Флуоресцентный бумажный тест для определения групп крови и титра антител с использованием био-инжиниринговых эритроцитов, хранящихся при комнатной температуре в течение длительного времени

Почему важно быстро проводить тестирование крови

Когда человеку требуется экстренное переливание или трансплантация, врачам нужно быстро узнать два показателя: группу крови пациента и наличие в крови высоких уровней определённых антител, которые могут вызвать опасные реакции. Сегодня эти тесты обычно требуют охлаждённых реагентов на основе эритроцитов, специализированного лабораторного оборудования и специалистов, которые визуально интерпретируют тонкие изменения. В новом исследовании представлен карманный бумажный тест, использующий специально сконструированные оболочки эритроцитов и флуоресцентные сигналы, который обеспечивает лабораторное качество определения группы крови и измерения антител при комнатной температуре всего за несколько минут.

Превращение эритроцитов в стабильные тестовые инструменты

Традиционные тесты опираются на свежие эритроциты, которые быстро портятся и требуют холодного хранения. Исследователи предположили, что наиболее важной частью эритроцита для определения группы крови является его внешняя мембрана, где расположены маркеры групп A, B и другие. Они разработали бережный метод удаления внутреннего содержимого клетки, включая красный гемоглобин, при сохранении мембраны и её маркеров в значительной степени нетронутыми. Эти пустые «призрачные» клетки затем покрыли крошечными флуоресцентными наночастицами, превратив каждую мембрану в яркий отслеживаемый зонд. Наконец, материал лиофилизировали, чтобы его можно было хранить в виде сухого порошка при комнатной температуре и легко восстановить перед использованием.

Как работает новый бумажный тест

Сердцем устройства является небольшая пластиковая карточка с складывающейся бумажной подложкой, в которой встроены каналы и фильтры. Перед применением флуоресцентные мембраны загружают и высушивают в небольших реакционных лунках. Для проведения теста добавляют небольшое количество плазмы пациента и смешивают примерно пять минут. Если в плазме есть антитела к маркерам групп A или B, они вызывают агглютинацию флуоресцентных мембран. При складывании карточки смесь проходит через многослойный фильтр: большие сгустки задерживаются сверху, более мелкие — ниже, а свободные частицы смываются. Портативный флуоресцентный считыватель затем подсвечивает фильтр и измеряет интенсивность свечения. Более яркие сигналы означают больше агглютинации и, следовательно, более высокий уровень антител, что позволяет определить как группу ABO, так и силу антител за один прогон.

Как сделать реагенты стойкими на годы

Основная проблема для тестов на местах — хрупкость обычных реагентов на основе эритроцитов. Ледяные кристаллы и длительное хранение могут повреждать мембранные белки, несущие маркеры групп крови, делая реагенты ненадёжными. Удалив большую часть воды вместе с клеточным внутренним содержимым и затем лиофилизировав флуоресцентные мембраны в защитной смеси, команда снизила повреждение от льда и сохранила критические поверхностные маркеры. В испытаниях в течение двух лет при комнатной температуре модифицированные реагенты сохраняли способность агглютинироваться с соответствующими антителами и стабильную флуоресценцию, тогда как стандартные жидкие реагенты на основе эритроцитов, хранящиеся в холодильнике, выходили из строя в течение нескольких месяцев.

От лабораторного стола к реальным пациентам

Затем исследователи проверили, как их система сопоставима с широко используемым в больницах методом гелевой микроколонной агглютинации. В зарегистрированном клиническом исследовании с 641 образцом пациентов новый бумажный тест правильно определял группы ABO во всех случаях. При измерении «титра» антител — по сути, концентрации антител против A или B — флуоресцентные показания сильно коррелировали с гелевым методом: большинство результатов находились в пределах одного шага от стандартной полуколичественной шкалы. Тест также показал устойчивость к типичным проблемам образцов, таким как умеренный гемолиз (разрушение эритроцитов), обычные уровни холестерина и умеренная желтуха, ведя себя аналогично существующим клиническим реагентам.

Что это может означать для ухода за пациентами

Для неспециалиста главный вывод в том, что эта работа превращает хрупкие охлаждаемые реагенты на базе эритроцитов в долговечные ярко светящиеся тестовые инструменты на бумажной основе. В результате получилась простая портативная система «карточка + считыватель», которая быстро определяет как группу крови ABO, так и силу соответствующих антител, используя лишь небольшую пробу плазмы без сложной аппаратуры. При стабильности при комнатной температуре по крайней мере два года и почти лабораторной точности этот подход может сделать безопасные и обоснованные решения по переливанию более доступными в машинах скорой помощи, сельских клиниках, на полях сражений и в перегруженных больницах, а также проложить дорогу для будущих тестов, которые так же просто будут измерять другие антитела групп крови.

Цитирование: Li, Y., Zhang, Y., Liang, S. et al. Paper-based fluorescent assay for blood typing and antibody titer determination using long-term ambient-stored bioengineered RBCs. Nat Commun 17, 2386 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-69213-6

Ключевые слова: определение группы крови, приборы для первичной диагностики, эритроциты, флуоресцентный анализ, безопасность переливаний крови