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中华肾病研究电子杂志 ›› 2025, Vol. 14 ›› Issue (01) : 13 -17. doi: 10.3877/cma.j.issn.2095-3216.2025.01.003

论著

血液透析患者手指血钾微流体技术检测法的建立
刘键1, 谭志广2, 郝文联1, 张晓娜1, 王建雄1, 徐宏娟1, 彭丽敏1, 于海霞2,(), 李晨曦2   
  1. 1. 300381 联勤保障部队天津康复疗养中心综合内科肾脏病区
    2. 300072 天津大学精密仪器与光电子工程学院生物信息测量与生物制造实验室
  • 收稿日期:2024-04-26 出版日期:2025-02-28
  • 通信作者: 于海霞

Establishment of microfluidic technology for detecting potassium in finger blood of hemodialysis patients

Jian Liu1, Zhiguang Tan2, Wenlian Hao1, Xiaona Zhang1, Jianxiong Wang1, Hongjuan Xu1, Limin Peng1, Haixia Yu2,(), Chenxi Li2   

  1. 1. Renal Ward of General Internal Medicine, Tianjin Rehabilitation and Recuperation Center of Joint Logistics Support Force, Tianjin 300381
    2. Laboratory of Bioinformation Measurement and Biomanufacturing, School of Precision Instrument and Opto-electronics Engineering, Tianjin University, Tianjin 300072; China
  • Received:2024-04-26 Published:2025-02-28
  • Corresponding author: Haixia Yu
引用本文:

刘键, 谭志广, 郝文联, 张晓娜, 王建雄, 徐宏娟, 彭丽敏, 于海霞, 李晨曦. 血液透析患者手指血钾微流体技术检测法的建立[J/OL]. 中华肾病研究电子杂志, 2025, 14(01): 13-17.

Jian Liu, Zhiguang Tan, Wenlian Hao, Xiaona Zhang, Jianxiong Wang, Hongjuan Xu, Limin Peng, Haixia Yu, Chenxi Li. Establishment of microfluidic technology for detecting potassium in finger blood of hemodialysis patients[J/OL]. Chinese Journal of Kidney Disease Investigation(Electronic Edition), 2025, 14(01): 13-17.

目的

探讨建立血液透析患者手指血钾微流体技术检测法的可行性。

方法

招募18 例血液透析患者,每人采集手指血100 μl 通过微流体技术检测血钾,静脉血2 ml 送检验科检测血钾。 分析两种方式测得血钾浓度的差值和相关性。 绘制受试者工作特征(ROC)曲线,以分析手指血钾>5.0 mmol/L 对透析患者的诊治价值。

结果

微流体技术检测手指血钾浓度与检验科测得静脉血钾浓度相差约10%左右(r=0.774,P<0.05)。 以手指血钾>5.0 mmol/L 作为指标的ROC 曲线下面积为0.938。

结论

微流体技术检测的手指血钾浓度与检验科检测的静脉血钾浓度成线性关系。 基于微流体技术的手指血钾检测法,可能对于监测透析患者的血钾浓度具有一定价值。

Objective

To explore the feasibility of establishing a microfluidic technology for detecting potassium in finger blood of hemodialysis patients.

Methods

Eighteen hemodialysis patients were enrolled, from each of whom 100 μl of finger blood was collected for potassium detection using the microfluidic technology, and 2 ml of venous blood was sent to the laboratory for potassium detection.The difference and correlation between the blood potassium concentrations measured by the two methods were analyzed.The receiver operating characteristic (ROC) curves were drawn to analyze the diagnostic and therapeutic value of finger blood potassium >5.0 mmol/L for dialysis patients.

Results

The difference between the finger blood potassium concentration detected by microfluidic technology and the venous blood potassium concentration measured by the laboratory was about 10% (r=0.774, P<0.05).The area under the ROC curve with the finger blood potassium>5.0 mmol/L being the indicator was 0.938.

Conclusion

The finger blood potassium concentration detected by microfluidic technology was linearly correlated to the venous blood potassium concentration detected by the laboratory.The finger blood potassium detection method based on microfluidic technology may have certain value for monitoring the blood potassium concentration of dialysis patients.

图1 钾离子特异性微电极 注:A:钾离子特异性微电极基本结构示意图;B:钾离子特异性微电极实物照片
图2 电化学分析仪
图3 血清标本微流体法与生化仪检测结果的线性关系
表1 静脉血清钾与指尖全血血钾
图4 静脉血钾与指尖血钾的散点图
图5 指尖血钾作为降钾药物使用指征的ROC 曲线
图6 居家血钾检测终端示意图 注:A:血钾检测仪系统(微型电化学工作站)外观;B:血钾检测仪系统(微型电化学工作站)结构示意图;LCD:liquid crystal display,液晶显示屏;RE:reference electrode,参比电极;WE:working electrode,工作电极
图7 金电极表面沉积不同量纳米颗粒差分脉冲伏安电化学分析
图8 电极表面修饰前后水接触角变化
图9 亲水修饰后的聚二甲基硅氧烷水接触角测量
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