Ключевые слова
медицинская диагностика
мониторинг здоровья
диагностика заболеваний
Аннотация
В настоящее время клинико-лабораторная диагностика переживает активные технологические изменения. Каждая медицинская организация оснащена оборудованием, позволяющим автоматизировать и ускорить процесс оценки состояния пациента. Однако классические методики исследования могут быть длительными и не всегда удовлетворяют потребностям врача, что требует использования более чувствительных и специфичных анализаторов. В обзоре рассматривается роль биосенсоров — портативных устройств, состоящих из биологического элемента (антитела, антигена, фермента фрагмента ДНК или РНК), физического преобразователя сигнала и рабочего раствора и их роль в современной лабораторной диагностике. В современной клинической практике биосенсоры широко применяются для раннего выявления различных заболеваний, мониторинга общего состояния здоровья пациентов, обеспечивая персональный подход к лечению и профилактике заболеваний. Основными преимуществами их использования являются скорость получения результата, возможность многократного использования, а также высокие чувствительность и специфичность, что позволяет лечащему врачу получить более подробную информацию о состоянии пациента и выбрать нужную тактику лечения. При проведении обзора проанализированы биосенсорные устройства, применяемые в современной медицинской практике для анализа генетического материала, клеточного и химического анализов крови, визуализации внутренних органов и проведения серологических исследований.
Для цитирования
Биосенсоры и их применение в медицинской диагностике / У. И. Хизриев, А. Д. Беседин, И. В. Клишин // Вестник УГМУ. 2024. № 3. С. 57–65. EDN: https://elibrary.ru/FJHZRK.
Список источников
Упрощенные форматы современных биосенсоров: 60 лет использования иммунохроматографических тест-систем в лабораторной диагностике / Б. Г. Андрюков, И. Н. Ляпун, М. П. Бынина, Е. В. Матосова // Клиническая лабораторная диагностика. 2020. Т. 65, № 10. С. 611–618. EDN: https://www.elibrary.ru/ibvnza.
Аннагулыев Г., Байгелдиев Х. Исследование возможностей использования неорганических материалов в медицине и биотехнологии // Всемирный ученый. 2024. № 20. URL: https://clck.ru/3DbW6D (дата обращения: 10.09.2024).
Морфологическое обоснование возможности использования электрохимических биосенсоров в диагностике колоректального рака / С. Верник, А. Н. Белкин, Г. Г. Фрейнд [и др.] // Пермский медицинский журнал. 2012. Т. 29, № 5. С. 5–12. EDN: https://elibrary.ru/pjhaej.
Биосенсоры: современное состояние и перспективы применения в лабораторной диагностике особо опасных инфекционных болезней / Д. В. Уткин, Н. А. Осина, В. Е. Куклев [и др.] // Проблемы особо опасных инфекций. 2009. № 4. С. 11–14. EDN: https://www.elibrary.ru/kxxidr.
Иммуносенсорная нанотехнология / А. А. Кузнецова, В. Г. Сергеев, С. М. Перевозчиков, Л. Д. Загребин // Химическая физика и мезоскопия. 2006. Т. 8, № 4. С. 455–460. EDN: https://www.elibrary.ru/pjvbmb.
Исламов Р. А., Ибрагимова Н. А. Перспективы нанотехнологии для медицинской науки // Вестник КазНМУ. 2010. № 4. URL: https://clck.ru/3DbXBw (дата обращения: 10.09.2024).
Наноразмерный биосенсор со встроенным терморегулятором для ДНК-диагностики / И. И. Циняйкин, Г. В. Преснова, И. В. Божьев [и др.] // Вестник Московского университета. Серия 3: Физика. Астрономия. 2023. № 2, № статьи 2320701. DOI: https://doi.org/10.55959/MSU0579-9392.78.2320701.
Электронные биохимические наносенсоры для клинических исследований / В. П. Попов, А. В. Тронин, А. В. Глухов, Ю. Д. Иванов // Инновации. 2014. № 3. С. 94–100. EDN: https://www.elibrary.ru/tegnbv.
Кузнецова Е. А. Сравнение микробных биосенсоров с различным способом регистрации сигнала // Вестник науки и образования. 2017. № 11. С. 6–8. EDN: https://www.elibrary.ru/zsmezf.
Kim H., Chung D.-R., Kang M. A New Point-of-Care Test for the Diagnosis of Infectious Diseases Based on Multiplex Lateral Flow Immunoassays // Analyst. 2019. Vol. 144, Iss. 8. P. 2460–2466. DOI: https://doi.org/10.1039/c8an02295j.
Early Sepsis Diagnosis via Protein and miRNA Biomarkers Using a Novel Point-of-Care Photonic Biosensor / N. Fabri-Faja, O. Calvo-Lozano, P. Dey [et al.] // Analytica Chimica Acta. 2019. Vol. 1077. P. 232–242. DOI: https://doi.org/10.1016/j.aca.2019.05.038.
Integrated Biosensor for Rapid and Point-of-Care Sepsis Diagnosis / J. Min, M. Nothing, B. Coble [et al.] // ACS Nano. 2018. Vol. 12, Iss. 4. P. 3378–3384. DOI: https://doi.org/10.1021/acsnano.7b08965.
Alarm Lateral Flow Immunoassay for Detection of the Total Infection Caused by the Five Viruses / I. V. Safenkova, V. G. Panferov, N. A. Panferova [et al.] // Talanta. 2019. Vol. 195. P. 739–744. DOI: https://doi.org/10.1016/j.talanta.2018.12.004.
Quantum Dots-Based Lateral Flow Immunoassay Combined with Image Analysis for Semiquantitative Detection of IgE Antibody to Mite / Y. Zhao, Q. Zhang, Q. Meng [et al.] // International Journal of Nanomedicine. 2017. Vol. 12. P. 4805–4812. DOI: https://doi.org/10.2147/IJN.S134539.
Development of Prototype Filovirus Recombinant Antigen Immunoassays / M. L. Boisen, D. Oottamasathien, A. B. Jones [et al.] // The Journal of Infectious Diseases. 2015. Vol. 212, Suppl. 2. P. S359–S367. DOI: https://doi.org/10.1093/infdis/jiv353.
Development of a Lateral Flow Assay for Rapid Detection of Bovine Antibody to Anaplasma Marginale / K. Nielsen, W. L. Yu, L. Kelly [et al.] // Journal of Immunoassay and Immunochemistry. 2008. Vol. 29, Iss. 1. P. 10–18. DOI: https://doi.org/10.1080/15321810701734693.
Evaluation of a New Lateral Flow Test for Detection of Streptococcus Pneumoniae and Legionella Pneumophila Urinary Antigen / C. S. Jørgensen, S. A. Uldum, J. F. Sørensen [et al.] // Journal of Microbiological Methods. 2015. Vol. 116. P. 33–36. DOI: https://doi.org/10.1016/j.mimet.2015.06.014.
A Lateral Flow Assay for Quantitative Detection of Amplified HIV-1 RNA / B. A. Rohrman, V. Leautaud, E. Molyneux [et al.] // PLoS One. 2012. Vol. 7, Iss. 9, Art. No. e45611. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0045611.
Rapid Molecular Detection of Multidrug-Resistant Tuberculosis by PCR-Nucleic Acid Lateral Flow Immunoassay / H. Kamphee, A. Chaiprasert, T. Prammananan [et al.] // PLoS One. 2015. Vol. 10, Iss. 9, Art. No. e0137791. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0137791.
Pilavaki E., Demosthenous A. Optimized Lateral Flow Immunoassay Reader for the Detection of Infectious Diseases in Developing Countries // Sensors. 2017. Vol. 17, Iss. 11, Art. No. 2673. DOI: https://doi.org/10.3390/s17112673.
Posthuma-Trumpie G. A., Korf J., van Amerongen A. Lateral Flow (Immuno)Assay: Its Strengths, Weaknesses, Opportunities and Threats. A Literature Survey // Analytical and Bioanalytical Chemistry. 2008. Vol. 393, Iss. 2. P. 569–582. DOI: https://doi.org/10.1007/s00216-008-2287-2.
Introduction to Biosensors / N. Bhalla, P. Jolly, N. Formisano, P. Estrela // Essays in Biochemistry. 2016. Vol. 60, Iss. 1. P. 1–8. DOI: https://doi.org/10.1042/ebc20150001.
Advances in Biosensors and Optical Assays for Diagnosis and Detection of Malaria / K. V. Ragavan, S. Kumar, S. Swaraj, S. Neethirajan // Biosensors and Bioelectronics. 2018. Vol. 105. P. 188–210. DOI: https://doi.org/10.1016/j.bios.2018.01.037.
Biosensors in Health Care: The Milestones Achieved in Their Development Towards Lab-on-Chip-Analysis / S. Patel, R. Nanda, S. Sahoo, E. Mohapatra // Biochemistry Research International. 2016. Vol. 2016, Art. No. 3130469. DOI: https://doi.org/10.1155/2016/3130469.
Biomaterials Nanoarchitectonics / Ed. by M. Ebara. William Andrew, 2016. 362 p. DOI: https://doi.org/10.1016/c2014-0-02556-7.
Biopolymer Composites in Electronics / Ed. by K. K. Sadasivuni, D. Ponnamma, J. Kim [et al.]. Elsevier, 2017. 544 p. DOI: https://doi.org/10.1016/c2014-0-04575-3.
Sensitive Optical Biosensors for Unlabeled Targets: A Review / X. Fan, I. M. White, S. I. Shopova [et al.] // Analytica Chimica Acta. 2008. Vol. 620, Iss. 1–2. P. 8–26. DOI: https://doi.org/10.1016/j.aca.2008.05.022.
Recent Advances in Biosensors for Diagnosis and Detection of Sepsis: A Comprehensive Review / S. Kumar, S. Tripathy, A. Jyoti, S. G. Singh // Biosensors and Bioelectronics. 2019. Vol. 124–125. P. 205–215. DOI: https://doi.org/10.1016/j.bios.2018.10.034.
Component Costs of Foodborne Illness: A Scoping Review / T. McLinden, J. M. Sargeant, M. K. Thomas [et al.] // BMC Public Health. 2014. Vol. 14, Art. No. 509. DOI: https://doi.org/10.1186/1471-2458-14-509.
A Labelfree Impedimetric Aptasensor for the Detection of Bacillus Anthracis Spore Simulant / V. Mazzaracchio, D. Neagu, A. Porchetta [et al.] // Biosensors and Bioelectronics. 2019. Vol. 126. P. 640–646. DOI: https://doi.org/10.1016/j.bios.2018.11.017.
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-ShareAlike» («Атрибуция — Некоммерческое использование — На тех же условиях») 4.0 Всемирная
© 2024 Хизриев У. И., Беседин А. Д., Клишин И. В.