ECD-teknologialle soveltuvat lääkeainemääritykset ja biomolekyylit IVD-alueella vierianalytiikassa

Abstract

Opinnäytetyö tehtiin kirjallisuuskatsauksena suomalaiselle terveysteknologia-alan yritykselle Medix Biochemicalle. Opinnäytetyössä tarkasteltiin tuotteita, jotka liittyvät elektrokemialliseen detektioon (ECD) perustuvaan teknologiaan ja ovat myynnissä In vitro -diagnostiikan (IVD) alueella. Kirjallisuuskatsauksessa pyrittiin selvittämään ECD-teknologialle parhaiten sopivia lääkeainemäärityksiä ja biomolekyylejä, sekä ECD-teknologian etuja ja haittoja. Lisäksi perehdyttiin elektrokemiallisilla menetelmillä havaittuihin spesifisiin biomerkkiaineisiin, jotka ovat tyypillisiä kullekin sairaudelle tai lääketieteelliselle tilalle.

Opinnäytetyö toteutettiin kirjallisuuskatsauksena ja se liittyy opinnäytetyön antajan, Medix Biochemican, Fedoc-projektiin. Kirjallisuuskatsaus toteutettiin systemoituna katsauksena. Opinnäytetyön luonteesta johtuen kirjallisuuskatsausta käsiteltiin pääasiallisesti tutkimuksen alkuasetelmana, jonka avulla seulottiin mielenkiintoisia tieteellisiä artikkeleita opinnäytetyön aiheen rajauksen ja asetettujen kriteerien puitteissa.

Opinnäytetyön tuotoksena biomolekyylien kategoriassa käsiteltiin muutamaa yleistä metaboliittia, joita on menestyksekkäästi pystytty havaitsemaan elektrokemiallisin menetelmin. Tässä työssä näitä olivat kolesteroli, virtsahappo ja laktaatti. Lisäksi tutkimuksen kohteena olivat verikaasut, elektrolyytit, DNA, ketoaineet, hemoglobiini, typen oksidit ja entsyymit. Lääkeaineiden kategoriassa tärkeimmiksi tässä opinnäytetyössä osoittautuivat huumausaineet. Biomarkkereita käsiteltiin sairauksien diagnosoinnin yhteydessä, ja näistä pääosassa olivat erilaiset syöpämarkkerit. Opinnäytetyön rinnakkaisena osuutena käsiteltiin vierianalytiikkaan liittyen mobiilisovelluksia, joiden oletetaan olevan kasvava suuntaus terveysteknologian alalla, sillä se mahdollistaa reaaliaikaisen terveydenhuollon diagnosoinnin ja seurannan.

ECD-teknologiaa voidaan käyttää erittäin monien biomolekyylien ja lääkeaineiden pitoisuuksien mittaamiseen, koska se on herkkä, spesifinen ja kustannustehokas menetelmä. ECD-teknologiaan pohjautuvaa pitoisuusmittausta tullaan hyödyntämään tulevaisuudessa laajemmin koko In vitro -diagnostiikan (IVD) -alueella.

The thesis was conducted in a literature review by a Finnish biotechnology company Medix Biochemica. The purpose of the thesis was to find out the most appropriate biomolecules and drug analysis which are able to be detected by electrochemical methods (ECD) and are commercially available in the In vitro -diagnostic (IVD) area. In addition, electrochemical methods were deeper searched based on specific biomarkers that can be observed by using ECD and are typical for each disease or medical condition. Also benefits and disadvantages of ECD technology were studied.

The thesis was carried out by the literature review and relates to the Fedoc project of Medix Biochemica. The literature review was implemented as a systematic review. Due to the nature of the thesis, the literature review was primarily dealt with as a starting point for research to explore interesting scientific articles based on the subject of the thesis and the set criteria.

As a result of the thesis, the biomolecular category covered some common metabolites that were successfully detected by electrochemical methods. These were further studied in this thesis including cholesterol, uric acid and lactate. In addition, the deeper study also focused on blood gases, electrolytes, DNA, ketones, hemoglobin, nitrogen oxides and enzymes. In the category of medicines, the most important group detected by ECD turned out to be drugs of abuse. Biomarkers were studied with the presence of diseases, and the main part of biomarkers in focus contained various cancer markers. The parallel part of the thesis was a point of care testing related to mobile applications, which are supposed to be a growing trend in healthcare industry, as it enables diagnosis and follow-up at real-time.

ECD technology can be used to measure the concentration of many kinds of biomolecules and abused drugs, while being a sensitive, specific and cost-effective method. Bioanalytical detection based on ECD technology will be more widely used in the entire In vitro -diagnostic (IVD) area in the future.