研究背景：

缺血性中风，作为全球主要的死亡和致残原因之一，对人类健康构成了巨大威胁。据统计，每年全球约有1500万人遭受中风的打击。这种病症通常由脑部血管阻塞引起，导致大脑局部区域血流不足，进而引发脑细胞缺氧和营养供应中断，最终造成脑组织损伤和功能障碍。缺血性中风的临床诊断具有紧迫性，需要快速而准确的医疗干预以降低患者的死亡率和残疾风险。

在中风的诊断过程中，除了医学影像学检查外，生物标志物的检测同样扮演着重要角色。特别是转铁蛋白饱和度（TSAT），作为一种反映体内铁状态的指标，与中风的风险及预后密切相关。研究表明，较高的TSAT水平可能增加中风发生的风险，并与中风后不良的神经功能恢复相关。因此，开发一种快速、准确的TSAT检测方法，对于改善中风患者的临床管理和预后具有重要意义。

导读：

近期，有研究人员开发了一种新型微流控纸基双模式检测平台（dual µPAD），它能够同时通过比色法和电化学法快速、准确地测定缺血性中风患者样本中的转铁蛋白饱和度（TSAT），具有操作简便、成本低廉、检测时间短等优点，有助于改善中风的临床诊断和预后评估。相关研究以“Dual colorimetric-electrochemical microfluidic paper-based analytical device for point-of-care testing of ischemic stroke”为题目，发表在期刊《Lab on a Chip》上。

本文要点：

1、本研究开发了一种新型微流控纸基分析装置（dual µPAD），用于测定缺血性中风患者样本中的转铁蛋白饱和度（TSAT）。

2、该设备结合了比色和电化学双重检测方法，通过测量转铁蛋白结合铁（比色法）和总铁结合能力（电化学法）来计算TSAT。

3、μPAD设计巧妙，集成了比色和电化学检测储液器，并具有预加载/存储能力，实现了双重同时检测，提高了结果的可靠性。

4、设备在分析经认证的参考材料时表现出优异的准确性（误差≤5%）和精密度（RSD≤2%），并成功应用于缺血性中风患者的血清样本分析。

5、该设备仅需90微升临床样本，不到90分钟即可完成测试，相较于尿素-PAGE方法所需的18小时，显著缩短了检测时间。

6、总之，该μPAD是一种有前景的、无需试剂装置的设备，可用于缺血性中风的快速诊断和预后评估，帮助医生在关键时刻做出正确决策。

转铁蛋白饱和度（TSAT）与缺血性中风诊断和预后的关系可以概括为以下几点：

1、生物标志物：TSAT作为评估体内铁状态的一个重要生物标志物，可以结合其他血清生物标志物如血清铁蛋白，用于诊断铁缺乏或铁过载。

2、中风风险：临床研究表明，较高的TSAT水平与增加的中风风险相关联，并且可能加剧缺血性中风后患者的神经功能障碍，影响其恢复过程和生活质量。

3、脑损伤：在急性缺血性中风患者中，已经发现与铁死亡相关的脑损伤证据，这表明TSAT水平可能与脑损伤的程度有关。

4、预后指标：在中风发病后的关键时期，TSAT水平较高（超过30%）意味着缺血性中风的预后较差。 

5、诊断与治疗：TSAT的测定有助于医生快速诊断和预测中风的严重程度，从而及时制定治疗计划。

6、治疗决策：在中风治疗中，了解TSAT水平可以帮助医生评估患者对治疗的响应，以及预测恢复的可能性和速度。

Dual μPAD在实际临床应用中相比传统检测方法具有哪些潜在的经济和社会效益？

1、节约成本：作为一种经济高效的检测工具，dual μPAD的一次性使用特性减少了重复投资和维护成本，有助于减轻医疗机构的经济负担。

2、提高救治率：快速的检测能力使得该设备能够在中风发生后的黄金时间内提供诊断信息，有助于提高救治率，减少中风导致的死亡和残疾。

3、医疗资源优化：由于便携性和易用性，dual μPAD可以在医疗资源不足的地区使用，有助于改善医疗资源分配不均的问题。

4、患者体验改善：减少了患者等待检测结果的时间，有助于缓解了患者因长时间等待而产生的焦虑和不便。

5、医疗质量提升：通过提供准确的检测结果，dual μPAD有助于医生做出更准确的诊断和更有效的治疗决策，从而提高整体医疗质量。

6、公共卫生影响：通过快速诊断和及时治疗，dual μPAD有助于减少中风对个人和社会造成的长期负担，包括医疗费用、工作损失和生活质量下降。

图1.使用抗Tf-MB、电化学传感器和智能手机-µPAD传感器测定TSAT的双重策略。

图2.（A）电流强度与Tf浓度的校准图。插图：对应于pH3.0（黑线）、0.25g/L Tf（红线）、1g/L Tf（蓝线）、2.5g/L Tf（绿线）、5g/L Tf（紫线）、7.5g/L Tf（橙线）和10g/L Tf（蓝线）的30μL 0.2M BR缓冲液的伏安图。SWV参数：起始电位+0.3V，终止电压+1.4V，频率200Hz，振幅0.05V，阶跃电位0.005V（背景信号线性化）（n=3）。（B）颜色强度与Fe3+浓度的校准图。插图：用于校准的dual µPAD的图像。实验条件：浓度为3μg/mL至70μg/mL的30μL Fe3+标准溶液在pH3.0的0.2M BR缓冲液中反应2分钟（n=3）。

图3.（A）dual µPAD和尿素-PAGE获得的TSAT值之间的相关性（n=3）。（B）对样本S5进行TSAT评估的dual µPAD的图像，其中包含两个参数：方波伏安法用于检测转铁蛋白含量（电化学检测）和10分钟时Fe2+-铁锌络合物的形成（比色检测）（左），以及同一dual µPAD完全干燥后的图像，观察到MB完全保留在工作电极上（棕色圆圈）（右）。（C）尿素-PAGE法（蓝色条）、基于dual µPAD的方法（粉色条）和之前报道的基于比色PAD（橙色条）的方法在TSAT分析中的比较。*比色PAD不适用于样本S1。

原文链接：https://doi.org/10.1039/D4LC00398E