Een groep onderzoekers van de Hokkaido University heeft een op papier gebaseerd apparaat ontwikkeld dat gemakkelijk en goedkoop de lithiumionconcentratie in het bloed kan meten, die patiënten met een bipolaire stoornis enorm zouden kunnen helpen.

Lithiumcarbonaat wordt gebruikt voor de behandeling van bipolaire stoornis, een psychische aandoening die extreme stemmingswisselingen veroorzaakt. Maar het gebruik van dit medicijn vereist voorzichtigheid omdat het therapeutische concentratiebereik van lithiumionen in het bloed smal is en dicht bij het toxische bereik. Het Japanse Bureau voor Geneesmiddelen en Medische Hulpmiddelen waarschuwt artsen om regelmatig de lithiumionconcentratieniveaus in het bloed van patiënten die het medicijn krijgen te onderzoeken.

Echter, bestaande onderzoeksmethoden vereisen een grote hoeveelheid bloed, speciale operaties, en groot, dure apparaten. Deze methoden kunnen alleen worden uitgevoerd door bepaalde testlaboratoria.

De huidige studie onder leiding van Takeshi Komatsu, een doctoraalstudent aan de Graduate School of Chemical Sciences and Engineering van Hokkaido University, en professor Manabu Tokeshi van de faculteit Ingenieurswetenschappen van de universiteit werd geleid om dit probleem aan te pakken door een gebruiksvriendelijke, goedkope methode. De studie is gepubliceerd in ACS-sensoren .

De onderzoekers zijn erin geslaagd een colorimetrisch apparaat op papier te maken waarmee in één stap point-of-care-testen mogelijk zijn. Het apparaat bestaat uit twee op papier gebaseerde elementen die aan elkaar zijn gekoppeld:een bloedcelscheidingseenheid en een colorimetrische detectie-eenheid. Hoogzuiver katoenen vloeipapier en scheidingsmembraan voor bloedcellen, die beide op de markt verkrijgbaar zijn, worden gebruikt als substraat voor elke eenheid, respectievelijk. Hydrofobe inkt werd op het apparaat gecoat om gemakkelijk met vloeistof te kunnen omgaan.

Nadat een druppel van een bloedmonster op het uiteinde van de scheidingseenheid is geplaatst, plasma, of het vloeibare deel van het bloed in het monster, wordt automatisch gescheiden en getransporteerd naar de detectie-eenheid, droog gecoat met een reagens, die een diagnostische kleur weergeeft. Dit proces duurt ongeveer een minuut om te voltooien. Om de kleur te meten, een digitale camera verkrijgt het beeld voor analyse zonder enige vaste lichtconditie, een proces dat de conventionele, speciaal apparaat voor deze taak overbodig. De onderzoekers toonden aan dat het detectievermogen van het apparaat vergelijkbaar is met dat van conventionele instrumenten die dezelfde colorimetrische reactie gebruiken.

"Het apparaat biedt een alternatieve methode om de lithiumionconcentraties regelmatig te controleren bij de behandeling van patiënten met een bipolaire stoornis, " zegt Manabu Tokeshi. "In de toekomst, we hopen een smartphone-app te ontwikkelen voor de beeldanalyse, zodat patiënten zelf of niet-medische werkers de lithiumionconcentratie in het bloed kunnen controleren." De onderzoekers zeggen ook dat door het afstemmen van detectiereagentia en andere componenten, het apparaat kan worden gebruikt voor het meten van de concentratie van andere bloedbestanddelen dan lithiumionen.