Quang Phổ Cận Hồng Ngoại trong phân tích nhanh chất thải từ cơ thể người

Bất chấp sự khác biệt, nhưng tất cả mọi người điều có một điểm chung – tất cả chúng ta điều tiêu thụ chất dinh dưỡng và bài tiết chất thải (VD: phân). Cụm từ: «you are what you eat»  sẽ được thảo luận khi bàn về chủ đề phân tích phân.  Các phòng thí nghiệm y sinh được trang bị để kiểm tra các mẫu phân nhằm chẩn đoán một số bệnh và các vấn đề khác, mặc dù các quy trình phân tích và chuẩn bị mẫu thông thường có thể khá tẻ nhạt và tốn thời gian. Bằng cách sử dụng quan phổ cận hồng ngoại (NIRS) như một kỹ thuật phân tích để xét nghiệm, các phòng thí nghiệm có thể nhận được kết quả nhanh, đáng tin cậy mà không cần chuẩn bị mẫu. 

Xác định hàm lượng chất béo, nitơ và chất khô mà không cần chuẩn bị mẫu

Máy phân tích chất rắn Metrohm NIRS DS2500 đã được chứng minh là một công cụ giá trị để xét nghiệm phân dễ dàng và đáng tin cậy trong các phòng thí nghiệm y sinh. Nitơ,  chất béo, chất khô và nhiều thông số quan trọng khác trong phân người có thể được định lượng bằng NIRS trong vòng chưa đầy một phút mà không cần chuẩn bị mẫu.

1. Tiến sĩ Barbot-Trystram, bà có thể mô tả ngắn gọn về phòng thí nghiệm của mình được không?

Phòng thí nghiệm Chức năng nghiên cứu về phân do Giáo sư Nathalie Kapel làm trưởng khoa «BioGeM» tại Bệnh viện Đại học Pitié Salpêtrière - Charles Foix (AP-HP Paris, Pháp). Nó được công nhận ở Pháp là phòng thí nghiệm tham chiếu để khám phá sinh hóa phân và khám phá cân bằng nội môi ruột (ví dụ: hấp thụ chất dinh dưỡng, bài tiết chất điện giải, dấu ấn sinh học trong phân và sản xuất các chất chuyển hóa của vi khuẩn).

2. Vai trò của bạn trong Phòng thí nghiệm phân tích chức năng phân là gì ?

Là một nhà khoa học y sinh, tôi tham gia vào việc phát triển và thẩm định các phương pháp mới. Ngoài ra, tôi tham gia vào việc thẩm định kết quả y tế. Điều này không chỉ bao gồm việc xem xét các kết quả phân tích quan trọng mà còn cả cách giải thích  về y tế dựa trên sự đối chiếu giữa dữ liệu định tính và định lượng với dữ liệu về tiền sử và triệu chứng lâm sàng của bệnh nhân.

Tôi cũng chịu trách nhiệm về quy trình đảm bảo chất lượng và thẩm định phương pháp theo chứng nhận ISO 15189 với sự cộng tác của các nhà khoa học y sinh khác và nhóm kỹ thuật.

3. Những phân tích nào được thực hiện trong phòng thí nghiệm phân tích Chức năng Coprology?

Chúng tôi phân tích một số thông số trong các mẫu phân. Chúng bao gồm lipid, nitơ, carbohydrate, năng lượng, chất chuyển hóa của vi khuẩn, chất điện giải, calprotectin và elastase. Những phân tích như vậy giúp chúng ta:

• xác định cơ chế đằng sau tiêu chảy mãn tính
• khám phá những thay đổi của chức năng tiêu hóa (ví dụ: kém hấp thu)
  
• phân biệt giữa các triệu chứng hữu cơ và không hữu cơ (nghĩa là các triệu chứng biểu hiện về mặt vật lý/sinh hóa đi kèm với các dấu ấn sinh học có thể đo lường được so với biểu hiện về mặt hành vi/chức năng và để đánh giá và điều chỉnh quản lý điều trị (y tế và/hoặc dinh dưỡng)
• khám phá mức độ nghiêm trọng của các vấn đề khác nhau và để đánh giá cũng như điều chỉnh cách quản lý điều trị (y tế và/hoặc dinh dưỡng)

4. Điều gì đã thuyết phục bạn chọn quang phổ cận hồng ngoại (NIRS) cho các phân tích trong phòng thí nghiệm của bạn?

Các phương pháp tham khảo để đo lượng nước, lipid (chất béo) và nitơ trong phân chủ yếu là thủ công và tốn thời gian. Các phương pháp này yêu cầu một quy trình chiết mẫu dài dẫn đến việc thực hiện các xét nghiệm nối tiếp. Do đó, chúng tôi đã tìm kiếm một phương pháp phân tích nhanh hơn có thể cho phép hiển thị kết quả trên cơ sở đặc biệt. Chúng tôi cũng muốn hạn chế sử dụng dung môi và tạo điều kiện thuận lợi cho việc chuẩn bị mẫu. Công nghệ quang phổ cận hồng ngoại (NIRS) đáp ứng các thông số kỹ thuật này.

Chúng tôi đã chọn sử dụng NIRS vì nhiều lý do: khía cạnh vệ sinh, khả năng tự động hóa hoàn toàn của nó tạo điều kiện thuận lợi cho công việc của các kỹ thuật viên và tốc độ định lượng cho phép thực hiện xét nghiệm hàng ngày. Hơn nữa, phương pháp phân tích này cung cấp ba kết quả cùng một lúc (nghĩa là lipid, nitơ và hydrat hóa) cho cùng một mẫu phân.

6. Những thách thức bạn phải vượt qua khi thực hiện phương pháp cận hồng ngoại NIRS là gì?

Chúng tôi đã thử nghiệm nhiều máy phân tích cận hồng ngoại NIRS thế hệ cũ từ các nhà sản xuất khác nhưng kết quả không khả quan, cụ thể là đối với các mẫu bệnh lý – phân có nước hoặc nhờn. Do đó, chúng tôi khá quan tâm đến việc đánh giá Máy phân tích NIRS DS2500 của Metrohm với phần mềm mới để xử lý toán học, nhưng chúng tôi phải tin tưởng vào hiệu suất của nó đối với tất cả các loại mẫu phân (bình thường cũng như bệnh lý).

7. Tại sao bạn chọn Metrohm là nhà cung cấp máy phân tích cận hồng ngoại NIR?

Chúng tôi chọn Metrohm vì đây vừa là nhà cung cấp vừa là nhà sản xuất. Điều này cho phép chúng tôi có được sự hỗ trợ trực tiếp từ công ty cho các quá trình phát triển và thẩm định của chúng tôi. Kết nối với nhà cung cấp là rất quan trọng để triển khai các quy trình tự động mới, thay đổi hoàn toàn các phương thức trước đây của chúng tôi. Trong số tất cả các máy phân tích cận hồng ngoại NIRS mà chúng tôi đã thử, Máy phân tích DS2500 solid là thiết bị phù hợp nhất để phân tích các mẫu phân.

Sự hợp tác giữa các kỹ sư của Metrohm và nhóm kỹ thuật phòng thí nghiệm là điều cần thiết để thẩm định phương pháp trên các mẫu bệnh lý (ví dụ: chảy nước, nhờn, v.v.).

Đường chuẩn dựng sẵn được cung cấp kèm theo máy phân tích cận hồng ngoại NIR, sẵn sàng sử dụng ngay từ lần đầu lắp máy:

Dựa trên dữ liệu được thu thập từ một số khách hàng sử dụng Máy NIRS DS2500 solid để phân tích phân, Metrohm có thể cung cấp các đường chuẩn dựng sẵn để sử dụng trực tiếp.

8. Bạn sử dụng Máy phân tích chất rắn Metrohm NIRS DS2500 ở đâu?

9. Chuẩn bị mẫu bằng quang phổ NIR

10. Ý kiến ​​chuyên môn của bạn về việc sử dụng Máy phân tích NIRS DS2500 solid để phân tích phân là gì?

Việc chuyển đổi từ các công nghệ khác sang Máy phân tích NIRS DS2500 solid là một thách thức thực sự đối với nhóm của chúng tôi, chuyển từ các phương pháp phân tích cổ điển sang một kỹ thuật vật lý kết hợp với xử lý toán học. Nó đã dẫn đến những trao đổi thú vị trong toàn đội, từ kỹ thuật viên đến nhà khoa học y sinh.

Tuy nhiên, Máy phân tích chất rắn NIRS DS2500 tiết kiệm thời gian ở cấp độ kỹ thuật (ví dụ: chuẩn bị mẫu, đo lường, bảo trì máy phân tích) cho phép xác nhận y tế nhanh hơn và nói chung là giảm thời gian quay vòng kết quả cho bác sĩ lâm sàng.

Phần mềm thân thiện với người dùng và việc chuẩn bị mẫu rất dễ hiểu. Chúng tôi đã đào tạo một số người mà không gặp khó khăn gì, kể cả những người không có kinh nghiệm trong phòng thí nghiệm.

Vì phép phân tích không phá hủy, mẫu có thể được sử dụng lại nếu cần thiết cho các xét nghiệm khác, điều này có thể rât quan trọng trong một số trường hợp.

Tính dễ sử dụng không làm chúng ta quên đi sự cần thiết phải xem xét kết quả một cách nghiêm túc. Phương pháp quang phổ này không phải là phương pháp cổ điển trong sinh học—trước tiên các can thiệp phải được xem xét trước khi áp dụng thực hiện.

Cảm ơn Tiến sĩ Laurence Barbot-Trystram đã chia sẻ một số hiểu biết về công việc của bạn. Chúng tôi đánh giá cao việc nghe về kinh nghiệm của bạn trong việc quản lý việc triển khai quang phổ cận hồng ngoại vào phòng thí nghiệm của bạn để phân tích các mẫu phân người.

Your knowledge take-aways

Application Note: Human stool analysis by near-infrared spectroscopy – Determination of moisture, fat, and nitrogen

Brochure: Pre-calibration for the analysis of human stool

Pre-calibrations for Vision Air Vis-NIR spectroscopy software

Learn more about Metrohm NIRS DS2500 Analyzers