइटम साधन के अंदर छोड़ दिया और दरवाजा बंद कर रहे हैं सुनिश्चित करें । क्लिक करें उपकरणसिस्टम टेस्टरिसाव परीक्षण। टेस्टिंग के दौरान दरवाजा न खोलें । परीक्षण समाप्त होने पर, रिपोर्ट विंडो पॉप अप होगी ।
  2. प्रतिदर्श भारण
    1. जोड़ें ६२० μL of धोने बफर, १२० μL of रोकने के बफर, ६० μL of संगागेट्स A और b, ६० μL of सब्सट्रेट A और B, and १००-l of सीरम नमूनों to the संगत अभिकर्मक टैंक on the microfluidic कारतूस ।
  3. ऊष्मायन
    1. कारतूस आईडीपर क्लिक करें, बारकोड स्कैनर का उपयोग करने के लिए कारतूस के सीरियल नंबर स्कैन, नमूना आईडी दर्ज करें, विश्लेषक में कारतूस डाल दिया और दरवाजा बंद, और विश्लेषक पर क्लिक करें और विश्लेषण शुरू करने के लिए चला रहे हैं ।
  4. माप
    1. माप के बाद सांख्यिकीय सॉफ़्टवेयर (उदा., Excel) को परिणाम निर्यात करें ।
      नोट: ऊष्मायन के 30 मिनट के बाद, विश्लेषक स्वचालित रूप से माप करता है और परिणाम की रिपोर्ट ।
  5. विश्लेषक के बंद स्विचन
    1. नियमित रखरखाव के लिए, परीक्षण खत्म करने के बाद, कारतूस को हटाने और ७५% शराब के साथ विश्लेषक आंतरिक हीटिंग लोहा और विद्युत चुंबक शुद्ध हल्के से पोंछ ।
      नोट: कठिन प्रेस नहीं है या विद्युत चुंबक हिला ।
    2. LabIT विंडो को बंद करें । तापमान निगरानी खिड़की पॉप जाएगा । यह स्वचालित रूप से बंद हो जाएगा जब सीसीडी warms 5 डिग्री सेल्सियस सुरक्षा मोड । तब तक एनालाइजर और पीसी की पावर बंद करना सुरक्षित हो जाएगा ।
      नोट: नहीं मैंयुअल रूप से बंद करने से पहले के तापमान की निगरानी विंडो सीसीडी Temp 5 डिग्री सेल्सियस तक बढ़ गया है, और बंद नहीं विश्लेषक की शक्ति और न ही पीसी के दौरान सीसीडी वार्म-अप ।

4. sIgE अभिक्रियाशीलता की परिभाषा

नोट: एक undiluted सीरम नमूना के लिए, 2 प्रणाली का पता लगाने रेंज 021-100 IU/

  1. ०.३५ iu/ml के थ्रेशहोल्ड मान के आधार पर, ०.३५ iu/ml से अधिक एक sige स्तर पर विचार करने के लिए सकारात्मक हो6,7. 8के रूप में sige परीक्षणों की अभिक्रियाशीलता की दर: कक्षा 1 (≥ ०.३५ और < 0.70 iu/एमएल), कक्षा 2 (≥ ०.७० और < 3.50 iu/एमएल), कक्षा 3 (≥ ३.५० और < 1750 iu/एमएल), कक्षा 4 (≥ १७.५० और < 50.00 आइयू/एमएल), कक्षा 5 (≥ ५०.०० और < 100.00 Iu/एमएल) , और कक्षा 6 (≥ १००.०० IU/एमएल) ।

5. सांख्यिकीय विश्लेषण

  1. एक हिस्टोग्राम का उपयोग करने के लिए 19 एलर्जी की सकारात्मक दर दिखाने के (चित्रा 1) और Levey-jennings वक्र का उपयोग करने का पता लगाने प्रणाली के repeatability प्रदर्शन (चित्रा 2)9
  2. तीन सबसे आम inhalant एलर्जी और खाद्य एलर्जी (कुल में, छह एलर्जी) का चयन करें और मैं अपने नैदानिक नैदानिक प्रदर्शन10,11का मूल्यांकन करने के लिए 1 प्रणाली के परिणामों की तुलना । सामंजस्य दर, संवेदनशीलता, विशिष्टता, सकारात्मक और नकारात्मक भविष्य कहनेवाला मूल्यों, और रिसीवर ऑपरेटिंग विशेषता के तहत क्षेत्र (roc) वक्र (auc) मूल्यांकन मापदंड के रूप में शामिल हैं ।
  3. स्पीमैन के सहसंबंध विश्लेषण12 लागू करने के लिए दो प्रणालियों के बीच correlations का वर्णन और निरंतरता के लिए कापा मूल्य का उपयोग करें । कापा मान को लगभग संपूर्ण (0.8 – 1.0), पर्याप्त (0.6-0.8), मॉडरेट (0.4 – 0.6), उचित (0.2-0.4), या ग़रीब (< 0.2)13के रूप में वर्गीकृत करें । का प्रयोग करें SPSS २३.० और MedCalc ११.० सांख्यिकीय विश्लेषण और परिभाषित P < ०.०५ सांख्यिकीय महत्व के रूप में ।

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Representative Results

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19 आम एलर्जी के लिए सकारात्मक दर
२९३ सेरा पर परिणाम चित्र 3में दिखाया गया है । सभी श्वास एलर्जी कारकों में, डी farinae सबसे अधिक सकारात्मक दर (८०.८९%, 273/293), और उसके बाद डी । टेरिनिकोसाइनस (७८.८४%, 231/293) । खाद्य एलर्जी के अलावा, केकड़े में सबसे अधिक सकारात्मक दर (२०.४८%, 60/293) है, इसके बाद झींगा के लिए १३.६५% (40/293) है । इन्वेलेंट एलर्जी के लिए कुल धनात्मक दर खाद्य एलर्जी कारकों की तुलना में अधिक थी ।

माइक्रोफ्लूडेडिक प्रणाली की पुनरात्मता
बिल्ली डैंडर, कुत्ते dander, और तिलचट्ट के लिए repeatability परिणाम, परीक्षण के नौ राउंड के आधार पर, ३२.९८ ± ८.९४, १.६१ ± ०.४८, और ०.७६ ± ०.१८, क्रमशः थे, और संगतता स्तर १००% (9/9), १००% (9/9), और ६७% (6/9) थे । परिणाम का वितरण चित्रा 2में Levey-jennings वक्र के साथ दिखाया गया है । सभी डेटा X ± 2 एक्स एसडी, जो अधिकतम स्वीकार्य नैदानिक त्रुटि14के साथ संगत है की सीमा के भीतर हैं ।

दो प्रणालियों की तुलना
गुणात्मक परिणाम से पता चला है कि बिल्ली दानदाता प्रणाली 1 (९५.३३%, 243/150) के लिए सबसे अधिक सामंजस्य था । सबसे कम सामंजस्य चिंराट (४०.७५%, 88/216) में देखा गया था । इन्वेलेंट एलर्जी के बीच कुल सामंजस्य ९२.००% से लेकर ९५.३३% तक था । खाद्य एलर्जी कारकों के लिए, सामंजस्य रेंज 40.74%-72.39% था । Inhalants के लिए सबसे अधिक संवेदनशीलता १००% विशिष्टता के साथ त्वचाभक्षी farinae (९३.९४%) में देखा गया था । खाद्य एलर्जी के बीच, उच्चतम संवेदनशीलता ८०.६५% की विशिष्टता के साथ, मूंगफली (५४.५५%) में देखा गया था । सारणी 2 में यह भी दर्शाया गया है कि इन्वेलेंट एलर्जी के सभी मूल्यांकन परिणाम खाद्य एलर्जी से बेहतर थे । चूंकि AUC मूल्यों ०.६१३ से ०.९८४ के लिए एक सीमा से पता चला और तीन inhalant एलर्जी के लिए AUC ०.९५० से अधिक था, यह निष्कर्ष निकाला जा सकता है कि सिस्टम 2 सिस्टम 1 के संदर्भ के साथ एक उच्च सटीकता है ।

दो प्रणालियों के लिए संगतता विश्लेषण से पता चला है कि तीन inhalants के लिए कापा मूल्यों के बीच थे 0.727 – 0.876, उच्चतम मूल्य के रूप में देखा बिल्ली डांडर ०.८७६ के रूप में (९५% CI, 0.786-0.965) । वे सभी खाद्य एलर्जी के लिए कापा मूल्यों से बेहतर है जो, सामांय में, 0.400 < गिर गया । सबसे कम कपापा मान झींगा (९५% CI, 0.062-0.162) (तालिका 3) में ०.११२ था । स्पीयरमैन सहसंबंध विश्लेषण से पता चला है कि सबसे अच्छा संबंध मूंगफली और बिल्ली डैंडर में देखा गया था, के रूप में सहसंबंध गुणांक के साथ r = ०.९४२ (९५% CI, 0.907-0.965; p < ०.०००१) और r = ०.९२७ (९५% CI, 0.900-0.947; पी < ०.०००१), क्रमशः ।

चित्रा 3में, एक तितर बितर भूखंड एक्स-अक्ष के साथ प्रणाली 2 के परिणाम के साथ निर्माण किया है और प्रणाली 1 y-अक्ष के साथ डी के लिए दो प्रणालियों से sige एकाग्रता परिणाम के वितरण को दिखाने के लिए d . pteronyssinus, डी । फरीना, बिल्ली दानदाता, दूध, चिंराट, और मूंगफली । एक सामंजस्य और विसंगति विश्लेषण के लिए, जिन एलर्जीजनों ने ± 1 वर्ग का अंतर दिखाया, वे थे d. pteronyssinus (९१.६०%, २२९ बनाम २५०), d farinae (८१.२५%, ९१ बनाम ११२), कैट डैंडर (९८.००%, १४७ बनाम १५०), दूध (८३.५८%, ११२ बनाम १३४), चिंराट (५९.७२%, १२९ बनाम २१६), और मूंगफली (७६.५६%, ४९ बनाम ६४) । संयुक्त कुल सामंजस्य दर ८१.७५% (७५७ बनाम ९२६) था ।

Figure 1
चित्रा 1: microfluidic परख द्वारा 19 आम एलर्जी का पता लगाने की सकारात्मकता दरों. d1- डर्माटोफेगोइडीज pteronyssinus, D2- त्वग्भक्षी farinae, D201- blomia ट्रॉपिलिस, e1-बिल्ली डांठ, e5-कुत्ता दानदाता, g2-बरमूडा घास, g6-तीमुथियुस घास, i6-तिलचट्टे, एम 3- aspergillusधूमकेतू, m5- Candida albicans, w1-ragweed, f1-अंडे सफेद, f2-दूध, f4-गेहूं, f13-मूंगफली, f14-सोयाबीन, f20-बादाम, f23 केकड़ा, और f24-चिंराट । इस आंकड़े का बड़ा संस्करण देखने के लिए कृपया यहां क्लिक करें ।

Figure 2
चित्रा 2: levey-jennings तीन एलर्जी के रेखांकन बारंबार microfluidic प्रणाली द्वारा पता लगाया । () बिल्ली के बाल, () कुत्ते के बाल, और () तिलचट्ट को पुनरात्मता मूल्यांकन के लिए चुना गया था । काले, हरे, पीले और लाल लाइनों मतलब (एक्स) का प्रतिनिधित्व करते हैं, मतलब ± मानक विचलन (X ± SD), मतलब + मानक विचलन बार दो (X ± 2SD), और मतलब + मानक विचलन बार तीन (X ± 3SD) के कई मापन, क्रमशः । इस आंकड़े का बड़ा संस्करण देखने के लिए कृपया यहां क्लिक करें ।

Figure 3
चित्रा 3: द्वारा मापा छह allergen sIgE सांद्रता के तितर बितर भूखंडों सिस्टम 1 सिस्टम 1 (Y-अक्ष) और सिस्टम 2 (X-अक्ष) । प्लॉट में प्रत्येक पंक्ति वर्ग कटऑफ का प्रतिनिधित्व करता है (कक्षा 0:०.३५, वर्ग 1:0.35-0.7, कक्षा 2:0.7-3.5, कक्षा 3:3.5-17.5, वर्ग 4:17.5-50, कक्षा 5:50-100, और कक्षा 6: > 100 iu/एमएल) । छायांकित बक्से एकाग्रता वर्ग में सहसंबद्ध क्षेत्र हैं । इस आंकड़े का बड़ा संस्करण देखने के लिए कृपया यहां क्लिक करें ।

विशेषता No. (%)
लिंग, n (%)
महिला 123 (41.98%)
पुरुष 170 (58.02%)
आयु, वर्ष, n (%)
माध्य (25%, 75%) 23 (8, 36)
≤ 10 97 (33.11%)
11-20 37 (1263%)
21-40 101 (34.47%)
> 41 58 (19.80%)
निदान, n (%)
नाक से सम्बधित एलर्जी 92 (31.40%)
एलर्जी अस्थमा 117 (39.93%)
दमा के साथ एलर्जी rhinitis 36 (12.29%)
दूसरों 48 (1638%)

तालिका 1: रोगी जनसांख्यिकीय विशेषताओं । कुल में, २९३ विषयों जो शामिल किए जाने के मापदंड को पूरा किया गया, 23 की एक औसत आयु के साथ (8 से ३६ साल पुराने interquartile श्रेणी) । इनमें १७० (५८.०२%) पुरुष और १२३ (४१.९८%) महिला थीं । साथ ही ९२ (३१.४०%) उनमें से एलर्जिक राहिनाइटिस, ११७ (३९.९३%) एलर्जी अस्थमा, ३६ (१२.२९%) एलर्जी और अस्थमा की comorbidity था, और ४८ (१६.३८%) अन्य एलर्जी रोग, जैसे एक खाद्य एलर्जी या त्वचा एलर्जी था ।

नमूना आकार कैप + कैप कुल समझौता एसई सपा Ppv Npv AUC (95%, CI)
BioIC + बायोपिक BioIC + बायोपिक
d1 २५० १९६ 20 0 ३४ ९२.००% ९०.७४% १००.००% १००.००% ६२.९६% 0.975 (0.947 से ०.९९१)
d2 ११२ ९३ 6 0 13 ९४.६४% ९३.९४% १००.००% १००.००% ६८.४२% 0.984 (0.941 से ०.९९९)
e1 १५० ३४ 5 2 १०९ ९५.३३% ८७.१८% ९८.२०% ९४.४४% ९५.६१% 0.968 (0.925 से ०.९९०)
f2 १३४ 16 27 10 ८१ ७२.३९% ३७.२१% ८९.०१% ६१.५४% ७५.००% 0.744 (0.661 से ०.८१५)
f13 ६४ 18 15 6 25 ६७.१९% ५४.५५% ८०.६५% ७५.००% ६२.५०% 0.731 (0.606 से ०.८३४)
f24 २१६ ३६ १२७ 1 ५२ ४०.७४% २२.०९% ९८.११% ९७.३०% २९.०५% 0.613 (0.545 से ०.६७८)
d1-Der. p1, डी 2-Der. f1, e1-बिल्ली डैंडर, f2-दूध, f13-मूंगफली, f24-चिंराट । कैप-इम्यूनोकैप, +-सकारात्मक, –-नकारात्मक, एसई संवेदनशीलता, SP-विशिष्टता, PPV-सकारात्मक भविष्य कहनेवाला मान, NPV-नकारात्मक भविष्य कहनेवाला मूल्य, AUC-ROC वक्र के तहत क्षेत्र. AUC मान के लिए, ९५% अंतराल मान (९५%, CI) भी तालिका में दिखाया गया है ।

तालिका 2: दो प्रणालियों के बीच नैदानिक प्रदर्शन । d1- d. pteronyssinus, d2- d. पराग, e1-बिल्ली दानदाता, f2-दूध, f13-मूंगफली, और f24-चिंराट । कैप-इम्यूनोकैप, +-सकारात्मक, –-नकारात्मक, एसई संवेदनशीलता, SP-विशिष्टता, PPV-सकारात्मक भविष्य कहनेवाला मान, NPV-नकारात्मक भविष्य कहनेवाला मूल्य, AUC-ROC वक्र के तहत क्षेत्र. AUC मान के लिए, ९५% अंतराल मान (९५%, CI) भी तालिका में दिखाया गया है ।

कापा (95%, CI) स्पीनर ' rho (95%, CI)
d1 0.727 (0.617 से ०.८३८) 0.896 (0.869 से ०.९१८)
d2 0.783 (0.617 से ०.९४८) 0.731 (0.631 से ०.८०७)
e1 0.876 (0.786 से ०.९६५) 0.927 (0.900 से ०.९४७)
f2 0.293 (0.122 से ०.४६३) 0.681 (0.579 से ०.७६३)
f13 0.349 (0.129 से ०.५६९) 0.969 (0.949 से ०.९८१)
f24 0.112 (0.062 से ०.१६२) 0.833 (0.788 से ०.८७०)

तालिका 3: सहसंबंध और दोनों प्रणालियों के बीच समझौता । d1- d. pteronyssinus, d2- d. पराग, e1-बिल्ली दानदाता, f2-दूध, f13-मूंगफली, और f24-चिंराट । कापा और स्पीरमैन के Rho मूल्यों के लिए, ९५% अंतराल मूल्य (९५%, CI) भी तालिका में दिखाया गया है ।

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Discussion

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कई अंय अध्ययनों से परिणाम के समान15,16,17, २९३ से सीरा पर आधारित microfluidic प्रणाली से परिणाम एलर्जी रोगियों से पता चला है कि घर धूल के कण ( D. pteronyssinusसहित, डी farinae, और बी tropicalis) मुख्य सांस दक्षिणी चीन में एलर्जी रोगों के लिए अग्रणी है, जबकि भोजन, दूध, मूंगफली, चिंराट, और केकड़ा के लिए सबसे आम एलर्जी है कि एलर्जी के कारण कर रहे हैं । तीन एलर्जी कारकों पर किए गए पुनरुद्दीनता अध्ययन के संबंध में, उन सभी ने अच्छा परिणाम दिखाया, ८८.८९% की एक समग्र पुनरावृत्ति दर, जिसका अर्थ यह अधिकतम स्वीकार्य त्रुटि से मुलाकात के साथ ।

सिस्टम 1 का उपयोग करते हुए संदर्भ के रूप में, वर्तमान अध्ययन प्रणाली 2 के नैदानिक निदान प्रभावकारिता का मूल्यांकन किया । ०.३५ IU के एक सीरम sIgE स्तर के साथ2कटऑफ, sige के साथ एक नमूना > ०.३५ iu/एमएल का तात्पर्य है कि रोगी allergen के प्रति संवेदनशील है, और उच्च titer, रोगी के लक्षणों के लिए बेहतर सहसंबंध18। परिणामों से पता चलता है कि तीन इंवेलेंट एलर्जी के सामंजस्य दर सभी ९०% से अधिक थे । खाद्य एलर्जी है, जो ~ 40.74%-७२.३९% की एक सामंजस्य था के लिए परिणामों के अलावा, कुल सामंजस्य ८१.७५% (757/926) था । डी. टेरोनिसाइनस, डी. फारीनाऔर कैट डैंडर का कापा मान क्रमशः ०.७७८, ०.६६३ और ०.८६० (p < ०.००१) था । खाद्य एलर्जी के लिए कापा मान सभी ०.४ से नीचे थे । तीन प्रमुख श्वास और खाद्य एलर्जी के लिए दोनों प्रणालियों (आरस्पीममैन ≈ 0.681-0.969, p < ०.०१) के बीच मात्रात्मक परिणामों का एक महत्वपूर्ण सहसंबंध देखा गया ।

यह देखा गया कि जब मूंगफली के लिए आरएस गुणांक ०.९६९ था, निरंतरता मूल्यांकन अनुक्रमणिका का कापा मान केवल ०.३४९ (९५% CI, 0.129-0.569) था । इस क्षेत्र में मूंगफली की संवेदनशीलता की कम व्यापकता के कारण ऐसी विसंगति हो सकती है और इसलिए, अधिकांश भर्ती किए गए सेरा उस विशिष्ट आईजीई के लिए नकारात्मक थे । कई अध्ययनों से पता चला है कि सिंगे टिटर और खाद्य एलर्जी के नैदानिक लक्षणों के बीच एक महत्वपूर्ण विसंगति देखी जा सकती है । भोजन के लिए विभिंन परख प्रणालियों का उपयोग विशेष IgE निर्धारण भी बड़ा बदलाव19बना सकता है । इस तथ्य यह कच्चा खाना जो एलर्जी लक्षण से चलाता है नहीं है के कारण हो सकता है, लेकिन संशोधित खाना पकाने या पाचन के दौरान उत्पंन घटकों । विभिन्न निर्माताओं द्वारा विभिन्न कच्चे माल का उपयोग एलर्जी को बनाने के लिए भी परिणाम विसंगति20में योगदान कर सकते हैं ।

Microfluidic कारतूस पांच प्रमुख भागों से बना है: पांच भंडारण टैंक, पांच अभिकर्मक वितरण चैनल, पांच यूनिडायरेक्शनल पंप, एक एकल प्रतिक्रिया क्षेत्र जिसमें allergen निष्कर्षों को immobilized जा सकता है, और एक अपशिष्ट टैंक के द्वारा सभी प्रतिक्रिया इकट्ठा करने के लिए उत्पादों । परख की जरूरत के आधार पर, अप करने के लिए ४० allergen निष्कर्षों प्रतिक्रिया क्षेत्र पर बिंदीदार किया जा सकता है । पीसी द्वारा नियंत्रित, पांच यूनिडायरेक्शनल पंपों गाइड और सीरम नमूना, धोने बफर, अवरुद्ध अभिकर्मक, conjugates, और subtracts के प्रवाह समंवय, एक दो कदम एंजाइम से जुड़े immunosorbent परख खत्म । प्रतिक्रिया पूर्ण होने के बाद, chemiluminescence प्रतिक्रिया छवियों को एक कम संकल्प ठंडा सीसीडी कैमरा द्वारा कब्जा कर लिया है और संकेतों पीसी द्वारा अंशांकन वक्र स्थापित करने के लिए और मात्रात्मक और semiquantitative sIgE परिणामों की गणना करने के लिए संसाधित कर रहे हैं ।

वर्तमान अध्ययन से पता चलता है कि दो प्रणालियों अच्छा निरंतरता प्रदर्शित करता है । हालांकि, सिस्टम 1 के साथ तुलना में, सिस्टम 2 का उपयोग करने के लिए आसान है और ऑपरेटर प्रशिक्षण के लिए कम मांग है । के बाद से प्रत्येक microfluidic कारतूस अपनी गुणवत्ता नियंत्रण वक्र है, प्रणाली की विश्वसनीयता बहुत बढ़ाया है । प्रणाली के अंय लाभों में शामिल है एक प्रकाश और छोटे पदचिह्न, एक विस्तार योग्य मॉड्यूलर सेटअप, और आसानी जिसके साथ यह आपरेशन नियंत्रण के लिए एक पीसी से जुड़ा है । इन सभी लाभ बहुत सेटअप और चल रहे लागत को कम करने, और एक ही समय में, वे सटीकता और दैनिक नैदानिक अभ्यास में गति आवश्यकताओं, जो प्राथमिक देखभाल अस्पतालों में एलर्जी स्क्रीनिंग के लिए विशेष रूप से उपयुक्त प्रणाली बनाता है ख़तरे में डालना नहीं है चीन में । फिर भी, microfluidic प्रणाली की एक बड़ी खामी यह है कि यह एक पूरी तरह से स्वचालित प्रणाली नहीं है, और अक्सर हस्तक्षेप आपरेशन के दौरान की जरूरत है । यह अभी भी प्रणाली है कि नमूनों की एक बड़ी संख्या में दैनिक प्रक्रिया की जरूरत की जगह नहीं कर सकते ।

कारण कुछ एलर्जी के लिए पर्याप्त सकारात्मक सेरा की कमी के लिए, इस अध्ययन के सभी 19 microfluidic कारतूस में उपलब्ध एलर्जी कवर नहीं किया था, लेकिन सिर्फ छह आम दक्षिणी चीन में उपलब्ध हैं । यह मूल्यांकन अन्य एलर्जी कारकों पर भी लागू होता है या नहीं इसके बारे में विस्तार से बताने के लिए अधिक अध्ययन की जरूरत है ।

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Disclosures

लेखकों के पास खुलासा करने के लिए कुछ नहीं है ।

Acknowledgments

लेखक पांडुलिपि की तैयारी में सांख्यिकी विश्लेषण और श्री हथौड़ा Tsui में उसकी मदद के लिए प्रोफेसर मेई जियांग धंयवाद । इस अध्ययन का समर्थन ग्वांग्झू साइंस एंड टेक्नोलॉजी फाउंडेशन (२०१८०४०२००४३) और नेशनल नेचुरल साइंस फाउंडेशन ऑफ चाइना (एनएसएफसी ८१५७२०६३ और एनएसएफसी ८१८०२०७६) ने किया । वित्तपोषण समूह अध्ययन डिजाइन, डेटा विश्लेषण, पांडुलिपि तैयार करने के साथ सहमत हुए, और प्रकाशित करने का निर्णय । इस अध्ययन के लिए कोई अन्य निधि प्राप्त नहीं हुई ।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Agnitio BioIC Analyzer Agnitio Science & Technology(Taiwan, China) BA-G2000
BioIC Allergen specific-IgE Detection Kit Agnitio Science & Technology(Taiwan, China) DR17A12
BioIC Cartrideg Placement plate Agnitio Science & Technology(Taiwan, China) T20SET
BioIC Reagent Dispenser Agnitio Science & Technology(Taiwan, China) DS-1
Image two-dimensional barcode machine Agnitio Science & Technology(Taiwan, China) NLS-HR200
Software Package, LabIT Agnitio Science & Technology(Taiwan, China) Version 2.4.12
VORTEX-5 Vortex Mixer Haimen Kylinbell Lab Lastruments Co., Ltd. VORTEX-5

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सीरम Allergen-विशिष्ट इम्युनोग्लोबुलिन ई (sIgE) का पता लगाने के लिए बायोचिप माइक्रोफ्लूडेडिक प्रौद्योगिकी के अनुप्रयोग
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Huang, Z., Luo, W., Zou, X., Liu, X., Cai, C., Wu, Z., Hu, H., Sun, B. Application of Biochip Microfluidic Technology to Detect Serum Allergen-specific Immunoglobulin E (sIgE). J. Vis. Exp. (146), e59100, doi:10.3791/59100 (2019).More

Huang, Z., Luo, W., Zou, X., Liu, X., Cai, C., Wu, Z., Hu, H., Sun, B. Application of Biochip Microfluidic Technology to Detect Serum Allergen-specific Immunoglobulin E (sIgE). J. Vis. Exp. (146), e59100, doi:10.3791/59100 (2019).

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