Patient-centric devices for sample preparation and analysis using capillary microfluidics
Tid: Fr 2026-11-06 kl 10.00
Plats: Q1, Malvinas väg 4, Stockholm
Videolänk: https://kth-se.zoom.us/j/66913270315
Språk: Engelska
Ämnesområde: Elektro- och systemteknik
Respondent: Carl Olsson , Mikro- och nanosystem
Opponent: Professor Manabu Tokeshi, Hokkaido University, Sapporo, Japan
Handledare: Professor Niclas Roxhed, Mikro- och nanosystem; Professor em Olof Beck, Karolinska institutet, Stockholm, Sweden; Docent Lena Backlund, Karolinska institutet, Stockholm, Sweden; Professor Martin Schalling, Karolinska institutet, Stockholm, Sweden
QC 20261007
Abstract
Blodprovstagning är en viktig del av dagens sjukvård men kräver nästan alltid ett besök på vårdcentral eller sjukhus på grund av centraliserad hantering och analys. Som svar på detta har patientcentrerade testmetoder, såsom hemprovtagning och patientnära analyser, syftar till att förenkla provtagning, provberedning och analys utanför den etablerade kliniska infrastrukturen. Genom att sänka trösklarna för provtagning har dessa strategier potential att öka tillgängligheten för patienter samtidigt som arbetsbördan inom sjukvården minskar.
Blod är en komplex biologisk vätska som innehåller ett stort antal cellulära och molekylära komponenter, varav många kräver specifika provberedningssteg före analys. Detta medför att de analytiska kraven varierar mellan olika biomarkörer, vilket utgör en betydande utmaning vid utvecklingen av patientcentrerade provtagningsmetoder och patientnära testteknologier.
I denna avhandling presenteras nya metoder för terapeutisk läkemedelsövervakning av litium, förstahandsbehandlingen vid bipolär sjukdom. Litiumbehandling kräver regelbunden provtagning på grund av dess smala terapeutiska intervall och risken för toxicitet, vilket innebär att patienter behöver lämna blodprover flera gånger per år för att mäta litiumkoncentrationen i serum. För att förenkla denna process utvärderas här två olika strategier. Den första bygger på volymetriska torkade blodprover (dried blood spots, DBS), där ett eluerings- och analysprotokoll för bestämning av litiumkoncentrationer från DBS-prover utvecklades, följt av en longitudinell klinisk studie där volymetrisk DBS-baserad provtagning jämfördes med konventionell klinisk analys. Den andra strategin är ett patientnära testkoncept för litiumbestämning. Metoden utvecklades och utvärderades i patientprover för att undersöka den tekniska genomförbarheten samt patienters intresse för förenklade provtagnings- och analysmetoder.
Vidare utvärderas ett kapillärdrivet mikrofluidiskt kort utvecklad för att processa helblod till ett nanofiltrat. Kortet använder en dubbel filtreringsstrategi i kombination med filter i vinkel för att extrahera nanopartiklar från blod. Filtreringsprestandan utvärderades med hjälp av nanopartiklar, liposomer och syntetiska extracellulära vesiklar, medan de biologiska egenskaperna hos det resulterande nanofiltratet jämfördes med ultracentrifugering. Vidare utvärderades kortet med prover från friska kontrollpersoner och cancerpatienter. Nanofiltrat från friska kontrollpersoner karakteriserades genom proteinprofilering av extracellulära vesiklar, medan prover från cancerpatienter användes för analys av cirkulerande tumör-DNA, cellfritt DNA och kopienummervariationer.
Sammantaget presenterar denna avhandling nya metoder för litiumövervakning och blodprocessering. Dessa teknologier har potential att öka tillgängligheten till terapeutisk läkemedelsmonitorering, förbättra möjligheterna till litiumbehandling och möjliggöra analys av biomarkörer från blod.